Способ сбора массива сейсмических данных на исследуемом участке и соответствующая система - RU2738592C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к способу получения массива сейсмических данных на исследуемом участке.

Исследуемый участок, в частности, является труднодоступной областью. В частности, эта область содержит плотную растительность, такую как лес, например, тропический лес. Также эта область может быть сильнопересеченной местностью, такой как холмы (например, предгорья), скалы и/или горы. Также, эта область может содержать опасные области, такие как области с неразорвавшимися боеприпасами (UXO).

Способ также может применяться на любом исследуемом участке.

Сейсморазведка является одним из основных геофизических методов, осуществляемых с целью разведки в нефтяной и газовой промышленности. Геофизические измерения, полученные в ходе такого исследования, являются критическими для построения изображения геологической среды, которое представляет геологию исследуемого участка, в частности, для определения местоположения возможных резервуаров нефти и газа.

Сейсморазведка проводится, например, путем размещения источников сейсмических сигналов и приемников сейсмических сигналов, таких как сейсмограф, на земле исследуемого участка. Сейсмические приемники способны записывать, в основном, отражения сейсмических волн, выработанных с помощью сейсмических источников, на разных слоях земли, что делают с целью построения изображения геологической среды.

Для проведения сейсморазведки, в общем, нужны сейсмические источники и большое количество сейсмических приемников на земле в разных местах, вдоль, в общем, нескольких профилей, чтобы создавать плотные массивы сейсмических источников и сейсмических приемников.

Качество изображения геологической среды, полученного после обработки данных сейсморазведки, в общем, зависит от поверхностной плотности сейсмических источников и/или сейсмических приемников. В частности, для получения изображения хорошего качества необходимо расположить на земле значительное количество сейсмических приемников. Это особенно требуется в случае получения трехмерного изображения.

Расположение сейсмических источников и сейсмических приемников на удаленном исследуемом участке может быть утомительным, опасным и дорогостоящим процессом. В частности, в труднодоступной области, такой как тропический лес, и/или в области с пересеченной местностью и/или в области с UXO, сейсмические источники и сейсмические приемники необходимо переносить, по меньшей мере частично, пешим командам операторов. Во многих случаях для размещения на земле соответствующего оборудования и операторов в лесу необходимо организовывать открытые участки. Для расположения сейсмических приемников в лесу необходимо расчищать тропы.

Эти задачи оказывают сильное влияние на окружающую среду на исследуемом участке и могут представлять существенный риск для здоровья и безопасности операторов, особенно в ходе установки сейсмических приемников и сейсмических источников.

Установка сейсмических приемников и/или сейсмических источников в грунт является широкомасштабным процессом, который требует бурения земли, а для сейсмических приемников необходимо обеспечить надлежащую связь сейсмического приемника с грунтом.

Способ установки сейсмических приемников заключается в использовании летательных аппаратов, таких как беспилотный летательный аппарат. Летательный аппарат летает над местоположением, в котором сейсмический приемник должен быть установлен в районе выброски. Далее сейсмические приемники последовательно выбрасывают из летательного аппарата, и они падают в грунт.

Установка сейсмических приемников также может быть выполнена с использованием других способов.

Геометрия системы получения, то есть плотность сейсмических источников и сейсмических приемников, и их соответствующие местоположения на исследуемом участке, в общем, определяют до начала исследования.

Геометрия системы получения, например, основана на эмпирических правилах, зависящих от целевой глубины проведения исследования. В одном варианте геометрия системы получения основана на моделировании с использованием доступных геологических и геофизических данных на исследуемом участке.

Тем не менее, для сложной геологической области с пересеченным рельефом, таким как описано выше, результаты, полученные в конце исследования, после обработки массива сейсмических данных, могут привести к изображению геологической среды, которое обладает качеством, которое хуже ожидаемого.

Одна задача изобретения заключается в том, чтобы предложить эффективный способ получения массива сейсмических данных, который обеспечит изображение геологической среды хорошего качества, даже для местности с пересеченным рельефом и/или местности с плотной растительностью.

Для решения указанной задачи объектом патентования является способ получения массива сейсмических данных на исследуемом участке, указанный способ включает в себя следующее:

- определяют геометрию сбора массива сейсмических данных, указывая местоположения множества сейсмических источников и местоположения множества сейсмических приемников,

- возбуждают сейсмический сигнал с помощью по меньшей мере одного первого сейсмического источника из множества сейсмических источников,

- измеряют с помощью множества сейсмических приемников соответствующие сейсмические колебания грунта, возбужденные с помощью по меньшей мере упомянутого одного первого сейсмического источника, с целью получения первого массива сейсмических данных,

- обрабатывают первый массив сейсмических данных,

- изменяют геометрию сбора первого массива сейсмических данных с помощью указания местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника и/или местоположение по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника, что делают на основе анализа обработанного первого массива сейсмических данных.

Указанный способ, соответствующий изобретению, может включать в себя один или несколько из следующих признаков, рассматриваемых отдельно или в любой комбинации, если эта комбинация технически осуществима:

- этап обработки включает в себя вычисление показателя качества на основе контроля качеством первого массива сейсмических данных, и/или получение по меньшей мере одного базового изображения геологической среды исследуемого участка с помощью алгоритма получения сейсмического изображения с использованием обработанного первого массива сейсмических данных,

- алгоритм получения сейсмического изображения представляет собой алгоритм временной миграции до суммирования или алгоритм глубинной миграции до суммирования,

- указанный способ дополнительно включает в себя следующее:

- располагают дополнительный сейсмический источник в определенном местоположении,

- возбуждают сейсмический сигнал с помощью дополнительного сейсмического источника,

- измеряют соответствующие сейсмические колебания грунта с помощью множества сейсмических приемников с целью получения по меньшей мере одного второго массива сейсмических данных,

- указанный способ дополнительно включает в себя следующее:

- располагают дополнительный сейсмический приемник в определенном местоположении,

- возбуждают сейсмический сигнал с помощью сейсмического источника,

- измеряют соответствующие сейсмические колебания грунта с помощью множества сейсмических приемников, в число которых входит упомянутый дополнительный сейсмический приемник, с целью получения второго массива сейсмических данных,

- способ включает в себя следующее: вместе обрабатывают первый массив сейсмических данных и по меньшей мере один второй массив данных для получения по меньшей мере обновленного обработанного изображения геологического слоя исследуемого участка,

- этап обработки первого массива сейсмических данных и/или второго массива сейсмических данных осуществляют до окончания сейсмического исследования, предпочтительно, до возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника исследования,

- первый массив сейсмических данных и единственный или каждый второй массив сейсмических данных объединяют в общий массив данных, при этом способ дополнительно включает в себя обработку общего массива данных после окончания,

- общий массив данных обрабатывают с использованием алгоритма обращения полных волновых полей с целью получения общего изображения геологического слоя исследуемого участка,

- этап обработки первого массива сейсмических данных и/или второго массива сейсмических данных осуществляют в рамках характеристической временной задержки после возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника соответствующих первого и/или второго массивов данных, при этом предпочтительно, чтобы характеристическая временная задержка была меньше одной недели, более предпочтительно, чтобы она была меньше одного дня, более предпочтительно, чтобы она была меньше шести часов, более предпочтительно, чтобы она была меньше одного часа,

- способ включает в себя, до этапа обработки, возбуждения сейсмического сигнала с помощью по меньшей мере второго сейсмического источника из множества сейсмических источников и измерение, с помощью множества сейсмических приемников из множества приемников, соответствующих сейсмических колебаний грунта, вызванных с помощью по меньшей мере второго сейсмического источника, при этом первый массив данных содержит данные, измеренные по сейсмическим колебаниям грунта, которые возбуждены первым сейсмическим источником и которые возбуждены вторым сейсмическим источником,

- способ дополнительно включает в себя передачу в режиме реального времени результатов измерений сейсмических колебаний грунта в базовый лагерь, который расположен на исследуемом участке, что делают с использованием по меньшей мере одной антенны связи, которая установлена на исследуемом участке,

- способ включает в себя перемещение по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника в соответствующие определенные местоположения с использованием летательного аппарата.

Настоящее изобретение также касается сбора массива сейсмических данных на исследуемом участке, указанная система содержит:

- блок определения местоположения, который выполнен с возможностью определения геометрии сбора сейсмических данных, что делают путем определения местоположения множества сейсмических источников, которые выполнены с возможностью возбуждения сейсмического сигнала в грунте, и путем определения местоположения множества сейсмических приемников, которые выполнены с возможностью измерения сейсмических колебаний грунта, вызванных с помощью сейсмических источников,

- блок возбуждения сейсмического сигнала, который выполнен с возможностью возбуждения сейсмического сигнала с помощью по меньшей мере одного первого сейсмического источника из множества сейсмических источников,

- блок измерения, который выполнен с возможностью приема результатов измерений, полученных с помощью множества сейсмических приемников, соответствующих сейсмических колебаний грунта, вызванных по меньшей мере упомянутым одним первым сейсмическим источником, с целью получения массива сейсмических данных,

- блок обработки, который выполнен с возможностью обработки упомянутого массива сейсмических данных,

- блок, который выполнен с возможностью изменения геометрии сбора массива сейсмических данных с помощью указания местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника и/или местоположение по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника, что делают на основе анализа обработанного массива сейсмических данных.

Система, соответствующая изобретению, может содержать один или несколько из следующих признаков, рассматриваемых отдельно или в любой комбинации, если эта комбинация технически осуществима:

- блок обработки содержит подблок вычисления показателя качества, который выполнен с возможностью вычисления показателя качества на основе контроля качеством первого массива данных, и/или подблок получения изображения, который выполнен с возможностью получения по меньшей мере одного базового изображения геологической среды исследуемого участка с помощью алгоритма получения сейсмического изображения,

- система дополнительно содержит блок передачи в режиме реального времени, который выполнен с возможностью передачи результатов измерений сейсмических колебаний грунта в базовый лагерь, который расположен на исследуемом участке, что делают с использованием по меньшей мере одной антенны связи, которая установлена на исследуемом участке,

- блок обработки выполнен с возможностью осуществления обработки упомянутого массива сейсмических данных в рамках характеристической временной задержки после возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника первого массива данных, при этом предпочтительно, чтобы характеристическая временная задержка была меньше одной недели, более предпочтительно, чтобы она была меньше одного дня, более предпочтительно, чтобы она была меньше шести часов, более предпочтительно, чтобы она была меньше одного часа.

Изобретение также касается компьютерного программного продукта, который содержит команды, которые при исполнении программы компьютером реализуют следующие этапы:

- определяют геометрию сбора массива сейсмических данных, указывая местоположения множества сейсмических источников и местоположения множества сейсмических приемников,

- получают первый массив сейсмических данных с помощью измерения сейсмических колебаний грунта, вызванных по меньшей мере упомянутым одним первым сейсмическим источником, измерения осуществляют с помощью множества сейсмических приемников, сейсмический источник возбуждает сейсмический сигнал,

- обрабатывают первый массив сейсмических данных, предпочтительно, путем вычисления показателя качества на основе контроля качеством первого массива сейсмических данных, и/или получения по меньшей мере одного базового изображения геологической среды исследуемого участка с помощью алгоритма получения сейсмического изображения с использованием обработанного первого массива сейсмических данных;

- изменяют геометрию сбора первого массива сейсмических данных с помощью указания местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника и/или местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника, что делают на основе анализа обработанного первого массива сейсмических данных.

Этап определения и/или этапы изменения могут быть осуществлены на основе определения данных и/или изменения данных, которые являются входными данными для пользователя.

Целесообразно, чтобы компьютерный программный продукт содержал команды, которые при исполнении программы компьютером реализуют один или несколько этапов определенного выше способа, отдельно или в соответствии с любой технической комбинацией.

Целесообразно, чтобы компьютерный программный продукт содержал программный код для однонаправленной или двунаправленной передачи необработанного массива сейсмических данных и/или обработанного при контроле качеством массива сейсмических данных и/или предварительно обработанного массива сейсмических данных между первым блоком обработки, который расположен на исследуемом участке или вблизи исследуемого участка, и вторым блоком обработки, который удален от исследуемого участка или находится вдали от исследуемого участка.

Изобретение будет лучше понятно из последующего описания, приведенного исключительно в качестве примера и выполненного со ссылками на следующие чертежи, на которых:

фиг. 1 - вид, схематично показывающий географию исследуемого участка, в котором массив сейсмических данных получают с помощью способа, соответствующего изобретению;

фиг. 2 - трехмерный вид, схематично показывающий часть исследуемого участка с фиг. 1;

фиг. 3 - вид, показывающий блок-схему способа получения массива сейсмических данных на исследуемом участке, в соответствии с изобретением;

фиг. 4 - вид, схематично показывающий пример этапа обработки массива сейсмических данных из способа, соответствующего изобретению;

фиг. 5 - вид, показывающий блок-схему этапа предварительной обработки и этапа получения изображения из способа, соответствующего изобретению;

фиг. 6 - вид, схематично показывающий сбора массива сейсмических данных на исследуемом участке, в соответствии с изобретением;

На фиг. 1 и 2, соответственно, показана схематичная географическая карта из проекций координат исследуемого участка 10, при этом осуществляют сейсмические исследования и получают трехмерный вид части исследуемого участка 10.

Исследуемый участок 10, например, является участком с пересеченной местностью 12. Пересеченная местность 12, в частности, содержит холмы, горы, скалы или любой тип пересеченной местности. Исследуемый участок 10, например, расположена в предгорьях, куда трудно добраться.

Исследуемый участок 10 дополнительно содержит растительность 14. Растительность 14, например, является лесом, в частности, тропическим лесом. Лес содержит плотную растительность 14, например, деревья 16, которые образуют купол 18, который закрывает большую часть поверхности земли на исследуемом участке 10.

Геологическая среда 20, расположенная ниже поверхности земли, содержит слои географической формации 22 и, возможно, резервуары 24 нефти и газа.

В исследуемом участке 10 растительность 14 определяет множество естественных и/или искусственных открытых участков 26. Растительность 14 на исследуемом участке 10 также определяет открытые в небо просветы 28 в куполе 18.

Открытые участки 26 распределены на исследуемом участке 10 и находятся на расстоянии, которое, в общем, составляет от 100 м до 500 м, предпочтительно составляет 300 м, если измерять вдоль линии видимости между двумя соседними открытыми участками.

Площадь поверхности открытых участков 26, в общем, больше 25 м² на уровне поверхности земли и, в общем, больше 900 м² на вершине купола 18. Сейсмические источники 30 могут быть расположены на открытых участках 26.

Открытый участок 26, например, определен в стандарте OGP «OGP - руководство для вертолета для операций по наземной сейсморазведке и операций с буровой установкой, транспортируемой вертолетом» - Отчет 420, версия 1.1, июнь 2013 года.

Открытые в небо просветы 28, в общем, являются естественными. Целесообразно, что они образуют вертикальную «трубу для света» между куполом 18 и поверхностью земли.

Например, открытые в небо просветы 28 обладают минимальной площадью поверхности, которая больше 1 м², предпочтительно больше 3 м², и которая составляет от 3 м² и 20 м².

По меньшей мере открытые в небо просветы 28 обладают площадью поверхности, которая меньше площади поверхности открытых участков 26.

Сейсмические исследования являются геофизическими исследованиями, которые включают в себя сбор результатов геофизических измерений с целью определения физических свойств геологической среды 20, расположенной на исследуемом участке 10, и/или с целью построения изображения геологической среды 20, предпочтительно, трехмерного изображения геологической среды 20, что делают на основе обработки собранных результатов измерений.

Физические свойства обычно представляют собой плотность и/или скорости распространения сейсмоволн для слоев геологической формации 22.

Массив сейсмических данных получают с помощью множества сейсмических источников 30 и множества сейсмических приемников 32, которые расположены на исследуемом участке 10.

Каждый сейсмический источник 30 способен возбуждать волны, которые распространяются в геологической среде 20 и отражаются на границах раздела слоев геологической формации 22.

Сейсмический источник 30, например, содержит взрывчатое вещество, в частности, динамит, который способен выработать волны в грунте.

Сейсмический источник 30 обычно вставляют в отверстие, пробуренное в грунте, например, на глубину, составляющую от 0 метров до 100 метров, предпочтительно, составляющую от 5 метров до 80 метров.

Например, отверстие пробуривают с использованием самоходного наземного транспортного средства, такого как полуавтоматическая буровая платформа.

В одном варианте сейсмический источник 30 содержит механическое устройство, такое как молоток, вибратор ....

Плотность местоположений источников 30 на исследуемом участке 10 в общем составляет от 10 местоположений источников на км² до 100 местоположений источников на км². Каждое местоположение источников может содержать один или несколько источников 30.

Предпочтительно, чтобы каждый источник 30 был расположен на открытом участке 26. Источник 30 в общем перемещают к открытому участку 26 с помощью дополнительного летательного аппарата 36.

В примере на фиг. 2, предпочтительно, каждый сейсмический источник 30 расположен на открытом участке 26.

Целесообразно, чтобы несколько сейсмических источников 30 были расположены на открытом участке 26.

Предпочтительно, чтобы каждый сейсмический источник 30 был перемещен из базового лагеря 34 в его местоположение без наземного транспортного средства.

Например, по меньшей мере часть сейсмических источников 30 перемещают к их местоположению с использованием летательного аппарата 36, такого как дирижабль или вертолет.

В одном варианте или в качестве дополнения, по меньшей мере часть сейсмических источников 30 перемещают к их местоположению с помощью пешей команды операторов.

Каждый сейсмический приемник 32 способен записывать волны, которые возбуждаются каждым сейсмическим источником 30 и отражаются на границах раздела слоев геологической формации 22.

Сейсмический приемник 32, например, является сейсмографом, который выполнен с возможностью измерения скорости прямых и отраженных волн.

Целесообразно, чтобы сейсмический приемник 32 содержал по меньшей мере один сейсмограф, в частности, три сейсмографа и/или акселерометра.

Каждый сейсмический приемник 32 частично вставлен в грунт, чтобы обеспечить хорошую связь с грунтом.

В примере на фиг. 2, сейсмические приемники 32 перемещают к их местоположению и сбрасывают на землю с летательных платформ 38.

Летательные платформы 38 обычно взлетают из базового лагеря 34.

Например, летательная платформа 38 является UAV (беспилотный летательный аппарат).

Каждый сейсмический приемник 32, например, имеет форму дротика, который приспособлен для установки в грунт. В одном варианте сейсмический приемник 32 имеет форму шара и/или форму цилиндрической трубы.

Сейсмические источники 30 и/или сейсмические приемники 32, например, перемещают в базовый лагерь 34 с использованием транспортного средства, такого как наземное транспортное средство, например, грузовик, беспилотного наземного транспортного средства (UGV) или летательного аппарата, например, вертолета.

Обычно плотность сейсмических приемников 32 составляет, например, 10 сейсмических приемников 32 на км² и 1000 сейсмических приемников 32 на м², в частности, от 300 сейсмических приемников 32 на км² до 500 сейсмических приемников 32 на км², а именно 400 сейсмических приемников 32 на км².

Базовый лагерь 34 содержит, например, площадки, которые приспособлены для расположения операторов в ходе сейсмического исследования и расположения оборудования для сейсмического исследования. Базовый лагерь 34 содержит вертолетную площадку и обычно используется для управления взлетом и посадкой.

Базовый лагерь 34 может быть использован для оказания первой помощи (например, эвакуации раненных).

Обычно, исследуемый участок 10 содержит множество базовых лагерей 34, распределенных по всей поверхности исследуемого участка 10.

Каждый базовый лагерь 34 обычно содержит блок 40 сбора и/или анализа и телекоммуникационную систему 42, которая выполнена с возможностью передачи данных, измеренных с помощью сейсмических приемников 32, на блок 40 сбора и/или анализа и из блока 40 сбора и/или анализа на внешнюю станцию 43А.

Например, телекоммуникационная система 42 содержит по меньшей мере одну антенну 41, которая установлена рядом с сейсмическим источником 30, и по меньшей мере одну антенну 42, которая установлена в каждом базовом лагере 34.

Обычно каждый сейсмический приемник 32 содержит внутреннюю антенну, которая выполнена с возможностью обмена данными по меньшей мере с одной антенной 41, которая установлена рядом с сейсмическими источниками 30.

Внешняя станция 43А может быть расположена в основном лагере 39. Целесообразно, чтобы основной лагерь 39 содержал площадки для сбора данных, а также основной вычислительный блок и/или центр управления.

Как показано на фиг. 3, способ, соответствующий изобретению, включает в себя этап 200, на котором определяют начальную геометрию сбора массива сейсмических данных, которая определяет местоположение множества сейсмических источников 30 и местоположение множества сейсмических приемников 32 на исследуемом участке 10, и на котором источники 30 и приемники 32 располагают в их соответствующих местоположениях.

Далее способ включает в себя последовательность фаз 201 записи, на которых последовательно приводят в действие источники 30 для возбуждения сейсмического сигнала, который измеряют с помощью множества приемников 32.

Целесообразно, чтобы способ включал в себя фазу характеризации исследуемого участка 10 до первой фазы записи.

Обычно фаза характеризации включает в себя расположение дополнительных датчиков на открытых участках 26 для измерения по меньшей мере одного физического параметра грунта.

Например, дополнительные датчики являются геомагнитными датчиками, и фаза характеризации дополнительно включает в себя вычисление большой модели электропроводности на основе результатов измерений геомагнитных датчиков, которые обеспечиваются указанными геомагнитными датчиками.

Геомагнитные датчики измеряют изменения естественного геомагнитного и геоэлектрического поля на поверхности земли.

Глубина исследования геомагнитного способа составляет от нескольких сотен метров ниже поверхности земли, например, 300 м, до нескольких километров, например, 5 км, в зависимости от частот измеренных сигналов и соответствующих периодов измерения.

Большую модель электропроводности обычно используют в ходе обработки массива сейсмических данных в качестве априорной информации.

Например, дополнительные датчики являются сейсмографами, установленными на открытых участках 26.

Далее фаза характеризации включает в себя анализ сейсмических колебаний грунта, вызванных буровым инструментом в ходе установки источников 30, с целью определения физического параметра геологической среды 20.

Анализ, например, представляет собой пассивную технологию построения сейсмических изображений окружающей среды, известную в технике.

Например, определенный физический параметр геологической среды 20 представляет собой зависящее от глубины изменение скорости распространения поперечной волны и/или зависящее от глубины изменение скорости распространения продольной волны.

Целесообразно, чтобы указанный определенный физический параметр использовался для построения модели скорости, которую используют для обработки массива сейсмических данных в качестве большой начальной модели первого порядка, как будет описано ниже.

Каждая фаза 210 записи включает в себя этап 202 возбуждения сейсмического сигнала с помощью по меньшей мере одного первого сейсмического источника 30 из множества сейсмических источников 30,

Более того, каждая фаза 201 записи включает в себя этап 204 измерения с помощью множества сейсмических приемников 32 соответствующих сейсмических колебаний грунта, вызванных по меньшей мере упомянутым одним первым сейсмическим источником 30, на исследуемом участке 10 с целью получения первого массива сейсмических данных.

Каждая фаза 201 записи включает в себя передачу в режиме реального времени, предпочтительно, после возбуждения каждого сейсмического сигнала, результатов измерений сейсмических колебаний грунта на базовый лагерь 34, который расположен на исследуемом участке 10, что делают с использованием телекоммуникационной системы 42.

На следующем этапе каждая фаза 201 записи включает в себя этап 206 обработки первого массива сейсмических данных (фиг. 3).

Обычно способ включает в себя группировку результатов измерений, которые записаны с помощью множества приемников 32 после того, как каждый сейсмический источник 30 возбудил сейсмический сигнал, с целью образования множества сейсмограмм (CSG) общего пункта взрыва (ОПВ), каждая из которых соответствует сейсмическому сигналу, возбужденному конкретным источником 30, в первый массив сейсмических данных.

Обычно этап 206 обработки включает в себя этап 208 контроля качеством (QC), который целесообразно применять для каждой сейсмограммы общего пункта взрыва.

Этап 208 QC включает в себя, например, идентификацию неправильных результатов измерений первого массива сейсмических данных и удаление поврежденных результатов измерений.

Обычно неправильные результаты измерений содержат результаты измерений, которые получены от одного или нескольких неисправных сейсмических приемников 32, таких как сломанные, слабые, шумные и/или игольчатые сейсмические приемники 32. Получают первый обработанный при QC массив сейсмических данных.

Целесообразно, чтобы этап 208 QC включал в себя вычисление показателя качества на основе контроля качеством первого массива сейсмических данных.

Например, показатель качества содержит информацию о средней частоте, информацию о доминирующей частоте и/или среднеквадратичной амплитуде (RMS).

Кроме того, этап 208 QC может включать в себя проверку непротиворечивости записанного местоположения множества сейсмических источников 30 и множества сейсмических приемников 32.

Далее этап 206 обработки включает в себя этап 210 предварительной обработки с целью получения предварительно обработанного первого массива сейсмических данных.

Этап 210 предварительной обработки включает в себя осуществление корректирующих действий для первого обработанного при QC массива сейсмических данных.

Обычно этап 210 предварительной обработки включает в себя классические этапы предварительной сейсмической обработки, которые известны в технике, такие как повторная выборка данных, статическая корректировка, подавление шума, обратная фильтрация, выравнивание и т.д.

Обычно этап 210 предварительной обработки включает в себя отделение сигнала, содержащегося в массиве сейсмических данных, такое как фильтрация шума.

Этап 210 предварительной обработки может включать в себя временные корректировки и/или амплитудные корректировки для учета специфики источника 30 и/или приемника 32 и/или геологии расположенной рядом поверхности.

Этап 210 предварительной обработки также может включать в себя интерполяцию данных на новую решетку с другим размером ячеек решетки (регуляризация).

Обычно этап 210 предварительной обработки также включает в себя изменение формата массива сейсмических данных.

Например, этап 210 предварительной обработки осуществляют в поле, целесообразно, в основном лагере 39.

В одном варианте этап 210 предварительной обработки осуществляют в центре обработки данных, который расположен вне исследуемого участка 10.

Далее этап 206 обработки включает в себя этап 212 получения изображения, направленный на получение по меньшей мере основного изображения для каждой сейсмограммы ОПВ геологического слоя исследуемого участка 10, что делают с помощью по меньшей мере одного алгоритма получения сейсмического изображения на основе предварительно обработанного первого массива сейсмических данных.

Обычно этап 206 обработки включает в себя использование скоростной модели первого порядка, которая получена в ходе фазы характеризации.

Например, алгоритм получения сейсмического изображения представляет собой алгоритм (PSTM) временной миграции до суммирования.

Алгоритм временной миграции до суммирования является алгоритмом получения сейсмического изображения, который позволяет концентрировать и геометрически перемещать сейсмические отражения выше их местоположений в геологической среде и таким образом получать изображение геологической среды во временной области. PSTM применяют к каждой сейсмограмме ОПВ.

Например, алгоритм временной миграции до суммирования основан на схеме Кирхгофа с использованием прямой взаимосвязи время/смещение. Этот алгоритм обычно требует поля миграционных скоростей во временной области, которое оценивают как среднюю скорость между поверхностью и точкой, для которой нужно получить изображение, при этом указанная средняя скорость соответствует характеристике временного смещения отраженного события.

Подробности алгоритмов можно найти, например, в следующих источниках: «Основы обработки геофизических данных», автор Клербо (Claerbout), Стенфордский университет (Stanford University), 1976 год, издательство МакГроу-Хилл (Mc Graw-Hill), «Получение изображений недр Земли», автор Клербо, Стенфордский университет, 1984 год, научные публикации Blackwell или «Сейсмическая миграция (1-ое издание), Получение изображения акустической энергии с помощью экстраполяции волнового поля», автор Беркаут (Berkhout), 1980, издательство Эльзевир (Elsevier).

Обычно PSTM изображения формируют с использованием очень простых скоростных моделей геологической среды, полученных, например, с помощью способов анализа скоростей миграции, которые известны в технике.

В одном варианте или в качестве дополнения, алгоритм получения сейсмического изображения представляет собой алгоритм (PSDM) глубинной миграции до суммирования, который применяют к каждой сейсмограмме ОПВ. Для PSDM нужна глубинно-скоростная модель. Простая начальная глубинно-скоростная модель может быть получена с помощью методов обращения первых вступлений, которые известны в технике.

Например, алгоритм глубинной миграции до суммирования основан на схеме Кирхгофа или на обратной миграции (RTM) во временной области.

Далее для схемы Кирхгофа нужна глубинно-скоростная модель и прямое вычисление времени перехода между отображаемыми точками поверхности и геологической среды (также известное как функция Грина). Первая глубинная модель может быть оценена с помощью томографии первых вступлений (или обращения полных волновых полей) и/или корреляции с мультифизическими данными (каротаж сопротивления по магнитотеллурическим методам). Схема Кирхгофа может быть использована для обновления поля миграционных скоростей.

При обратной миграции во временной области измеренные данные распространяют назад от сейсмических приемников и взаимно коррелируют с полем прошедших волн от точки источника с целью построения изображения. Возможная технология подробно описана, например, в заявке на патент PCT/EP2016/057136 того же автора, что и настоящее изобретение. Эта технология, например, может быть использована для создания мигрированных сейсмограмм с помощью RTM и для обновления поля миграционных скоростей.

Другие подробности, касающиеся обратной миграции во временной области можно найти в следующих источниках: «Обратная миграция во временной области», авторы Е. Бейсел (E. Baysal), Д. Кослофф (D. Kosloff), Дж. В. К. Шервуд (J.W.C. Sherwood), 1983 год, Геофизика, том 48(11), стр. 1514 - 1524, или «Упругая обратная миграция во временной области», авторы В.Ф. Чанг (W.F. Chang), Г. А. МакМечан (G.A. McMechan), 1987 год, Геофизика, том 52(10), стр. 1365 - 1375.

Кроме того, для построения простых скоростных моделей может быть использована другая геофизическая информация из дополнительных геофизических исследований/результатов измерений, таких как результаты измерений в скважинах для образцов грунта, пассивные сейсмические способы и так далее.

На фиг. 4 показан пример этапа 206А обработки, включающий в себя этап 210А предварительной обработки и этап 212А получения изображения.

На фиг. 5 показан пример последовательных подэтапов этапа 212А получения изображения.

Обычно каждая полученная сейсмограмма ОПВ незамедлительно проходит предварительную обработку и сохраняется в первом дисковом пространстве 44. Предварительную обработку 210А обычно реализуют постепенно в ходе проведения исследования.

Предварительно обработанные сейсмограммы 46 ОПВ дополнительно обрабатывают с использованием алгоритма получения изображения, такого как PSTM и/или PSDM алгоритм получения изображения и соответствующие обработанные изображения 52 сохраняют на диск 56 и показывают.

Обычно далее обработанные PSTM и/или PSDM мигрированные сейсмограммы ОПВ легко извлекаются геологом/геофизиком, который отвечает за обработку, если это нужно при проведении исследования.

Обычно, как показано на фиг. 5, PSTM и/или PSDM мигрированные сейсмограммы ОПВ собирают и подготавливают для интерпретации и контроля качеством двумя способами: (i) отображение индивидуальных мигрированных сейсмограмм ОПВ или суммы мигрированных сейсмограмм ОПВ (суммирование после миграции), обеспечивающих изображение геологической среды, (ii) отображение выбранных соседних мигрированных сейсмограмм ОПВ в выбранном месте поверхности в зависимости от индекса точки взрыва (сейсмограммы в области отображения).

Обычно этап 206 обработки включает в себя параллельную обработку массива сейсмических данных с помощью нескольких алгоритмов получения изображения.

Например, этап 206 обработки включает в себя независимую постепенную обработку сейсмограмм ОПВ после каждого получения, то есть каждого взрыва, с помощью первого алгоритма получения изображения, такого как PSTM алгоритм получения изображения, как описано выше при рассмотрении фиг. 4, для получения изображения до окончания работы и, предпочтительно, после каждого взрыва и/или в конце каждой фазы 201 записи.

Целесообразно, чтобы этап обработки первого массива сейсмических данных осуществляли до окончания работы с характеристической временной задержкой после возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника 30 для соответствующей фазы 201 записи.

Например, предпочтительно, чтобы характеристическая временная задержка была меньше одной недели, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше одного дня, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше шести часов, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше одного часа.

Обычно характеристическая временная задержка зависит от подэтапов этапа 206 обработки.

Например, характеристическая временная задержка зависит от алгоритма получения изображения, который используют в ходе этапа 212 получения изображения.

Характеристическая временная задержка также может зависеть от размера первого массива сейсмических данных.

Этап обработки первого массива сейсмических данных осуществляют до окончания сейсмического исследования, предпочтительно, до возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника исследования,

Этап обработки также включает в себя параллельную обработку массива сейсмических данных с помощью второго алгоритма получения изображения, такого как PSDM алгоритм получения изображения, для получения более точного изображения геологической среды 20 в конце исследования 213 после осуществления всех взрывов, в конце последней фазы 201 записи.

Обычно первый алгоритм получения изображения является быстрым алгоритмом, который не требует больших вычислительных ресурсов, а второй алгоритм получения изображения является алгоритмом, который требует больших вычислительных ресурсов.

Например, результаты, полученные с помощью первого алгоритма получения изображения, используют в качестве априорной информации для второго алгоритма получения изображения.

Например, скоростную модель исследуемого участка постепенно обновляют в ходе обработки массива сейсмических данных.

В соответствии с изобретением, в конце фазы 201 записи, способ включает в себя этап 214, который направлен на изменение геометрии сбора первого массива сейсмических данных с помощью указания местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника 30 и/или местоположение по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника 32, что делают на основе анализа обработанного первого массива сейсмических данных и изображений геологической среды, полученных в ходе этапа 206 обработки.

Обычно анализ первого массива сейсмических данных основан на интерпретации геологом и/или геофизиком изображений геологической среды, которые получены в ходе этапа 212 получения изображения, и/или вычисленного показателя качества, который получен в ходе этапа 206 обработки.

Целесообразно, чтобы этап интерпретации включал в себя анализ других доступных геологических и/или геофизических данных на исследуемом участке 10, таких как дополнительные наземные геофизические данные или дополнительные аэрогеофизические данные.

Определение местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника 30 и/или сейсмического приемника 32 определяет, например, геолог и/или геофизик.

В одном варианте или в качестве дополнения, местоположение по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника 30 и/или сейсмического приемника 32 определяют или подтверждают с помощью моделирования.

Далее способ включает в себя этап 216, на котором дополнительный сейсмический источник 30 располагают в определенном местоположении, этап 218, на котором возбуждают сейсмический сигнал с помощью дополнительного сейсмического источника 30, и этап 220, на котором измеряют соответствующие сейсмические колебания грунта с помощью множества сейсмических приемников 32 с целью получения второго массива сейсмических данных.

В одном варианте или в качестве дополнения, способ также включает в себя этап 222, на котором дополнительный сейсмический приемник 32 располагают в определенном местоположении, этап 224, на котором возбуждают сейсмический сигнал с помощью сейсмического источника 30, и этап 226, на котором измеряют соответствующие сейсмические колебания грунта с помощью множества сейсмических приемников 32, в которое входит дополнительный сейсмический приемник 32, с целью получения второго массива сейсмических данных.

Обычно дополнительные сейсмические источники 30 и/или сейсмические приемники 32 являются дублирующими сейсмическими источниками 30 и/или сейсмическими приемниками 32 для «замещения» сейсмических источников 30 и/или сейсмических приемников 32 изначальной геометрии системы получения, которые не сработали хорошо в ходе получения первого массива сейсмических данных, например, из-за плохой связи с грунтом, электронных проблем или проблем со связью. В этом случае дополнительные сейсмические источники 30 и/или сейсмические приемники 32 обычно располагают вблизи сейсмических источников 30 и/или сейсмических приемников 32 изначальной геометрии системы получения, например, на расстоянии менее 5 м от плохих сейсмических источников 30 и/или на расстоянии менее 20 м от плохих сейсмических приемников 32.

Дополнительные сейсмические источники 30 и/или сейсмические приемники 32 также содержат сейсмические источники 30 и сейсмические приемники 32, расположенные в зонах исследуемого участка 10, в которых записанные сейсмические сигналы для изначальной геометрии системы получения слабы из-за сложной геологии и/или топографии.

Дополнительные сейсмические источники 30 и/или сейсмические приемники 32 обычно устанавливают на исследуемом участке 10 аналогично сейсмическим источникам 30 и/или сейсмическим приемникам 32, которые принадлежат изначальной геометрии системы получения, как описано выше.

Целесообразно, чтобы способ включал в себя следующее: вместе обрабатывают первый массив сейсмических данных и единственный или каждый второй массив данных с целью получения по меньшей мере обновленного обработанного изображения геологического слоя исследуемого участка 10.

Целесообразно, чтобы этап обработки второго массива сейсмических данных и/или комбинации первого массива сейсмических данных и второго массива сейсмических данных осуществляли до окончания работы, с указанной выше характеристической временной задержкой.

Целесообразно, чтобы этап обработки первого массива сейсмических данных и/или второго массива сейсмических данных осуществляли до окончания сейсмического исследования, предпочтительно, до возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника исследования.

Целесообразно, чтобы этапы 214 - 226 и/или этапы 214 - 220 могли быть повторены в ходе осуществления способа с целью расположения дополнительных приемников 32 и дополнительных источников 30, когда обработка массива данных, полученных после запуска источника 30, требует такого расположения.

В одном варианте этап обработки включает в себя обработку массива сейсмических данных с использованием алгоритма освещения.

На фиг. 6 схематично показана система 400, выполненная с возможностью получения массива сейсмических данных на исследуемом участке 10, в соответствии с изобретением.

Система 400 содержит блок 402 определения местоположения, который выполнен с возможностью определения геометрии сбора для массива сейсмических данных, что делают путем определения местоположения множества сейсмических источников 30, которые выполнены с возможностью возбуждения сейсмического сигнала в грунте, и путем определения местоположения множества сейсмических приемников 32, которые выполнены с возможностью измерения сейсмических колебаний грунта, вызванных с помощью сейсмических источников 30.

Обычно блок 402 определения местоположения содержит устройство 404 вычисления. Устройство вычисления содержит базу 406 данных, которая выполнена с возможностью сохранения результатов, полученных устройством 404 вычисления, процессор 408 и память 410, в которой расположен по меньшей мере один программный модуль.

Например, программный модуль выполнен с возможностью осуществления способа оптимизации, который направлен на оптимизацию местоположения множества сейсмических источников 30 и множества сейсмических приемников 32 на основе, например, как качества ожидаемого сейсмического исследования, так и ограничений для здоровья, безопасности и окружающей среды.

Блок 402 определения местоположения также содержит блок 412 отображения, который соединен с устройством 404 вычисления с целью показа результатов, полученных устройством 404 вычисления, и интерфейс 414 человек-машина.

Система 400 дополнительно содержит блок 416 возбуждения сейсмического сигнала, который выполнен с возможностью возбуждения сейсмического сигнала с помощью по меньшей мере одного первого сейсмического источника 30 из множества сейсмических источников 30,

Блок 416 возбуждения сейсмического сигнала соединен с множеством источников 30, целесообразно, с помощью системы беспроводной связи.

Блок 416 возбуждения сейсмического сигнала обычно выполнен с возможностью возбуждения сейсмического сигнала с помощью источников 30 в соответствии с последовательностью получения, то есть в порядке, в котором источники 30 возбуждают сейсмический сигнал.

Система 400 также содержит блок 418 измерения, который выполнен с возможностью измерения с помощью множества сейсмических приемников 32 соответствующих сейсмических колебаний грунта, вызванных по меньшей мере одним первым сейсмическим источником 30, с целью получения массива сейсмических данных.

Блок 418 измерения соединен с множеством сейсмических приемников 32.

Система 400 содержит блок 420, 422 обработки, который выполнен с возможностью обработки упомянутого массива сейсмических данных.

Целесообразно, чтобы блок 420 обработки содержал подблок 424 вычисления показателя качества, который выполнен с возможностью вычисления показателя качества на основе контроля качеством указанного массива сейсмических данных.

Блок 420 обработки может содержать подблок 426 предварительной обработки, который выполнен с возможностью предварительной обработки прошедшего QC массива сейсмических данных.

Блок 420 обработки также может содержать подблок 428А получения изображения, который выполнен с возможностью получения по меньшей мере основного изображения геологического слоя исследуемого участка 10 с помощью одного алгоритма получения сейсмического изображения.

Обычно система содержит два блока 420, 422 обработки.

Первый блок 420 обработки расположен на месте, например, в базовом лагере 34 и/или в основном лагере 39, целесообразно, с целью выполнения обработки, которая не требует больших вычислительных ресурсов, например, с помощью первого алгоритма получения изображения.

Второй блок 422 обработки расположен, например, в удаленном месте, например, в центре обработки данных, целесообразно, с целью выполнения обработки, которая требует больших вычислительных ресурсов, например, с помощью второго алгоритма получения изображения.

В одном варианте второй блок 422 обработки расположен в основном лагере 39.

Например, второй блок 422 обработки содержит только подблок 428В получения изображения.

Целесообразно, чтобы как первый, так и второй блоки 420, 422 обработки были выполнены с возможностью передачи и совместного использования прошедшего QC массива сейсмических данных и/или предварительно обработанного массива сейсмических данных.

Целесообразно, чтобы первый блок 420 обработки был выполнен с возможностью передачи результатов, полученных с помощью первого алгоритма получения изображения, на второй блок 422 обработки.

Обычно первый и второй блоки 420, 422 обработки выполнены с возможностью обработки массива сейсмических данных с характеристической временной задержкой после возбуждения сейсмического сигнала с помощью последнего сейсмического источника для фазы 201 записи.

Предпочтительно, чтобы характеристическая временная задержка была меньше одной недели, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше одного дня, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше шести часов, еще более предпочтительно, чтобы она была меньше одного часа.

Система 400 дополнительно содержит блок 430, который выполнен с возможностью изменения геометрии сбора массива сейсмических данных с помощью указания местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического источника и/или местоположения по меньшей мере одного дополнительного сейсмического приемника, что делают на основе анализа обработанного массива сейсмических данных.

Блок 430, который выполнен с возможностью изменения геометрии сбора, обычно соединен с блоком определения местоположения.

Целесообразно, чтобы система 400 содержала блок 432 передачи в режиме реального времени, который выполнен с возможностью передачи результатов измерений сейсмических колебаний грунта в базовый лагерь 34, который расположен на исследуемом участке 10, что делают с использованием по меньшей мере одной антенны 41, 43 связи, которая установлена на исследуемом участке 10.

Способ, соответствующий изобретению, позволяет обеспечить высокий уровень качества данных для сейсмического исследования с помощью постепенной обработки массива сейсмических данных в ходе получения. Способ отличается хорошей способностью реагировать путем приспособления, если нужно, геометрии системы получения в ходе получения результатов исследования, и, следовательно, позволяет оптимизировать получение результатов сейсмического исследования с целью получения изображения геологической среды хорошего качества в конце исследования.

Предпочтительно, чтобы после окончания первый массив сейсмических данных и единственный или каждый второй массив сейсмических данных объединяли в общий массив данных, при этом способ дополнительно включает в себя обработку общего массива данных после окончания,

Общий массив данных, например, обрабатывают с использованием алгоритма обращения полных волновых полей для получения общего изображения геологического слоя исследуемого участка.

Целесообразно, чтобы общее изображение отличалось большим разрешением и/или точностью по сравнению с единственным или каждым из базовых изображений, которые получены в ходе сейсмического исследования.

Общее изображение, например, используют для определения целей бурения.

В одном варианте как первый, так и второй блоки 420, 422 обработки также могут быть выполнены с возможностью передачи и совместного использования необработанного массива сейсмических данных.

Целесообразно, чтобы передача между первым блоком 420 обработки и вторым блоком 422 обработки могла быть однонаправленной или двунаправленной.

Предпочтительно, чтобы первый блок 420 обработки был расположен на исследуемом участке или вблизи исследуемого участка, например, на расстоянии, которое меньше 10 км от исследуемого участка. Целесообразно, чтобы второй блок 422 обработки был расположен удаленно от исследуемого участка или вдали от исследуемого участка, например, на расстоянии, которое больше 10 км от исследуемого участка.

Реферат

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ для местности с пересеченным рельефом и/или местности с плотной растительностью. Способ включает следующие этапы: определение (200) геометрии сбора массива сейсмических данных путем указания конкретного местоположения множества сейсмических источников и местоположения множества сейсмических приемников; возбуждение (202) сейсмического сигнала с помощью по меньшей мере одного первого сейсмического источника из указанного множества сейсмических источников; измерение (204) с помощью указанного множества сейсмических приемников соответствующих колебаний грунта, вызванных указанным по меньшей мере одним первым сейсмическим источником, для получения первого массива сейсмических данных; обработку (206) первого массива сейсмических данных; изменение (214) геометрии сбора первого массива сейсмических данных путем указания конкретного местоположения по меньшей мере дополнительного сейсмического источника и/или местоположения по меньшей мере дополнительного сейсмического приемника, на основе анализа указанного обработанного первого массива сейсмических данных. Технический результат - обеспечение изображение геологической среды хорошего качества, даже для местности с пересеченным рельефом и/или местности с плотной растительностью. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула