Программное обеспечение

Моделирования сейсмических волновых полей.

 

В ООО «НПК «Геопроект» разработан комплекс программ двумерного сейсмического моделирования, в котором реализуется расчет волновых полей однократно-отраженных и дифрагированных волн в профильном варианте с использованием асимптотических лучевого и псевдоволнового (на основе принципа Гюйгенса-Френеля) алгоритмов, получаемых в виде временных разрезов и сейсмограмм ОПВ для произвольных систем наблюдений.

Разработанный комплекс позволяют использовать модели различной степени  сложности со слабым горизонтальнымr градиентом интервальных скоростей. Возможно описание выклиниваний, линз, разрывных нарушений, козырьков и т.д. Интервальные скорости в пластах задаются в опорных точках, между которыми скорость линейно интерполируется. Вертикальный скоростной градиент в пластах не предусмотрен.

Процесс моделирования реализуются двумя основными программами: Model (лучевое) и Difrak (псевдоволновое). Программа Model реализует расчет временных разрезов и сейсмограмм отраженных волн (закритически-отраженные волны не рассчитываются) для заданной конфигурации приемной расстановки как на поверхности, так и в скважине. Одна из особенностей программы состоит в том, что при расчетах может быть включена визуализация трассировки лучей, что позволяет использовать эту программу в учебных целях.

Программа Difrak является многофункциональной, объединяющей подсистемы моделирования и миграционных преобразований. В подсистеме моделирования реализуется расчет временных разрезов и сейсмограмм отраженных и дифрагированных волн для заданной конфигурации поверхностной приемной расстановки. Волновые поля могут рассчитываться от поверхности рельефа произвольной конфигурации.

Программа также позволяет перевести заданную глубинную и скоростную модель среды в формат псевдосейсмических трасс, а также занести сейсмические импульсы в псевдотрассы по заданной сетке. Возможен расчет разрезов вертикального времени.

Кроме того, программы позволяют рассчитать волновые поля преломленных (головных) волн, а также волновые поля ВСВ и НВСП.

Программы работают на персональных компьютеров под управлением ОС Windows 98 и выше. Пример пользовательского интерфейса при задании параметров в программе Difrak представлен на рис. 1.

pic-1.png
Рис. 1. Пример пользовательского интерфейса программы Difrak

На рис. 2 представлена тестовая глубинно-скоростной модель, приблизительно соответствующая условиям внешней прибортовой зоны Прикаспийской впадины. Модель характеризуется резкокриволинейной первой жесткой границей, связанной с соленосной толщей, и горизонтальными (в действительности субгоризонтальными) подсолевыми границами.


pic-2.png
Рис. 2. Глубинно-скоростная модель 1.

На рис. 3 демонстрируется вариант расчета элементарных дифрагированных волн от отдельных точек отражающих границ. Обращает на себя внимание форма годографов – негиперболичность, наличие петель возврата, что явно вызовет затруднения при обработке полученных таким образом волновых полей алгоритмами среднескоростной аппроксимации среды.


pic-3.png
Рис. 3. Пример расчета элементарных дифрагированных волн по модели 1.

На рис. 4 представлены сейсмограммы ОПВ, рассчитанные в псевдоволновом приближении, на рис. 5 - аналогичные временные разрезы. Обращает на себя внимание изменение динамики отраженных волн вдоль годографов и отражающих границ, а так же расчет волн в области каустики (тени).

pic-4.png

Рис. 4. Сейсмограмма ОПВ. Пример расчета отраженных и дифрагированных волн по модели 1.

pic-5.png
Рис. 5. Временной разрез. Пример расчета отраженных и дифрагированных волн по модели 1.

На рис. 6 представлена модель среды, полученная по одному из профилей Прикаспийской впадины. Модель характеризуется солянокупольной тектоникой, субгоризонтальными подсолевыми границами с разломом, находящимся приблизительно под левой стенкой соляного купола. На рис. 7 демонстрируется рассчитанный по данной модели временной разрез. Обращает на себя внимание маскирование разлома кинематическим скачком подсолевых отложений под соляным куполом, а так же форма дифрагированной волны от разлома, резко отличающаяся от классической гиперболической дифрагированной волны.


pic-6.png
Рис. 6. Глубинно-скоростная модель 2.



pic-7.png

Рис. 7. Временной разрез. Пример расчета отраженных и дифрагированных волн по модели 2 для условий развитой солянокупольной тектоники.

Вариант использования комплекса моделирования для решения производственных задач представлен на примере оценки эффективности расчета статических поправок при сложном рельефе местности.

Для решения задачи была создана тестовая модель среды, характеризующаяся сильноизрезанным рельефом поверхности с альтитудами от 196 до 308 м, довольно сложной, сильно изменчивой по латерали и вертикали зоной малых скоростей (ЗМС) и набором целевых горизонтальных отражающих границ с постоянными пластовыми скоростями. ЛП совпадает с первой горизонтальной границей с абсолютной отметкой +170 м. При этом отраженные от целевых горизонтов волны будут осложнены только влиянием сильноизрезанного рельефа и сложной ЗМС. Фрагменты модели представлены на рис. 8, 9.

pic-8.png

















Рис. 8. Фрагмент модельной ВЧР. Красная линия – рельеф, синие -  про-межуточные границы ВЧР, зеленая – ЛП (+170 м).
pic-9.png
Рис. 9. Фрагмент модели для расчета модельных сейсмограмм.

При построении модели ВЧР использовался один из профилей, отработанных на территории Волгоградской области в пределах Уметовско – Линевской депрессии. Район характеризуется сложными сейсмогеологическими условиями, обусловленными как сильнопересеченным рельефом местности, так и наличием в разрезе сильно изрезанной, дифференцированной по скоростям толщи в верхах карбонатного палеозоя, формирующей высокий фон помех, искажающих прослеживание нижележащих границ, и резким изменением интервальных скоростей в соседних формациях. Целевые толщи представлены чередованием карбонатных и терригенных пластов достаточно спокойного залегания с резкими перепадами скоростей между ними.

Для решения задачи определения априорных статических поправок были смоделированы волновые поля МСК. МСК рассчитывались с шагом по профилю 1 км, в некоторых местах, связанных с экстремальными точками рельефа, рассчитывались дополнительные поля МСК. Пример рассчитанных волновых полей МСК представлен на рис. 10, а на рис. 11 представлен пример сейсмограммы ОПВ.


pic-10.png

Рис. 10 Модельное волновое поле падающих волн МСК: а - для пикета 4000 м, б - для пикета 4200 м.

pic-11.png

Рис. 11. Пример модельной сейсмограммы ОПВ.

Опробовались различные способы расчета априорных и корректирующих статических поправок, что в итоге позволило выработать оптимальный граф использования этих процедур и получить наиболее качественный результат при обработке полевых сейсмических наблюдений.

Еще один пример эффективного использования моделирования при решении практических задач был получен по 4-му ЛУ ВДО при подборе параметров миграции волновых полей и обосновании технологии структурных построений.

Цикл работ включал следующее: выбор исходной модели, расчет синтетического волнового поля; интерпретационная обработка синтетического волнового поля в пакете GeoDepth: расчет и интерпретация горизонтальных спектров интервальных скоростей, построение глубинно-скоростной модели для пластовой глубинной миграции, пластовая глубинная миграция с получением глубинно-динамического разреза, сравнение синтетического разреза после PSDM с исходной моделью.

Для проведения модельных исследований была построена глубинно-скоростная модель, характеризующая типичный разрез в условиях развитой солянокупольной тектоники (рис. 12).

pic-12.png
Рис. 12. Глубинно-скоростная модель для моделирования сейсмограмм.

В правой части подготовленной модели границы ниже первого подсолевого горизонта имеют значительный наклон (достигающий 360), соответствующий возможному бортовому уступу.

По построенной модели рассчитывались сейсмограммы ОПВ с параметрами наблюдения, соответствующими параметрам полевых сейсмических профилей, которые затем подвергались обработке по графу, используемому в солянокупольных условиях, с подбором оптимальных параметров. Обработанные сейсмограммы подвергались интерпретационной обработке в пакете GeoDepth также с подбором оптимальных параметров. Рис. 13 демонстрирует окончательный временной разрез после стандартной обработки, рис. 14 – окончательный глубинно-динамический разрез после интерпретационной обработки.

pic-13.png
Рис. 13. Стандартный временной разрез по модельным сейсмограммам.
pic-14.png
Рис. 14. Окончательный глубинно-динамический разрез по модельным сейсмограммам.

Результаты модельных исследований позволили подобрать параметры интерпретационной обработки и оценить погрешность результата:

·   была обоснована апертура пластовой миграции - 600 точек ОГТ (9000 метров);

·  была обоснована технология интерпретации спектров интервальных скоростей и правомерность реализованного подхода к построению глубинно-динамических разрезов, как основы для последующей достоверной интерпретации и структурных построений.

Программа RAZREZ.

Программа RAZREZ разрабатывалась для решения задач визуализации (в том числе презентационной) сейсмических волновых полей с возможностью получения твердых копий изображения, а так же для решения некоторых задач параметризации и анализа этих полей. Программа разработана для операционных систем Windows 95/98/NT/2000/XP. Программа работает с сейсмическими трассами любого формата чисел (I1, I2, I4, R2, R4) и форматами данных SDS PC, SDS IBM, SEG-Y PC, SEG-Y IBM.

Основными возможностями программы являются следующие:

Визуализация сейсмического материала. Программа позволяет подготовить изображение волнового поля в памяти компьютера и визуализировать его на экране видеотерминала, а так же распечатать его на любом устройстве, подключенным как стандартное печатающее устройство Windows. Поддерживается многостраничная печать. Возможно сохранение изображения на жестком диске компьютера в различных графических форматах: BMP, PNG, JPEG, TIFF, GIF. Практически нет ограничений на размер формируемого изображения. Для визуализации используются различные способы вывода: отклонений, переменной площади, цветокодированный, а так же комбинация способа переменной площади и цветокодированного. Имеется возможность наложения на один планшет различных видов сейсмической и другой информации, подготовленной в сейсмическом формате: кривых трансформант ВСП, полей параметров и т.д., что обеспечивает предпосылки комплексного анализа и интерпретации. Имеется гибкая система подготовки масштабированных изображений для различных устройств (экран, принтер, плоттер, электростатическое печатающее устройство ЭСПУ-2М).

Предусмотрена возможность презентационного оформления временных разрезов – нанесение пересечений с другими сейсмическими профилями, координатной сетки, аннотаций времен и координат, текстовой информации, информации о скважинах, ГИС-кривых, графиков различных параметров, таблиц скоростных законов и т.д.

Имеется возможность презентационного оформления композитных профилей (т.е. собранных в один профиль фрагментов разных, например пересекающихся, профилей).

Скважинная информация представлена в виде значка, определяющего положение скважины, соответствующих информационных подписей, отметок разбивок, подписей разбивок, графиков кривых ГИС, загружаемых из LAS-файлов или таблиц.

При цветокодированной визуализации число цветов практически не ограничено. Наиболее точное отображение цветов получается в режимах высокого цветового разрешения (24b, 32b). Это может быть актуально при визуализации параметрической информации (например сейсмических скоростей) для точного отображения изменения параметра. При визуализации сейсмотрасс точное отображение получается и в режиме среднего цветового разрешения (16b), получая меньшие по размеру файлы. Однако в большинстве случаев при визуализации сейсмических трасс достаточно использовать 256-цветный режим – при этом получаются наиболее компактные цветные изображения. При монохромном изображении сейсмотрасс и цветном оформлении (зарамочное, корреляция и т.д.) удобно пользоваться 16-ти цветным режимом – изображение получается еще более компактным. При работе в монохромном (черно-белом) режиме получаются наиболее компактные изображения и содержащие их файлы.

Работа с сейсмическими трассами может вестись в трех режимах. Это режим вывода в соответствии с координатами из заголовков трасс, режим потрассного вывода (без анализа координат) и режим работы с сейсмограммами (или суммарными кубами, где в качестве сейсмограммы выступает одна линия). Первый режим работает только для временных разрезов, позволяя правильно сформировать изображение при наличии пропущенных трасс. Это основной режим для презентационной визуализации. Второй режим удобен для работы с большим количеством сейсмических трасс (например, для повального просмотра полевого материала), позволяя визуализировать их частями и легко пролистывать в процессе просмотра на экране дисплея. Третий режим позволяет оперировать с сейсмограммами, позволяя легко перейти к любой из всего массива сейсмограмм, а также последовательно работать с сейсмограммами, например, при их обработке или анализе.

Корреляция сейсмических границ и создание корреляционных моделей. Программа позволяет коррелировать сейсмические границы путем оцифровки их узловых точек с помощью полупрозрачной резиновой линии. Совокупность линий корреляции для нескольких границ (корреляционные модели) могут быть записаны на диск в текстовом виде в форматах различных прикладных программ. Для презентационного оформления линии корреляции могут быть перерисованы в непрозрачном режиме. Имеется возможность импорта корреляции, подготовленной некоторыми интерпретационными пакетами: GeoDepth, Seis-X, Sisd-3, Инпрес, а также импорта собственной оцифровки.

 

Программа позволяет в заданных точках планшета расставить значения скоростей распространения сейсмических волн в среде. Эта информация в совокупности с корреляционными моделями необходима для работы некоторых прикладных программ.

Для обеспечения увязки корреляции на пересечениях профилей имеется возможность работы со списком профилей.

Программа позволяет проводить корреляцию первых вступлений по разрезам и сейсмограммам в полуавтоматическом режиме, в том числе по материалам широкополосного акустического каротажа, загруженного в виде сейсмических трасс.

Обработка волновых полей. Программа позволяет проводить некоторые виды обработки сейсмических трасс с целью тестирования параметров обрабатывающих процедур, проведения экспресс-обработки волновых полей (включая различные модификации ВСП), проведения специализированной обработки. В программе реализованы некоторые виды арифметических операций трасс с константами, нормировки, фильтрации (частотной, когерентной) и т.д. Возможно проведение палеореконструкции волновых полей. По сейсмограммам может быть проведен скоростной анализ и получены суммарные временные разрезы.

 

Программу удобно использовать для «постобработки» глубинно-динамических разрезов, обеспечивая эффективное удаление миграционных и других когерентных помех и следов глубинно-скоростной модели. Возможно проведение стратиграфической деконволюции по временным разрезам. Реализованы эффективные средства борьбы с донно-кратными волнами.

 

В качестве специализированных средств обработки суммарных кубов реализована когерентная фильтрация по направлениям предварительно загруженных поверхностей.

 

Анализ волновых полей. Программа позволяет открыть диалоговое окно, в котором отображается положение мыши в экранных и физических координатах. Кроме этого в этом окне отображается амплитуда ближайшего отсчета ближайшей сейсмотрассы, а также мгновенная частота и период ближайшего сигнала.

 

Программа Razrez позволяет рассчитать амплитудно-частотный спектр выбранного фрагмента волнового поля. Осуществляется расчет спектров каждой трассы, а так же осредненного спектра этих трасс. Спектры визуализируются в виде графиков в отдельном диалоговом окне. Кроме этого, для выбранного фрагмента возможен расчет различных статистических характеристик сейсмотрасс.

 

Программа позволяет рассчитать и визуализировать в окне график распределения амплитуд трасс вдоль заданной пользователем линии. Так же в соответствии с заданной корреляционной моделью программа может рассчитать некоторые количественные оценки сейсмозаписей (когерентность, разрешенность, соотношение сигнал/помеха). Рассчитывается единая оценка для каждой границы корреляционной модели.

 

Для материалов 3D программа позволяет рассчитать некоторые количественные и спектральные оценки волновых полей вдоль предварительно загруженных в программу поверхностей.

 

Построение литологических разрезов. На основе корреляционной модели программа позволяет провести построение литологических разрезов, особенностью которых является то, что литологическая заливка происходит согласно откорелированным границам, т.е. либо параллельно верхней границе однородного литологического пласта, либо параллельно нижней границе, либо направление заливки плавно меняется от верхней к нижней границе.

 

Программа сохраняет все свои настройки и результаты конкретного сеанса работы в специальном файле, называемом файлом документа программы (файл с расширением rzr). В нем сохраняется вся необходимая информация кроме самих сейсмотрасс, в файл попадает лишь ссылка на них. При необходимости восстановления сеанса достаточно загрузить этот файл – сейсмотрассы с соответствующими параметрами и вся остальная информация загрузятся автоматически. Возможна загрузка документа из командной строки. Также из командной строки может быть загружен сейсмический файл с параметрами документа по умолчанию. В программе предусмотрена защита от открытия неправильного документа, а так же от ошибочного ввода вместо сейсмических трасс какой-либо другой информации. Меню русскоязычное, все пункты меню имеют подсказки в строке состояния окна программы на русском языке. Все кнопки панелей управления так же имеют русскоязычные подсказки. При неправильных действиях пользователей выводятся информационные окна с соответствующими сообщениями.

 

Программа имеет встроенную систему помощи (Help-систему) на русском языке.

pic-1.png
Анонсы новостей
на Клинцовской и Непряхинской площадях выявлены залежи нефти в отложениях терригенного девона
Статья в журнале «Приборы и системы разведочной геофизики»
В 2008 г. по работам компании на Узеньской площади открыты промышленные залежи нефти...
В 2007 г. на основе выполненных НПК «Геопроект» работ было открыто нефтяное месторождение...
В июне 2006 г. по результатам работ НПК «Геопроект» были открыты залежи нефти...