Способ трехмерного прогнозирования многократных волн от свободной поверхности
Предложенное изобретение относится к морской сейсмической разведке, а точнее к способу для ослабления действия многократных волн от поверхности в морском сейсмическом сигнале. Предложенный способ (два его варианта) позволяет исключить запись вступлений многократных поверхностных отражений из сейсмических записей. Способ прогнозирования множества многократных волн от поверхности для множества трасс в записи сейсмических данных, заключающийся в том, что: выбирают целевую линию разреза; выбирают входную линию разреза в пределах апертуры целевой линии разреза; выбирают одну или несколько точек на линии, находящейся на двойном расстоянии, отсчитываемом от целевой линии разреза до входной линии разреза и при этом точка соответствует потенциальной точке нисходящего отражения многократных волн от поверхности для трассы в записи; образуют продольную линию потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей одной или нескольким точкам на линии; повторяют вышеуказанные этапы для каждой входной линии разреза в пределах апертуры целевой линии разреза, чтобы образовать множество потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей каждой входной линии разреза в пределах апертуры; суммируют множество потенциальных многократных волн от поверхности, соответствующих каждой входной линии разреза в пределах апертуры, чтобы образовать многократную волну от поверхности для трассы, и сохраняют многократную волну от поверхности для трассы в памяти. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
В общем варианты осуществления настоящего изобретения относятся к морской сейсмической разведке, а точнее к способу для ослабления действия многократных волн от поверхности в морском сейсмическом сигнале.
Описание уровня техники
Сейсмическая разведка представляет собой способ, предназначенный для определения структуры подземных пластов в геологической среде. При сейсмической разведке обычно используют источники сейсмической энергии, которые формируют сейсмические волны, и сейсмические приемники, которые обнаруживают сейсмические волны. Сейсмические волны проходят в пласты в геологической среде, где часть волн отражается от границ раздела между подземными пластами. Амплитуда и полярность отраженных волн определяются различиями в акустическом импедансе между слоями породы, содержащими подземные пласты. Акустический импеданс слоя породы равен произведению скорости распространения акустической волны в слое и плотности слоя. Сейсмические приемники обнаруживают отраженные сейсмические волны и преобразуют отраженные волны в репрезентативные электрические сигналы. Обычно сигналы передаются электрическим, оптическим, радиотехническим или другим средством в устройства, в которых сигналы записываются. Путем анализа записанных сигналов (или трасс) можно определить форму, местоположение и состав подземных пластов.
Морская сейсмическая разведка представляет собой способ для определения структуры подземных пластов, лежащих ниже толщи воды. При морской сейсмической разведке обычно используют источники сейсмической энергии и сейсмические приемники, расположенные в воде, которые либо буксируются позади судна, либо размещаются с судна на морском дне. Источник энергии обычно представляет собой взрывное устройство или систему сжатого воздуха, которая вырабатывает сейсмическую энергию, которая затем в виде сейсмических волн распространяется через толщу воды и в подземные пласты ниже дна моря. Когда сейсмические волны попадают на границы раздела между подземными пластами, часть сейсмических волн отражается обратно через грунт и воду к сейсмическим приемникам для обнаружения, передачи и записи. Сейсмические приемники, обычно используемые при морской сейсмической разведке, представляют собой датчики давления, такие как гидрофоны. Однако, кроме того, могут быть использованы датчики перемещения, например геофоны или акселерометры. Для охвата района разведки как источники, так и приемники могут быть оперативно перемещены на новые места.
Однако помимо границ раздела между подземными пластами, что желательно, сейсмические волны отражаются от иных границ раздела. Сейсмические волны также отражаются от морского дна и водной поверхности, а получающиеся отраженные волны сами продолжают отражаться. Волны, которые отражаются много раз, называют «многократными волнами». Волны, которые отражаются много раз в слое воды между водной поверхностью наверху и морским дном внизу, называют «многократными волнами от морского дна». Многократные волны от морского дна долгое время считались проблемой при обработке и интерпретации морских сейсмических данных, поэтому для обработки многократных волн от морского дна были разработаны многочисленные способы ослабления, основанные на волновом уравнении. Однако могут быть обозначены более крупные наборы многократных волн, содержащие многократные волны от морского дна в качестве поднабора. Более крупный набор включает в себя многократные волны с восходящими отражениями от границ раздела между подземными пластами в дополнение к восходящим отражениям от морского дна. Многократные волны в более крупном наборе заодно имеют нисходящие отражения на водной поверхности и поэтому называются «многократными волнами от поверхности». На фиг.1, рассмотренной ниже, даны примеры отраженных волн различных видов.
На фиг.1 показано схематическое представление морской сейсмической разведки. В целом процедура обозначена позицией 100. Подземные пласты, подлежащие исследованию, такие как 102 и 104, лежат ниже толщи 106 воды. Источники 108 сейсмической энергии и сейсмические приемники 110 располагают в толще 106 воды обычно с помощью одного или нескольких сейсморазведочных судов (непоказанных). Сейсмический источник 108, например воздушная пушка, создает сейсмические волны в толще 106 воды, и часть сейсмических волн проходит вниз через воду к подземным пластам 102 и 104 под толщей 106 воды. Когда сейсмические волны достигают сейсмического отражающего горизонта, часть сейсмических волн отражается вверх, а часть сейсмических волн продолжает проходить вниз. Сейсмический отражающий горизонт может быть морским дном 112 или одной из границ раздела между подземными пластами, такой как граница 114 раздела между пластами 102 и 104. Когда отраженные волны, проходящие вверх, достигают границы раздела воды и воздуха на водной поверхности 116, основная часть волн опять отражается вниз. Как описано более подробно ниже, продолжая таким образом, сейсмические волны могут отражаться много раз между отражающими вверх горизонтами, такими как морское дно 112 или границы раздела пластов внизу, и отражающим вниз горизонтом на водной поверхности 116 наверху. Каждый раз отраженные волны проходят мимо места расположения сейсмического приемника 110, при этом приемник 110 обнаруживает отраженные волны и формирует репрезентативные сигналы.
Однократные отраженные волны представляют собой те сейсмические волны, которые до обнаружения сейсмическим приемником 110 только один раз отражаются от морского дна 112 или границы раздела между подземными пластами. Пример однократной отраженной волны показан на фиг.1 траекториями 120 и 122 лучей. Однократные отраженные волны содержат необходимую информацию о подземных пластах, получение которой является задачей морской сейсмической разведки. Многократные волны от поверхности представляют собой те волны, которые до обнаружения приемником 110 много раз отражаются между водной поверхностью 116 и любым отражающим вверх горизонтом, таким как морское дно 112 или границы раздела пластов. Пример многократной волны от поверхности, которая является, в частности, многократной волной от морского дна, показан траекториями 130, 132, 134 и 136 лучей. Точка на водной поверхности 116, в которой волна отражается вниз вторично, называется точкой нисходящего отражения. Многократная волна от поверхности, начинающаяся путем 130 пробега волны, представляет собой многократную волну первого порядка, поскольку многократная волна содержит одно отражение от водной поверхности 116. Два примера многократных волн от поверхности общего типа с восходящими отражениями от морского дна 112 и границ раздела пластов показаны путями 140, 142, 144, 146, 148 и 150 пробега волны и путями 160, 162, 164, 166, 168 и 170 пробега волны. Многократные волны от поверхности из этих двух последних примеров относятся к многократным волнам второго порядка, поскольку многократные волны претерпевают два отражения от водной поверхности 116. В общем случае многократная волна от поверхности имеет порядок i, если многократная волна претерпевает i отражений от водной поверхности 116. Многократные волны от поверхности представляют собой посторонний шум, который маскирует полезный сигнал однократной отраженной волны.
Ослабление многократных волн от поверхности представляет собой инверсию до суммирования зарегистрированного волнового поля, посредством которой удаляются все многократные волны от поверхности всех порядков, имеющиеся в морском сейсмическом сигнале. В отличие от некоторых алгоритмов ослабления многократных волн, основанных на волновом уравнении, для ослабления многократных волн от поверхности нет необходимости ни в никаком моделировании или в прогнозах относительно местоположений, конфигураций и коэффициентов отражения отражающих горизонтов, вызывающих многократные волны. Вместо этого ослабление многократной волны от поверхности основано на внутреннем физическом соответствии между вступлениями однократных и многократных отраженных волн, которое должно существовать в любом надлежащим образом зарегистрированном массиве данных морских исследований. Информация, необходимая для процесса ослабления многократных волн от поверхности, уже содержится в сейсмических данных.
Экспериментально проверялись различные способы из предшествующего уровня техники, предназначенные для исключения из зарегистрированных трасс многократных волн от поверхности. Для примера следует отметить, что время пробега для многократной волны от поверхности, траектория которой находится полностью в воде во время океанографических работ, является функцией «удаления», расстояния между источником и приемником, и числа отражений многократной волны от поверхности. Например, если многократная волна отражается от поверхности один раз до того, как принимается микрофоном, а удаление равно нулю, то время пробега многократной волны точно равно удвоенному времени пробега основных волн. В различных схемах этот факт используют для исключения многократных волн.
Другие способы включают в себя сложные схемы построения лучей, в которых образуют синтетическую многократную волну и вычитают ее из реальной волны, чтобы получить запись, предположительно свободную от многократной волны. Однако эти способы являются весьма труднореализуемыми в том смысле, что до того, как можно будет образовать синтетическую волну, для них требуются достоверные сведения о подводной среде, а также о конфигурации морского дна. Подобные синтетические многократные волны могут быть образованы путем использования более точных способов, непосредственно не включающих в себя построения лучей, например способов распространения поля, но опять-таки для них требуются подробные сведения о по меньшей мере морском дне, а также о конфигурации подводных границ раздела, и поэтому они не столь полезны, как хотелось бы.
Поэтому в данной области техники применительно к обработке данных существует необходимость в усовершенствованном способе исключения записи вступлений многократных поверхностных отражений из сейсмических записей.
Сущность изобретения
В общем варианты осуществления настоящего изобретения касаются способа прогнозирования множества многократных волн от поверхности для множества трасс в записи сейсмических данных. Способ заключается в том, что (а) выбирают целевую линию разреза; (b) выбирают входную линию разреза в пределах апертуры целевой линии разреза; (с) выбирают точку на линии, находящейся на двойном расстоянии, отсчитываемом между входной линией разреза и целевой линией разреза, при этом точка соответствует потенциальной точке нисходящего отражения многократных волн от поверхности для трассы в записи; (d) образуют потенциальную многократную волну от поверхности для трассы, соответствующей точке; (е) повторяют этапы с (с) по (d) для каждой точки на линии, чтобы образовать продольную линию потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей каждой точке на линии; (f) повторяют этапы с (b) по (е) для каждой входной линии разреза в пределах апертуры целевой линии разреза, чтобы образовать множество потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей каждой входной линии разреза в пределах апертуры; и (g) суммируют множество потенциальных многократных волн от поверхности, соответствующих каждой входной линии разреза в пределах апертуры, чтобы образовать многократную волну от поверхности для трассы.
В одном варианте осуществления способ заключается в том, что (а) выбирают целевую линию разреза; (b) выбирают входную линию разреза в пределах апертуры целевой линии разреза; (с) применяют поправку за дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн к входной линии разреза; (d) выполняют двумерное прогнозирование многократных волн от поверхности на входной линии разреза, чтобы образовать сумму из множества потенциальных многократных волн от поверхности на продольной линии в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн, которая соответствует целевой линии разреза, при этом продольная линия соответствует входной линии разреза; (е) повторяют этапы с (с) по (d) для каждой входной линии разреза в пределах апертуры, чтобы образовать множество сумм потенциальных многократных волн от поверхности на каждой продольной линии в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн, которая соответствует целевой линии разреза; (f) сортируют множество сумм потенциальных многократных волн от поверхности так, чтобы каждая сумма потенциальных многократных волн от поверхности, соответствующая трассе в записи, была прилегающей к каждой другой; и (g) суммируют прилегающие потенциальные многократные волны от поверхности, соответствующие трассе, чтобы образовать многократную волну от поверхности для трассы.
Краткое описание чертежей
Нижеследующее подробное описание сделано со ссылками на сопровождающие чертежи, которые теперь кратко описываются. На чертежах:
фиг.1 - схематический вид морской сейсмической разведки;
фиг.2 - иллюстрация способа прогнозирования многократных волн от поверхности по записи сейсмических данных согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг.3 - вид конкретной трассы на целевой линии разреза, для которой многократные волны от поверхности должны быть спрогнозированы согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг.4 - иллюстрация способа прогнозирования многократных волн от поверхности по записи сейсмических данных согласно другому варианту осуществления изобретения; и
фиг.5 - структура компьютерной сети, в которой могут быть реализованы варианты осуществления изобретения.
Хотя в настоящей заявке изобретение описывается для примера применительно к нескольким вариантам осуществления изобретения и иллюстрирующим чертежам, специалисты в данной области техники должны понимать, что изобретение не ограничено описываемыми вариантами осуществления или чертежами. Должно быть понятно, что чертежи и подробное описание к ним не предполагаются ограничивающими изобретение конкретной раскрытой формой, а наоборот, изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в рамки сущности и объема настоящего изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Заголовки в настоящей заявке использованы только с организационными целями, и это не означает, что они должны быть использованы для ограничения объема описания или формулы изобретения. Использованное по всему тексту этой заявки слово «может» применяется в разрешительном смысле (то есть означающим наличие возможности для), а не в обязательном смысле (то есть означающим долженствование). Точно так же слова «включающий в себя», «включая» и «включает в себя» означают включение, но без ограничения этим.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Фигурой 2 иллюстрируется способ 200 прогнозирования многократных волн от поверхности по записи сейсмических данных согласно одному варианту осуществления изобретения. На этапе 210 предварительно обрабатывают запись сейсмических данных. То есть, запись сейсмических данных разделяют на линии разреза (ЛР) и каждую линию разреза регуляризируют в соответствии с обычными методами регуляризации, известными специалистам в данной области техники. После регуляризации расстояние в поперечном направлении между каждым источником и приемником равно нулю, а расстояние в продольном направлении между каждым источником и приемником является регулярным. После регуляризации записи сейсмических данных относительно линий разреза регуляризованные данные экстраполируют в соответствии с обычными методами экстраполяции, известными специалистам в данной области техники. После экстраполяции интервал между каждым источником и приемником, ближайшим к источнику, на каждой линии разреза заполняют экстраполированными приемниками. В результате этого каждая линия разреза имеет трассы с нулевым поперечным удалением и регулярно возрастающим, начиная с нуля, продольным удалением.
На этапе 215 выбирают целевую линию 310 разреза. Целевую линию 310 разреза определяют как местоположения трасс, для которых должны быть спрогнозированы многократные волны от поверхности. В одном варианте осуществления изобретения целевая линия 310 разреза представляет собой одну из линий разреза, которые были предварительно обработаны. Для иллюстрации вариантов осуществления изобретения конкретная трасса на целевой линии разреза, для которой должны быть спрогнозированы многократные волны от поверхности, имеет источник в S и приемник в R, и она показана на фиг.3 как трасса (S, R). На этапе 220 трассу (S, R) выбирают из целевой линии 310 разреза. На этапе 225 выбирают другую линию 320 разреза (в дальнейшем называемую «входной линией разреза») в пределах точно определенной поперечной апертуры 330 целевой линии 310 разреза. Обычно апертура 330 определяется максимальным расстоянием от целевой линии 310 разреза, которая обычно расположена в середине апертуры 330. Апертура 330 обычно состоит из многочисленных потенциальных входных линий разреза, одна из которых является целевой линией 310 разреза. Как таковая любая входная линия разреза в пределах апертуры 330 может быть выбрана на этапе 225, поскольку в конечном счете каждая входная линия разреза в пределах апертуры 330 должна быть обработана. Размер апертуры 330 может быть точно установлен на этапе 215. Термин «апертура» использован в настоящей заявке относительно местоположения входной линии 320 разреза и местоположения потенциальных точек нисходящего отражения по отношению к целевой линии 310 разреза. Однако следует отметить, что расстояние в поперечном направлении от целевой линии 310 разреза до потенциальных точек нисходящего отражения всегда равно удвоенному расстоянию до входной линии 320 разреза и, следовательно, протяженность в поперечном направлении апертуры 330, определенная на основе потенциальных точек нисходящего отражения, всегда равна удвоенной протяженности, определенной на основе входной линии 320 разреза.
Целевая линия 310 разреза и входная линия 320 разреза отделены расстоянием y. В одном варианте осуществления расстояние y между целевой линией 310 разреза и входной линией 320 разреза может быть вычислено, и оно может изменяться вдоль входной линии 320 разреза, если она не параллельна целевой линии 310 разреза. На этапе 230 выбирают точку Х на линии 340 местоположений для Х. Точка Х соответствует потенциальной точке нисходящего отражения для многократных волн от поверхности из трассы (S, R). Линию 340 местоположений для Х определяют как находящуюся на расстоянии 2y от целевой линии 310 разреза.
На этапе 235 идентифицируют или извлекают трассу на входной линии 320 разреза, которая соответствует трассе (S, X) (потенциальной трассе); при иллюстрации вариантов осуществления изобретения эта трасса называется трассой (S', R'). Трасса (S', R') соответствует трассе (S, X), поскольку S' и S имеют одно и то же место расположения в продольном направлении, R' и Х имеют одно и то же место расположения в продольном направлении, а трасса (S', R') имеет то же самое продольное удаление, что и трасса (S, X), но нулевое поперечное удаление. Кроме того, средние точки трасс (S, X) и (S', R') находятся в одном и том же месте М. В другом варианте осуществления извлекают трассу на входной линии 320 разреза, которая имеет фактическое удаление, наиболее близкое к удалению трассы (S, X), и ту же самую среднюю точку, что и трасса (S, X).
Для моделирования трассы (S, X) на этапе 240 к трассе (S', R') применяют поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн (поправку на ДПВПОВ). Поправкой на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн компенсируют различие в удалениях между двумя трассами, при этом удаление трассы определяется как горизонтальное расстояние от источника до приемника. В данном случае поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн применяют потому, что трассы (S, X) и (S', R') имеют одно и то же место М расположения средней точки. Путем применения поправки на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн источник с места S' на входной линии 320 разреза перемещают на место S на целевой линии 310 разреза, а приемник с места R' на входной линии 320 разреза перемещают на место Х на линии 340 местоположений для Х. В одном варианте осуществления поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн представляет собой компенсацию дифференциального нормального приращения времени пробега. Другие алгоритмы ввода поправок на различие дифференциального приращения времени пробега отраженных волн также предусматриваются вариантами осуществления изобретения. В другом варианте осуществления изобретения скоростную модель, например модель скорости суммирования, используют в сочетании с поправкой на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн. Модель скорости суммирования может включать в себя скорости суммирования в продольном направлении или скорости суммирования в поперечном направлении.
После имитации трассы (S, X) этапы с 235 по 240 повторяют для моделирования трассы, имеющей источник, расположенный в Х, и приемник, расположенный в R, (в дальнейшем называемой трассой (X, R)) (на этапе 245). Трассу (X, R) моделируют (имитируют) путем извлечения трассы, которая соответствует трассе (X, R) из входной линии 320 разреза, и применяя к этой трассе поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн.
После моделирования (имитации) трассы (S, X) и трассы (X, R) две трассы свертывают, чтобы образовать потенциальную трассу многократной волны от поверхности для трассы (S, R), соответствующей точке Х нисходящего отражения (этап 250). Эта трасса является одной трассой из подборки трасс от вкладов многократных волн (подборки трасс от ВМВ) для трассы (S, R). Подборку трасс от вкладов многократных волн обычно определяют как набор потенциальных многократных волн от поверхности для трассы (S, R), соответствующей всем потенциальным точкам нисходящего отражения в апертуре. Трасса (S, X) и трасса (X, R) могут быть свернуты любыми обычными способами, обычно хорошо известными специалистам в данной области техники.
На этапе 255 определяют, существует ли другая точка (например, Х2), соответствующая потенциальной точке нисходящего отражения на линии 340 местоположений для Х. Если ответ является утвердительным, возвращаются к этапу 235 обработки, на котором трассу, которая соответствует трассе (S, X2), идентифицируют на входной линии 320 разреза. Этапы с 235 по 250 повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все потенциальные точки нисходящего отражения на линии 340 местоположений для Х. В конце этапа 255 в подборке трасс от вклада многократных волн создают продольную линию потенциальных многократных волн от поверхности для трассы (S, R), соответствующей всем потенциальным точкам нисходящего отражения на линии местоположений для Х. Если на этапе 255 ответ на вопрос является отрицательным, то обработку продолжают на этапе 260.
На этапе 260 определяют, существует ли в пределах апертуры 330 другая входная линия разреза (например, входная линия 350 разреза). Если ответ является утвердительным, то возвращаются к этапу 230 обработки, на котором выбирают точку Х на другой линии местоположений для Х (например, на линии 360 местоположений для Х). Входная линия 350 разреза отделена от целевой линии 310 разреза другим расстоянием, например y2, а линия 360 местоположений для Х отделена от целевой линии 310 разреза расстоянием 2y2. В конце этапа 255 для входной линии 350 разреза в подборке трасс от вкладов многократных волн образуют другую продольную линию потенциальных многократных волн от поверхности для трассы (S, R). Этапы с 230 по 255 повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все входные линии разреза в пределах апертуры 330. В конце этапа 260 подборку трасс от вкладов многократных волн пополняют продольными линиями потенциальных многократных волн для трассы (S, R), соответствующей всем потенциальным точкам нисходящего отражения в пределах апертуры 330. Если на этапе 260 ответ на вопрос является отрицательным, то обработку продолжают на этапе 265.
На этапе 265 трассы в каждой продольной линии из подборки трасс от вкладов многократных волн складывают (суммируют), чтобы образовать последовательность просуммированных в продольном направлении трасс. Таким образом, подборка трасс от вкладов многократных волн оказывается частично просуммированной. На этапе 270 просуммированные в продольном направлении трассы складывают (суммируют), чтобы образовать трассу фактических многократных волн от поверхности для трассы (S, R). Таким образом, многократные волны от поверхности для трассы (S, R) оказываются спрогнозированными в трехмерном пространстве. Прогнозирование многократных волн от поверхности, описываемое в настоящей заявке, является трехмерным, поскольку апертура 330 для подборки трасс от вкладов многократных волн охватывает область местоположений на поверхности в противоположность апертуре, ограниченной единственной линией разреза, соответствующей целевой линии разреза, как в двумерном прогнозировании многократных волн от поверхности. В одном варианте осуществления изобретения трассы на каждой поперечной линии из подборки трасс от вкладов многократных волн суммируют, чтобы образовать последовательности просуммированных в поперечном направлении трасс, а затем последовательности просуммированных в поперечном направлении трасс суммируют, чтобы образовать трассы фактических многократных волн от поверхности для трассы (S, R).
На этапе 280 определяют, существует ли другая трасса (например, трасса (S2, R2)) на целевой линии 310 разреза. Если ответ является утвердительным, то возвращаются к этапу 225 обработки, на котором выбирают входную линию разреза в пределах апертуры 330 целевой линии 310 разреза. Этапы с 230 по 280 повторяют до тех пор, пока не будут спрогнозированы фактические многократные волны от поверхности для каждой трассы на целевой линии 310 разреза. Если ответ является отрицательным, то обработку продолжают на этапе 290.
На этапе 290 определяют, существует ли другая целевая линия разреза в предварительно обработанной записи сейсмических данных. Если ответ является утвердительным, то возвращаются к этапу обработки 220, на котором выбирают трассу из этой следующей целевой линии разреза. Этапы с 225 по 290 повторяют до тех пор, пока не будут спрогнозированы многократные волны от поверхности для каждой трассы в записи сейсмических данных. Таким образом, многократные волны от поверхности для каждой трассы в записи сейсмических данных оказываются спрогнозированными в трехмерном пространстве.
Фигурой 4 иллюстрируется способ 400 прогнозирования многократных волн от поверхности по записи сейсмических данных согласно другому варианту осуществления изобретения. На этапе 410 запись сейсмических данных предварительно обрабатывают в соответствии с методами регуляризации и экстраполяции, описанными выше. Следующие два этапа способа 400 являются теми же самыми, что и этапы 215 и 225. То есть, на этапе 420 выбирают целевую линию 310 разреза (ЛР). Целевую линию 310 разреза определяют как местоположение трасс, для которых должны быть спрогнозированы многократные волны от поверхности. В одном варианте осуществления целевая линия 310 разреза представляет собой одну из линий разреза, которые были предварительно обработаны. На этапе 430 выбирают входную линию 320 разреза в пределах апертуры 330 целевой линии 310 разреза.
На этапе 440 поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн (поправку на ДПВПОВ) применяют к каждой трассе на входной линии 320 разреза, тем самым изменяя поперечное удаление каждой трассы до расстояния 2y, где y есть расстояние между входной линией 320 разреза и целевой линией 310 разреза, и оставляя неизменными продольное удаление и среднюю точку М. Поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн может быть применена до выбора трассы (S, R) из целевой линии 310 разреза, поскольку поправка от трассы (S', R') к трассе (S, X) зависит только от местоположения S' источника, местоположения R' приемника и расстояния между входной линией 320 разреза и целевой линией 310 разреза, которое равно y. В одном варианте осуществления изобретения поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн представляет собой компенсацию дифференциального нормального приращения времени. Другие алгоритмы коррекции на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн также предусматриваются вариантами осуществления изобретения. В других вариантах осуществления скоростную модель, например модель скорости суммирования, используют в сочетании с поправкой на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн. Модель скорости суммирования может включать в себя скорости суммирования в продольном направлении или скорости суммирования в поперечном направлении.
На этапе 450 осуществляют двумерное прогнозирование многократных волн от поверхности на линии 320 разреза, чтобы образовать сумму всех потенциальных многократных волн от поверхности на продольной линии (соответствующей входной линии 320 разреза) в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн (подборке трасс от ВМВ), которая соответствует целевой линии 310 разреза. Таким образом, каждая подборка трасс от вкладов многократных волн, которая соответствует целевой линии 310 разреза, оказывается частично вычисленной и просуммированной в направлении продольной линии, соответствующей входной линии 320 разреза. Структуру этапа 450 выбирают такой, чтобы выполнялись все операции этапов 220, 230, 235, 250, 255, 265 и 280. Если требуется, двумерное прогнозирование многократных волн от поверхности можно осуществить, используя лишь с очень небольшими изменениями существующие программы и алгоритмы, большей частью известные специалистам в данной области техники. Таким образом, часть трехмерного прогнозирования многократных волн от поверхности можно вычислить, используя существующие алгоритмы двумерного прогнозирования многократных волн от поверхности, применяемые к данным из одной линии разреза, что делает процесс очень эффективным. Существующие алгоритмы двумерного прогнозирования многократных волн от поверхности обычно включают в себя коррекцию для компенсации геометрического расхождения с целью доведения данных до состояния, пригодного для двумерного прогнозирования многократных волн от поверхности, и ро-фильтр, соответствующий двумерному суммированию подборок трасс от вкладов многократных волн. Поэтому в одном варианте осуществления изобретения коррекцию на геометрическое расхождение не применяют, а ро-фильтр заменяют фильтром, выполненным с возможностью трехмерного прогнозирования многократных волн от поверхности.
На этапе 460 определяют, существует ли другая входная линия разреза (например входная линия 350 разреза) в пределах апертуры 330. Если ответ является утвердительным, то возвращаются к этапу 440 обработки, на котором поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн применяют к каждой трассе на входной линии 350 разреза. В конце этапа 450 для входной линии 350 разреза должны быть вычислены суммы в продольном направлении всех потенциальных многократных волн от поверхности на другой продольной линии (соответствующей входной линии 350 разреза) в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн, соответствующей целевой линии 310 разреза. Этапы 440-450 повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все входные линии разреза в пределах апертуры 330. Поэтому в конце этапа 460 образуются последовательности сумм всех потенциальных многократных волн от поверхности на каждой продольной линии в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн, соответствующей целевой линии 310 разреза. То есть, для каждой трассы на целевой линии 310 разреза суммы в продольном направлении в подборке трасс от вкладов многократных волн для этой трассы оказываются вычисленными для каждой продольной линии в пределах апертуры 330. Если на этапе 460 ответ на вопрос является отрицательным, то процесс продолжают на этапе 470.
На этапе 470 комбинируют и сортируют по порядку трасс частично просуммированные трассы многократных волн от поверхности из всех входных линий разреза, так что все частично просуммированные трассы (то есть все суммы в продольном направлении), соответствующие данной трассе (S, R) на целевой линии 310 разреза, оказываются прилегающими друг к другу. Набор частично просуммированных трасс для данной трассы (S, R) на целевой линии 310 разреза образует «подборку трасс от вкладов многократных волн в поперечном направлении», которая не является такой же, как поперечная линия из подборки трасс от вкладов многократных волн, поскольку подборка трасс от вкладов многократных волн в поперечном направлении состоит из трасс после суммирования в продольном направлении. На этапе 480 трассы в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн в поперечном направлении суммируют, чтобы образовать фактические многократные волны от поверхности для каждой трассы на целевой линии 310 разреза.
В одном варианте осуществления изобретения в том случае, если запись сейсмических данных является нерегулярной в поперечном направлении (то есть y изменяется вдоль линии, поскольку входные и целевые линии разреза не являются параллельными), то трассы в подборке трасс от вкладов многократных волн в поперечном направлении также не будут регулярно разнесены. В этом случае необходимо регуляризировать подборку трасс от вкладов многократных волн в поперечном направлении до того, как можно будет осуществлять суммирование. В другом варианте осуществления изобретения в том случае, если шаг трасс между входными линиями разреза слишком большой, то подборки трасс от вкладов многократных волн могут быть замещены (подвергнуты аляйсингу) в соответствии с критериями аляйсинга, известными специалистам в данной области техники. В этом случае входные линии разреза можно интерполировать, чтобы до суммирования иметь более мелкий шаг между трассами. В качестве альтернативы можно интерполировать запись сейсмических данных, чтобы моделировать линии разреза между линиями разреза, которые были фактически записаны.
На этапе 490 определяют, существует ли другая целевая линия разреза в предварительно обработанной записи сейсмических данных. Если ответ является утвердительным, то возвращаются к этапу 430 обработки, на котором выбирают входную линию разреза в пределах апертуры следующей целевой линии разреза. Этапы с 430 по 490 повторяют до тех пор, пока не будут спрогнозированы многократные волны от поверхности для каждой трассы в записи сейсмических данных. Таким образом, трехмерное прогнозирование многократных волн от поверхности для каждой трассы в записи сейсмических данных оказывается осуществленным.
Варианты осуществления изобретения, описанные со ссылкой на способ 400, имеют много преимуществ, в том числе возможность вычисления каждой продольной линии в подборке трасс от вкладов многократных волн путем независимой обработки данных из каждой входной линии разреза и возможность использования лишь с очень небольшими изменениями обычных алгоритмов двумерного прогнозирования многократных волн от поверхности. Кроме того, использование поправки на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн для моделирования трасс, необходимых для прогнозирования, делает алгоритм очень простым и эффективным по сравнению с алгоритмами, в которых используются методы, основанные на миграции или основанные на интерполяции. В дополнение к этому, поскольку поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн применяют к данным до суммирования, различие между регуляризированным удалением на входной линии разреза и желаемым удалением уменьшается по сравнению с использованием просуммированных данных, как это предлагается в других способах, в результате чего снижаются временные погрешности, связанные с аппроксимациями в процедуре введения поправки на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн. Кроме того, аналогичным образом заметно повышаются амплитуды, поскольку в данных для суммирования имеются непредсказуемые амплитуды многократных волн.
На фиг.5 показана компьютерная сеть 500, в которой могут быть реализованы варианты осуществления изобретения. Компьютерная сеть 500 включает в себя компьютер 530 системы, который может быть реализован как любой обычный персональный компьютер или рабочая станция, например рабочая станция на основе операционной системы UNIX. Компьютер 530 системы находится в связи с дисковыми запоминающими устройствами 529, 531 и 533, которые могут быть внешними запоминающими устройствами в виде жестких дисков. Предполагается, что дисковые запоминающие устройства 529, 531 и 533 представляют собой обычные накопители на жестких магнитных дисках и как таковые должны быть реализованы с помощью локальной вычислительной сети или удаленного доступа. Конечно, хотя дисковые запоминающие устройства 529, 531 и 533 показаны как отдельные устройства, единственное дисковое запоминающее устройство может быть использовано для хранения любой и всех команд программы, данных измерений и, при желании, результатов.
В одном варианте осуществления сейсмические данные от геофонов сохраняют в дисковом запоминающем устройстве 531. Компьютер 530 системы может извлекать соответствующие данные из дискового запоминающего устройство 531, чтобы осуществлять трехмерное прогнозирование многократных волн от поверхности в соответствии с командами программы, которые соответствуют способам, описанным в настоящей заявке. Команды программы могут быть написаны на компьютерных языках программирования, таких как Си-плюс-плюс, Ява и т.п. Команды программы могут храниться в считываемом компьютером запоминающем устройстве, таком как дисковое запоминающее устройство 533 для хранения программы. Конечно, запоминающие среды, хранящие команды программы, могут быть любого известного типа, используемыми для хранения компьютерных программ, включая накопители на жестких магнитных дисках, дискеты, компакт-диски, доступные только для чтения, и другие оптические носители, магнитную ленту и т.п.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения компьютер 530 системы представляет выходные данные главным образом на графическом дисплее 527 или в качестве альтернативы с помощью принтера 528. В компьютере 530 системы результаты способов, описанных выше, могут сохраняться на дисковом запоминающем устройстве 529 для более позднего использования и дополнительного анализа. Для обеспечения возможности интерактивной работы компьютер 530 системы может быть снабжен клавиатурой 526 и координатным устройством 525 (например, мышью, трекболом и т.п.).
Компьютер 530 системы может быть расположен в центре обработки данных, удаленном от района разведки. Компьютер 530 системы находится в связи с геофонами (либо непосредственно, либо через регистрирующее устройство, непоказанное), чтобы принимать сигналы, отображающие отраженные сейсмические волны. Эти сигналы после обычного форматирования и другой первичной обработки, сохраняются компьютером 530 системы в виде цифровых данных в дисковом запоминающем устройстве 531 для последующего извлечения и обработки способом, описанным выше. Хотя на фиг.5 дисковое запоминающее устройство 531 показано как непосредственно соединенное с компьютером 530 системы, также предполагается, что дисковое запоминающее устройство 531 может быть доступно через локальную вычислительную сеть или с помощью удаленного доступа. Кроме того, как должно быть совершенно понятно специалисту в данной области техники, обращающемуся к этому описанию, хотя дисковые запоминающие устройства 529, 531 показаны как отдельные устройства, предназначенные для хранения входных сейсмических данных и анализа результатов, дисковые запоминающие устройства 529, 531 могут быть реализованы в виде единственного дискового накопителя (вместе или отдельно от дискового запоминающего устройства 533 для хранения программы) или в виде любого другого известного средства.
Хотя вышеизложенное касается вариантов осуществления настоящего изобретения, иные и дополнительные варианты осуществления могут быть разработаны без отступления от основного объема его, и объем его определяется формулой изобретения, которая следует ниже.
1. Способ прогнозирования множества многократных волн от поверхности для множества трасс в записи сейсмических данных, заключающийся в том, что:
(a) выбирают целевую линию разреза;
(b) выбирают входную линию разреза в пределах апертуры целевой линии разреза;
(c) выбирают одну или несколько точек на линии, находящейся на двойном расстоянии, отсчитываемом от целевой линии разреза до входной линии разреза, и при этом точка соответствует потенциальной точке нисходящего отражения многократных волн от поверхности для трассы в записи;
(d) образуют продольную линию потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей одной или нескольким точкам на линии;
(e) повторяют этапы с (с) по (d) для каждой входной линии разреза в пределах апертуры целевой линии разреза, чтобы образовать множество потенциальных многократных волн от поверхности для трассы, соответствующей каждой входной линии разреза в пределах апертуры;
(f) суммируют множество потенциальных многократных волн от поверхности, соответствующих каждой входной линии разреза в пределах апертуры, чтобы образовать многократную волну от поверхности для трассы, и
(g) сохраняют многократную волну от поверхности для трассы в памяти.
2. Способ по п.1, в котором дополнительно:
предварительно обрабатывают запись с получением множества линий разреза и
повторяют этапы с (а) по (f) для каждой предварительно обработанной линии разреза, чтобы образовать многократные волны от поверхности для трасс в записи, при этом каждая предварительно обработанная линия разреза представляет собой целевую линию разреза.
3. Способ по п.1, в котором на этапе образования потенциальной многократной волны от поверхности для трассы, соответствующей точке,
моделируют первую потенциальную трассу, имеющую источник, расположенный на том же самом месте, что и источник для трассы, и приемник, расположенный в точке; и
моделируют вторую потенциальную трассу, имеющую источник, расположенный в точке, и приемник, расположенный в том же самом месте, что и приемник для трассы.
4. Способ по п.3, в котором дополнительно свертывают первую потенциальную трассу и вторую потенциальную трассу, чтобы образовать потенциальную многократную волну от поверхности для трассы, соответствующей точке.
5. Способ по п.3, в котором при моделировании первой потенциальной трассы извлекают первую моделируемую трассу из входной линии разреза, при этом первая моделируемая трасса соответствует первой потенциальной трассе, и применяют поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн к первой моделируемой трассе.
6. Способ по п.5, в котором поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн представляет собой поправку на дифференциальное нормальное приращение времени пробега отраженных волн.
7. Способ по п.3, в котором при моделировании второй потенциальной трассы извлекают вторую моделируемую трассу из входной линии разреза, при этом вторая моделируемая трасса соответствует второй потенциальной трассе, и применяют поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн ко второй моделируемой трассе.
8. Способ по п.7, в котором поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн представляет собой поправку на дифференциальное нормальное приращение времени пробега отраженных волн.
9. Способ по п.1, в котором дополнительно до выбора целевой линии разреза
разделяют запись сейсмических данных на множество линий разреза;
регуляризируют линии разреза и
экстраполируют линии разреза.
10. Способ по п.9, в котором на этапе выбора целевой линии разреза выбирают целевую линию разреза из регуляризированных и экстраполированных линий разреза.
11. Способ по п.1, в котором потенциальная многократная волна от поверхности образует трассу из подборки трасс от вкладов многократных волн для трассы.
12. Способ прогнозирования множества многократных волн от поверхности для множества трасс в записи сейсмических данных, заключающийся в том, что:
(a) выбирают целевую линию разреза;
(b) выбирают входную линию разреза в пределах апертуры целевой линии разреза;
(c) применяют поправку на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн к входной линии разреза;
(d) выполняют двумерное прогнозирование многократных волн от поверхности на входной линии разреза, чтобы образовать сумму из множества потенциальных многократных волн от поверхности на продольной линии в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн, которая соответствует целевой линии разреза, при этом продольная линия соответствует входной линии разреза;
(e) повторяют этапы с (с) по (d) для каждой входной линии разреза в пределах апертуры, чтобы образовать множество сумм потенциальных многократных волн от поверхности на каждой продольной линии в каждой подборке трасс от вкладов многократных волн;
(f) сортируют множество сумм потенциальных многократных волн от поверхности так, чтобы каждая сумма потенциальных многократных волн от поверхности, соответствующая трассе в записи, была прилегающей к каждой другой; и
(g) суммируют прилегающие потенциальные многократные волны от поверхности, соответствующие трассе, чтобы образовать многократную волну от поверхности для трассы,
(h) сохраняют многократные волны от поверхности для трассы в машиночитаемом носителе информации.
13. Способ по п.12, в котором дополнительно предварительно обрабатывают запись с получением множества линий разреза и повторяют этапы с (а) по (g) для каждой предварительно обработанной линии разреза, чтобы образовать многократные волны от поверхности для трасс в записи.
14. Способ по п.12, в котором поправка на дифференциальное приращение времени пробега отраженных волн представляет собой поправку на дифференциальное нормальное приращение времени пробега отраженных волн.
15. Способ по п.12, в котором дополнительно до выбора целевой линии разреза
разделяют запись сейсмических данных на множество линий разреза,
регуляризируют линии разреза и
экстраполируют линии разреза.
16. Способ по п.15, в котором на этапе выбора целевой линии разреза выбирают целевую линию разреза из регуляризированных и экстраполированных линий разреза.
