English Français Español Русский 中文 Deutsch Português عربي italiano 日本



         Некоторые вопросы сейсморазведки



 Домашняя  Сервис  Софт  Учебный материал  Контакты


Введение

Хотя этот курс больше сконцентрирован на обработке сейсмических данных МОВ для работ на углеводородное сырье, все же стоит провести обзор исторического контекста и использования других методов сейсморазведки.

Уже в 100 г. н.э. у китайцев был прибор для определения толчков земли – возможно, это был первый сейсмоприемник! Впервые взрывчатые материалы были использованы для оконтуривания подповерхностных структур в 1920 – 30-х в южных штатах США и в Южной Америке. Применяемые методики развивались в последующие 20 лет (или около того) довольно медленно, пока в 1950-х годах не была изобретена запись на ленту, а также до появления цифровой компьютерной обработки в 1960-х. С тех пор технологии значительно выросли при всех взлетах и падениях мировых цен на нефть, контролирующих общий объем поисковых работ.

Этот курс посвящен исключительно обработке данных МОВ. Регистрация преломленных сейсмических волн используется для неглубоких исследований и будет еще упоминаться в курсе (мы не можем избежать записи преломлений с отражениями). МОВ может использоваться также для исследований очень мелких отложений (либо для расположения нефтяной вышки, либо с инженерными целями), или для очень глубокого проникновения в кору земли для исследования ее пределов. Другие геофизические методы (гравиразведка, магниторазведка и прочие) обсуждаться не будут.

Как и большинство настоящих общемировых видов деятельности, сейсморазведка не была достаточно хорошо отражена в кинематографе. В 1953г. в фильме «Тэндер-Бей» Джеймс Стюарт выбрасывал динамит с борта лодки в рукаве реки Луизианы, а в 1976г. в ремейке фильма «Кинг-Конг» использовался повод в виде проведения сейсморазведочных работ для посещения нужного острова. Ни один из этих отрывков смотреть не рекомендуется! (Я не упоминаю единичный взрыв в начале «Парка Юрского периода», в результате которого получился трехмерный образ, хотя было бы весьма интересно развивать эту технологию!)

Взрыв-прибор. Ход луча В самом упрощенном виде сейсморазведка может представляться как звуковой эквивалент радара. Энергетический источник производит звуковые волны, которые направляются в землю. Эти волны проходят сквозь землю и частично отражаются от каждой границы между породами различных типов. Отклик на последовательность такого отражения принимается приборами на или около поверхности и записывается на магнитную ленту для компьютерной обработки. Этот процесс повторяется многократно вдоль сейсмического «профиля» (обычно прямая линия на поверхности), а конечные обработанные данные дают структурную картину подповерхностных слоев. Современные методы обработки могут использоваться (обычно вместе с данными, записанными по стволу скважины) для разворота разреза конечных сейсмических данных на прямое указание типов пород и, возможно, для определения присутствия углеводородов (нефти и газа) в земле.
Что такое сейсмическая трасса Данные, записанные от одного «взрыва» (одна детонация взрывного или невзрывного источника энергии) на одну точку приема, именуются сейсмической трассой, и записываются как функция времени (время с момента взрыва). Т.к. это время представляет собой время, которое потребовалось энергии, чтобы пройти сквозь землю, отразиться и затем вернуться к поверхности, его было бы правильнее назвать «временем в оба конца», а вертикальная шкала обычно измеряется в миллисекундах (одна тысячная секунды – 0,001 сек). Во время обработки эти трассы комбинируются вместе различными способами, и изменяются с помощью достаточно сложных математических операций, но они всегда остаются «трассами». Вывод большого числа трасс последовательно друг за другом на их точно пространственном месте образует окончательный «сейсмический разрез», который дает геологу структурную картину подповерхностного строения.
Сейсмический профиль. 2D-сейсморазведка Для целей эффективности и дублирования данных, результаты по каждому взрыву записываются во многих местах расположения приемников. Приемники помещаются через равные интервалы вокруг или с одной стороны от расположения взрыва, обычно растягиваясь на 3 и более километров. Суммарный сбор трасс с одного взрыва обычно записывается вместе и именуется «Полевой записью». Положение каждого взрыва нумеруется, а расположение каждого взрыва (как правило «пункт взрыва (пункт возбуждения (ПВ))») обычно аккуратно картируется. Эта карта ПВ показывает расположение сейсмического профиля на поверхности. Для обычной, так называемой двухмерной (2D), сейсморазведки (мы поговорим о трехмерной (3D) позднее...) этот профиль предполагает свое расположение прямо под поверхностной «линией».
магнитные ленты как хранилище сейсмической информации С начала 1960-х годов сейсмические данные стали регистрироваться и обрабатываться в цифровом формате. То, что мы видим, как сейсмическую трассу, есть ни что иное, как ряд чисел, где каждое число представляет собой амплитуду (или высоту) сейсмической трассы в определенный момент времени. Трассы обычно записываются с периодом отбора (временной интервал между числами) в 1 – 2 миллисекунды (0,001 – 0,002 сек), при общем времени «в оба конца» в 5 или 6 сек (обычно). Следовательно, каждая трасса состоит из порядка 2 500 – 6 000 чисел, записанных на ленту. Т.к. каждое из этих чисел может занимать на компьютерном носителе до 4 байт, а одна полевая запись может состоять из, например, 240 сейсмических трасс, записанных через каждые 25 метров на поверхности, то проблема с хранением информации может стать, даже сейчас, весьма значительной. Данные, записанные в течение 6секунд при шаге дискретизации 2 мсек, причем одна полевая запись содержит 240 трасс, отстрелянных через каждые 25 метров = 115 200 000 байт/км (записанные через каждые 5 – 6 мин в прибрежной зоне – 1,3 ГБт в час!)
Варианты изображения сейсмических трасс

Для изображения сейсмических трасс есть очень много способов, большинство из которых используется в этом курсе. Когда мы имеем дело с коротким участком трассы и хотим проверить числа, которые создают цифровое представление о трассе, мы, скорее всего, воспользуемся одним из приведенных примеров.

1) Показывает трассу, как серию «пиков», представляющих числовое значение трассы в каждом дискрете. 2) Показывает ту же серию, но с применением непрерывной вписанной линии. Если мы хотим быть более точными, мы используем 3), который показывает непрерывную сглаженную форму волны (такая кривая может реконструироваться в зависимости от определенных условий, от числовых значений).

Во всех этих случаях мы предполагаем, что значения выше линии нуля представляют положительные числа, тогда как значения ниже линии – отрицательные.

Когда мы рассматриваем более длинные трассы или набор трасс, мы перейдем к более условным изображениям.

1) Показывает «трассу с не закрашенной положительной областью», 2) показывает «трассы с закрашенной положительной областью» - используется для сейсмических разрезов, т.к. оно (изображение) улучшает целостность, а 3) и 4) показывают типы «меняющейся плотности» или цветное изображение, которые мы будем использовать, когда трасс много.

Для всех этих изображений положительные значения будут смещаться вправо, или будут изображаться черными или красными «пиками» на изображениях с меняющейся плотностью. Изображения «трассы с закрашенной положительной областью» обычно имеют положительные пики черного цвета.