CC BY
50
КОМПЕНСАЦИЯ АНИЗОТРОПИИ ВЧР ПРИ ОБРАБОТКЕ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ ПРОФИЛЬНЫХ ДАННЫХ В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
Евгения Владимировна Афонина
ИНГГ СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, младший научный сотрудник лаборатории многоволновой сейсморазведки, тел. 8(383)333-39-08, e-mail: [email protected]
Сергей Борисович Горшкалёв
ИНГГ СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, к.т.н., заведующий лабораторией многоволновой сейсморазведки, тел. 8(383)333-39-08, e-mail: [email protected]
Владимир Викторович Карстен
ИНГГ СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, научный сотрудник лаборатории многоволновой сейсморазведки, тел. 8(383)333-39-08, e-mail: KarstenVV @ipgg. sbras.ru
В работе представлены результаты проведения процедуры компенсации анизотропии ВЧР по двум пересекающимся сейсмическим профилям, расположенным в пределах южного склона Байкитской антеклизы. Параметры компенсации определялись по суммарным разрезам ОНИ. Компенсация влияния анизотропии позволила подавить искажающее влияние ВЧР и привела к существенному увеличению когерентности отражений обменных волн. Совпадение результатов анализа анизотропии ВЧР на пересечении профилей подтверждает корректность применяемых процедур обработки и убеждает в достоверности получаемых результатов.
Ключевые слова: многокомпонентные сейсмические наблюдения, анизотропия, расщепление квазипоперечных волн, Восточная Сибирь.
NEAR SURFACE ANISOTROPY COMPENSATION
FOR PROCESSING 3^2D SEISMIC DATA IN THE EASTERN SIBERIA
Evgeniya V. Afonina
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Aсad. Koptyuga prosp., Novosibirsk, 630090, Russia, junior scientist, Laboratory of multi-wave Seismic survey, 8(383)333-39-08, AfoninaEV @ipgg.sbras.ru.
Sergei B. Gorshkalev
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Aсad. Koptyuga prosp., Novosibirsk, 630090, Russia, PhD in techn., Head of multi-wave Seismic survey laboratory, 8(383)333-39-08, [email protected].
Wladimir V. Karsten
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Aсad. Koptyuga prosp., Novosibirsk, 630090, Russia, scientist, Laboratory of multi-wave Seismic survey, 8(383)333-39-08, KarstenVV @ipgg.sbras.ru.
The results of testing the layer-stripping technology for near surface anisotropy compensation on two intersecting 2D-3C profiles, located on the southern slope of Baikitskaya anticline, are pre-
sented in this paper. The compensation parameters were resolved from common receiver point section analysis. Compensation of anisotropy influence allowed to remove the distorting action of near surface and resulted in increased coherence of the PS-wave reflections. Agreement of near-surface anisotropy analysis results on the intersection of the two profiles confirms reasonableness of used seismic processing procedures and is convincing of results reliability.
Ключевые слова: multicomponent seismic, anisotropy, S-wave splitting, Eastern Siberia.
Обработка данных 3C, полученных на Сибирской платформе, а также специальные исследования азимутальной зависимости скоростей продольных головных волн по работам 3D, выполненные в пределах ЮТЗ, неоднократно показали, что отличительной особенностью геологического разреза Сибирской платформы является сильная азимутальная анизотропия верхней части разреза [1]. Она связана с резко негидростатичным напряженным состоянием, вызванным ярко выраженным рельефом местности, и быстро меняется по латерали как по величине, так и по направлению симметрии. В таких условиях проведение суммирования обменных волн по общей точке обмена без компенсации влияния анизотропии ВЧР становится некорректным, так как форма сигнала оказывается нестабильной и может существенно меняться в зависимости от координаты точки приема.
В докладе представлены результаты обработки сейсмических данных с применением процедуры компенсации анизотропии ВЧР [2] по двум пересекающимся профилям №101 и №112, отработанным в 2007г. ОАО «Тюменнеф-тегеофизика» в пределах южного склона Байкитской антеклизы. Регистрация сейсмических импульсов производилась 3-х компонентными датчиками DSU-3, ориентированными X-компонентой по направлению профиля. Возбуждение колебаний на ИВ выполнялось подрывом заряда весом 2 кг в одиночной скважине средней глубиной 10м. Использовалась центральная система наблюдения с шагом между ИВ 45м, между НИ - 15м, максимальное удаление источник-приемник 3150 м.
Анализ качества установки и ориентации регистрирующих приборов
При сейсмической обработке исходные данные должны удовлетворять специальным требованиям: необходима строгая ориентация компонент, амплитудная и фазовая идентичность каналов, и установка приборов должна обеспечивать надежный контакт с грунтом.
В первой части доклада рассмотрены способы контроля установки приборов. Показаны результаты определения ориентации сейсмических датчиков на трёхкомпонентном профиле ОГТ №101, которые позволили выявить методические и аппаратурные недостатки полевых наблюдений. Определение ориентации сейсмоприемников производилось путём анализа поляризации головных продольных волн в первых вступлениях. Для этого была построена симметричная матрица ковариаций компонент в окне головных продольных волн, составляющем 35 мс. Вектор поляризации был получен как собственный вектор этой матрицы, соответствующий максимальному собственному числу X. Для всего профиля были посчитаны углы ф между X-компонентой и направлением про-
екции вектора смещения головной продольной волны на горизонтальную плоскость. Было установлено, что углы сильно отличаются на разных ветках расстановки, то есть, ориентация приборов менялась при прохождении ПВ по профилю. Итоговое значение угла ориентации было вычислено по сейсмограммам общего пункта приёма, причём был выбран диапазон удалений 500-1500м, где головные продольные волны хорошо прослеживались в первых вступлениях. Углы разворота считались для каждой ветки независимо путём осреднения значений, полученных в каждой точке. После разворота на найденные таким образом углы регистрирующие приборы были сориентированы по направлению профиля.
Также были выявлены случаи некорректной работы регистрирующей аппаратуры, которые заключались в недопустимых взаимных влияниях между регистрирующими каналами и в потере слова (отсчёта) при передаче сигнала, что приводило к смене местами компонент. Сейсмические трассы, соответствующие таким случаям, были отбракованы.
Применение технологии компенсации влияния анизотропии ВЧР
В ИНГГ СО РАН была разработана новая технология компенсации влияния анизотропии ВЧР при профильных трехкомпонентных наблюдениях [2], которая была применена при обработке данных МОВ по профилям №101 и №112. Никаких процедур, искажающих соотношение амплитуд между Х и Y-компонентами, или форму сигнала, при предварительной обработке сейсмических данных не применялось.
Для компенсации влияния анизотропии ВЧР её параметры, то есть направление поляризации быстрой волны 0 и временная задержка между квазипопе-речными волнами 8, были определены по анализу отражённых обменных волн для верхних горизонтов (;0= 600 - 800мс) в каждом пункте приёма. Надежнее всего определение параметров компенсации производится по суммарным трассам сейсмограмм ОПП. Поляризационный анализ производился с помощью алгоритма Гаррисона [3], реализованного в системе VSPLab. Согласно этому алгоритму для каждой пары значений 0 и 8 вычисляется ожидаемый вид ФВК между двумя горизонтальными компонентами, в зависимости от угла и сдвига, и мера её подобия а(0,8) с ФВК, рассчитанной по экспериментальным данным. Пара значений 0 и 8, обеспечивающая максимум а(0,8), и определяет искомые параметры. Данная реализация алгоритма позволяет пользователю в интерактивном режиме выбирать оптимальное значение из множества локальных максимумов целевой функции а(0,8). Основным критерием выбора максимума являлась стабильность формы импульса анализируемой отражённой волны в соседних точках анализа. Кроме того, по возможности исключались резкие изменения параметров между соседними точками.
Далее, производился разворот исходных компонент на найденное значение угла 0, что приводит к разделению поперечных волн и дает возможность провести более корректный скоростной анализ отдельно для быстрой и медленной волны, который необходим для получения разрезов ОПП при оптимальном
суммировании и более точного определения параметров компенсации. Компенсация анизотропии позволяет избавиться от интерференционной формы импульса на разрезах. Вследствие этого улучшается прослеживаемость горизонтов, что дает возможность определить и ввести дополнительную статику за пункт приема.
На рис. 1 приведен пример компенсации по разрезам ОПП. На графике показано направление смещения быстрой волны (сплошной линией) и задержка между быстрой и медленной волной (пунктиром). О корректности проведения компенсации свидетельствует уменьшение интенсивности сигнала на верхних горизонтах на У-компоненте.
Рис. 1. Пример компенсации влияния анизотропии ВЧР по разрезам
ОПП по профилю №112
На завершающем этапе были получены разрезы общей точки обмена.
В точке пересечения профилей азимуты векторов смещения быстрой волны практически совпадают: 91° - на 112 профиле и 92° - на 101, а временные задержки составляют 30 и 33 мс, что является хорошим результатом, если учесть качество исходных данных.
Сопоставление временных разрезов общей точки обмена до и после процедуры компенсации демонстрируется на рис. 2. Азимут 101 профиля отличается от направления поляризации быстрой волны на 20 градусов, поэтому на Х-компоненте этого профиля быстрая волна будет преобладать. Поскольку профили пресекаются практически под прямым углом, то на 112 профиле будет преобладать медленная поперечная волна. Таким образом, так как анизотропный слой находится выше всех отражающих горизонтов, в точке пересечения профилей до проведения компенсации можно видеть временные невязки для всех горизонтов на разрезе (рис. 2, слева). После проведения процедуры компенсации времена на обоих разрезах соответствуют времени прихода быстрой поперечной волны, что позволяет избавиться от невязки в точке пересечения профилей (рис. 2, справа).
Рис. 2. Сопоставление временных разрезов общей точки обмена по профилю 112 и 101 до компенсации (слева) и после компенсации (справа)
Заключение
В процессе обработки реальных профильных данных была успешно применена методика определения ориентации трёхкомпонентных регистрирующих приборов. Применение процедуры компенсации позволило избавиться от искажающего влияния анизотропии ВЧР, что привело к увеличению регулярности отражений обменных волн на Х-компоненте и улучшило прослеживаемость всех горизонтов. Совпадение результатов анализа анизотропии ВЧР на пересечении профилей подтверждает корректность применяемых процедур обработки и убеждает в достоверности получаемых результатов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Gorshkalev S.B., Karsten W.V., Lebedev K.A., Korsunov I.V. Evidence for Rapid Variations of Azimuthal Anisotropy in the Near Surface: An Example from Eastern Siberia, Russia // J. Seismic Expl. 2007. V. 16. P. 319—330.
2. С. Б. Горшкалёв, Е. В. Афонина, В. В. Карстен, И. В. Корсунов. Технология обработки многокомпонентных данных на Сибирской платформе с применением процедуры компенсации анизотропии верхней части разреза: Технологии сейсморазведки, 2011, 2, с. 70 — 78.
3. Harrison M.P. Processing of P-SV Surface-Seismic data: Anisotropy Analysis, Dip Moveout and Migration. A dissertation submitted to the faculty of graduate studies in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy. Calgary, 1992. P. 24—48.
© Е.В. Афонина, С.Б. Горшкалёв, В.В. Карстен, 2013
