Шпаргалка по "Геофизике"

2) Что понимают под сейсмическими  атрибутами?

В общем случае сейсмическим атрибутом может быть назван любой количественный или качественный параметр сейсмического волнового поля, извлеченный из сейсмических данных. Например, к атрибутам можно отнести времена прихода сейсмических волн а, следовательно, годографы волн и определяемые на их основе многочисленные варианты сейсмических скоростей. Структурные карты, построенные по сейсмическим данным тоже можно отнести к атрибутам, хотя бы потому, что они построены по сейсмическим временам и скоростям. Количество атрибутов, которые можно извлечь из сейсмической информации огромно, и их число быстро растет. Имеющиеся зарубежные классификации атрибутов из-за большого количества признаков, по которым они классифицируются, нельзя отнести к удачным. Поэтому ниже (следующий слайд) дается упрощенная классификация только части атрибутов, преимущественно используемых в сейсмической интерпретации.

Упрощенная классификация используемых для интерпретации атрибутов

Цель использования сейсмических атрибутов:

     Основой для  определения атрибутов является  детальный анализ сейсмических  изображений - разрезов, кубов данных, сейсмических поверхностей (карт), а  также исходных данных для  получения изображений - сейсмограмм.  Атрибуты используются для:

- наглядной визуализации информации о конкретных особенностях геологического разреза, проявляющихся в сейсмических волновых полях. Например, атрибуты, отображающие амплитудный или частотный состав волнового поля, могут подчеркивать места скопления УВ, атрибуты, детально характеризующие геометрию границ, могут указывать на существование малоамплитудных нарушений и т.д.

- установления их корреляционных связей с коллекторскими свойствами пород по скважинным данным для последующей интерполяции скважинных данных на всю площадь иисследований при условии, что атрибуты определены по всей площади.

3) Чем различаются кинематические  и динамические атрибуты? Приведите  примеры и тех и других.(стр.216)

Атрибуты можно подразделить на кинематические атрибуты и динамические атрибуты. Указанные выше примеры сейсмических атрибутов и многочисленные производные от них относятся к кинематическим атрибутам. Динамические атрибуты позволяют более детально подчеркнуть динамические особенности сейсмических изображений. В зависимости от числа трасс, участвующих в их вычислении, сейсмические атрибуты они могут быть подразделены на однотрассные и многотрассные.

     Атрибуты могут  выделяться на уровне качественного  и количественного анализа сейсмических  изображений. К качественным атрибутам могут быть, например, отнесены ассоциируемые с УВ атрибуты «ярких пятен», атрибуты сейсмофациального анализа в сейсмостратиграфии. Большинство сейсмических атрибутов определяется количественно, хотя часть из них может не иметь четкого петрофизического обоснования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Как получают и используют  при интерпретации атрибуты “ярких  пятен”?(стр.216)

На этом рисунке показана простейшая модель геологической структуры, для которой заданы акустические жесткости (импедансы): покрышки I₁, водонасыщенного коллектора I₂  и залежи I₃. Для представления изменений коэффициента отражения для нормального падения вдоль границы покрышка-коллектор используем выражение коэффициента отражения для случая нормального падения волны на границу. Коэффициент отражения будет зависеть от смены вдоль этой границы импеданса коллектора I₂ на I₃, причем предполагается, что всегда I₂ >I₃. Можно представить три случая изменений коэффициента отражения от  границы покрышка-коллектор:

     1. При I₂ > I₁ и I₃ > I₁ положительный коэффициент отражения (амплитуда) на периферии залежи уменьшается над залежью, но остается положительным, что соответствует локальному уменьшению амплитуд. Этот эффект (атрибут) называется «тусклым пятном».

     2. При I₂  > I₁ и I₃ < I₁ в области выклинивания залежи положительный коэффициент отражения изменяется на отрицательный над залежью. Следовательно, на краях залежи наблюдается эффект смены полярности отражения.

     3. При I₂ < I₁ и I₃ < I₁  маленький отрицательный коэффициент отражения вне залежи изменяется на большее отрицательное значение коэффициента отражения над залежью. Такой эффект (атрибут) называется «ярким пятном».

     Поскольку влияние  поровых флюидов на скорость  больше в относительно неконсолидированных  терригенных породах, то эффект  яркого пятна лучше обнаруживается  в относительно молодых отложениях. Каждый из трех вариантов амплитудных  аномалий  обычно проявляется  в определенных диапазонах глубин  – яркие пятна на относительно  небольших глубинах, аномалии в  виде смены полярности на больших  глубинах и трудно определяемые  тусклые пятна на еще больших  глубинах. Под обобщающим термином «яркого пятна» часто понимают все три отмеченных случая амплитудных аномалий.

     Яркие пятна  на разрезах могут сопровождаться  дополнительными атрибутами, указывающими  на залежь УВ. Ими являются  так называемые «плоские пятна» - отражения от водоуглеводородных контактов, которые выделяются благодаря их горизонтальному положению относительно других, наклонных отражений и эффекты ложных прогибов, вызванные увеличением времени пробега волны, проходящей через залежь. Этот прогиб в совокупности с выпуклой «яркой» структурной осью образует своеобразную «улыбку».

     Реальный сейсмический  разрез, показывающий эффект «улыбки», связанный с газовой залежью  (Азовское море)

 

5) Как вычисляют мгновенные атрибуты? Почему для их получения используют  комплексные сейсмические трассы?

+

6) Приведите примеры применения  различных мгновенных атрибутов  при решении геол. задач.

Многочисленные  сейсмические атрибуты получены на основе представления сейсмических трасс  в комплексном виде. Отметим важное преимущество комплексных трасс - они дают возможность получать информацию для каждого отсчета сейсмотрассы. Поэтому подобные атрибуты называют мгновенными атрибутами. Получение атрибутов по обычным трассам не дает возможности иметь их значения там, где амплитуды трасс, например, равны нулю. Использование мгновенных атрибутов применительно к радиолокационным узкополосным модулированным сигналам началось в 50-х годах и только в начале 70-х оказалось, что этот подход без всяких изменений применим к сейсмическим трассам.

     Получение мгновенных  атрибутов основано на представлении  сейсмотрассы в виде действительной части U(t) комплексной трассы

                                                      Z(t) = U(t) + iV(t) ,                          (1.1)

где V(t) – трасса, сопряженная с U(t). Комплексная функция Z(t) называется аналитическим сигналом.

     Представление трассы  в комплексном виде дает возможность  получить вдоль нее распределения:

 1. Энергии колебаний в виде трассы мгновенных амплитуд: 

причем реальная трасса U(t) соответствует кинетической энергии,    сопряженная V(t) - потенциальной энергии колебаний, а общая энергия              Ā(t) - огибающей реальной и сопряженной трасс.

2. Изменений фазовых соотношений  реальной U(t) и сопряженной компоненты V(t) в виде трассы мгновенных фаз:

3. Производной по времени от  мгновенных фаз в виде трассы мгновенных частот:

 

 

     Сопряженная  трасса V(t) получается из реальной трассы U(t) путем применения к ней преобразования Гильберта, которое сдвигает фазы всех положительных частотных составляющих трассы на -90°, не изменяя амплитудного спектра.

     Комплексную  трассу Z(t) можно геометрически представить в виде непрерывно вращающегося и изменяющего свою длину вектора в комплексном пространстве, конец которого образует сложную спираль (см. следующий слайд). При этом длина вектора в каждый момент времени определяет мгновенную амплитуду, угол поворота от горизонтали в плоскости перпендикулярной оси времен – мгновенную фазу, а мгновенная частота равна числу оборотов вектора в единицу времени (секунду) и измеряется в Герцах.

 

Мгновенная амплитуда (мощность отражения) может иметь свой максимум, отличный от максимума и минимума реальной трассы, что объясняется интерференцией. Это принципиальное отличие мгновенной амплитуды от обычных амплитуд отражений. По мгновенным амплитудам могут выявляться  поверхности несогласия, которые вызваны резким контрастом упругих свойств пород, прилегающих снизу к границе несогласия. Высокие значения мгновенных амплитуд часто связывают с литологическими изменениями в смежных пластах, а также со скоплениями УВ. Повышенные или пониженные значения мгновенных амплитуд могут характеризовать мощности тонких пластов, а резкие локальные изменения мгновенных амплитуд могут быть обязаны нарушениям. С мгновенной амплитудой связан атрибут, называемый кажущейся полярностью и определяемый как знак реальной трассы (считающийся знаком коэффициента отражения) в точках экстремумов Ā(t). Этот атрибут позволяет по отрицательным коэффициентам отражения идентифицировать возможные УВ аномалии, связанные с яркими пятнами.

     Мгновенная фаза не  зависит от амплитуды и поэтому на изображениях мгновенных фаз выделяются более протяженные, незаметные на обычных разрезах слабые отражения. Эти разрезы наиболее эффективны для выявления выклиниваний, угловых несогласий, зон нарушения малой амплитуды, фациальных изменений. Фазовые изображения полезны при увязке сейсмических границ по площади.

     Мгновенная частота, являющаяся производной мгновенной фазы по времени, не характеризует среднее значение частоты по какому-либо интервалу, а соответствует определенным моментам времени. Из-за интерференции отражений частота записи связана с мощностью и литологией тонких пластов. Залежи УВ, вызывающие эффект поглощения, могут отмечаться зонами пониженных частот, а также резким изменением частот в зонах выклинивания границ водоуглеводородных контактов. Для усреднения и сглаживания мгновенных частот может рассчитываться дополнительный атрибут - средневзвешенная частота, приближающаяся по значениям к преобладающей (видимой) частоте.

     Следует отметить, что наибольшей геологической  информативности можно достичь  при совместном использовании  указанных атрибутов. Прослеживание  изменений мгновенных атрибутов  по простиранию оказывает существенную  помощь при стратиграфической  интерпретации. Список мгновенных  атрибутов не ограничен вышеприведенными  и может быть значительно дополнен.

 

 

7) Расскажите о принципе получения  геометрических атрибутов – наклонов  и азимутов падения сейсмических  границ.(стр.221)

     Геометрические атрибуты применяются для решения структурных задач. Основой для определения геометрических атрибутов служат 2D и 3D сейсмические изображения и выделяемые по ним сейсмические поверхности. Некоторые из методов анализа изображений заимствованы из других отраслей, решающих подобные задачи (анализ аэрокосмических изображений, криминалистика и пр.). В принципе всю интересующую структурную информацию можно разделить на две части. Регулярную (когерентную) часть, связанную с отражающими границами, и нерегулярную (некогерентную) часть, связанную с перерывами регулярности отражений в местах разрывных нарушений, наличием неоднородностей небольших по сравнению с длиной волны размеров (каналы, русла и пр.). В свою очередь, когерентная информация может потребовать более подробной дифференциации, отображающей характер отражающих границ, изменения их наклонов и азимутов падения, кривизны и пр. В некоторых случаях сведения о разрывных нарушениях малой амплитуды можно получить, только детально изучая особенности поведения отражающих границ.

К определению атрибутов угла и  азимута падения отражающей границы:

 

Принцип разделения информации на когерентную и некогерентную  часть положен в основу различных  способов анализа сейсмических изображений. Простейший способ анализа 2D сейсмических изображений можно представить в виде их сканирования небольшими, включающими несколько трасс, прямоугольными временными окнами шириной W, рассчитанными на то, что локальные участки отражающих границ можно считать плоскими. В заданной точке анализа (x, t) окно поворачивается относительно своего центра с некоторым шагом в пределах выбранных начальных и конечных наклонов (см. следующий слайд а). При каждом наклоне производится расчет когерентности информации, находящейся в пределах окна. Точке анализа присваивается значение наклона, соответствующее наклону окна с максимальной когерентностью, поскольку окна с наибольшей когерентностью, совпадают с осями синфазности отражений. Подобный анализ для всех точек матрицы разреза позволяет получить атрибут наклонов отражающих границ.

 

 

 

Принципы получения геометрических атрибутов:

а - 2D случай,

б - 3D случай.

Подобный подход дает больший  эффект при анализе объемных изображений, поскольку возникает возможность  классифицировать отражения не только по наклону, но и по азимуту падения. Для этого можно использовать окно анализа в виде круга, центрированного  относительно точек анализа и  пересекающего определенное количество трасс (рис. 2.1,б). Время t в центре окна и кажущиеся наклоны p_x и p_y в направлениях x и y определяют локальную плоскую ось синфазности, максимальное истинное падение которой будет определяться как

                                                p_max = (p_x² + p_y²)^1/2                            (2.2)

Сканирование таким окном 3D изображения при неизменном положении центра окна и различных значениях p_x и p_y позволяет выделить угол падения и азимут падения плоскости наибольшей когерентности и получить истинный наклон и азимут отражений для заданного положения центра (следующий слайд). Подобный анализ с центрами во всех точках объемной матрицы дает возможность получить объемные атрибуты наклонов и азимутов границ. Для определения 3D когерентности используются также комплексные трассы и анализ проводится во временном окне W. Формула определения когерентности имеет тот же смысл, как и выражение (2.1), но она усложнена из-за объемного варианта анализа.

Другие способы получения объемных атрибутов

Существуют иные способы получения  объемных атрибутов наклона и  азимута падения границ. Один из них основан на вычислении мгновенных значений волновых чисел k_x и k_y, которые являются производными по осям x и y от мгновенной фазы j(t):