Способ и устройство для обработки сейсмических данных - RU2694621C1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Для настоящего раскрытия испрашивается приоритет заявки CN201610204476.6 на патент Китая, поданной 1 апреля 2016 года под названием ʺMethod and apparatus for processing seismic dataʺ, все содержание которой включено в эту заявку путем ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В способах сейсмической разведки исследуют подземные геологические условия при распространении в пластах искусственно возбуждаемой сейсмической волны. Когда сейсмическая волна, возбуждаемая в определенном месте на грунте, распространяется под землей, отраженные волны или преломленные волны образуются на границах пласта вследствие различной упругости и возвращаются на земную поверхность. Специальные приборы можно использовать для регистрации этих волн и анализа характеристик регистрируемых волн (например, времени распространения и формы пульсации волн), чтобы точно измерять глубины и формы этих границ и оценивать литологию, физические и жидкостные свойства пластов.

Поскольку сейсмическая запись является зашумленной, сейсмические волны обычно возбуждают и принимают на различных местах и получают сейсмические волны, отраженные от одной и той же подземной точки, и набор этих сейсмических волн, отраженных от одной и той же точки, называют подборкой сейсмических трасс. Путем суммирования сигналов шум может быть исключен и отношение сигнала к шуму может быть повышено.

В сейсмических данных, собираемых в полевых условиях, для одной и той же точки отражения будет иметься время отражения сейсмической волны, которое зависит от удаления и скорости распространения сейсмической волны, и поэтому для решения задачи суммирования сейсмических сигналов необходимо корректировать время регистрации сейсмических волн для различных удалений в соответствии с временной задержкой между автономным возбуждением и автономным приемом отраженных сейсмических волн, и этот процесс называют коррекцией за нормальное приращение времени (НПВ).

Однако скорость распространения сейсмической волны является неизвестной, поэтому коррекцию за нормальное приращение времени обычно реализуют, изначально предусматривая ряд скоростей распространения сейсмических волн для выполнения процесса коррекции за нормальное приращение времени подборки сейсмических трасс.

Поскольку объем сейсмических данных, собираемых в полевых условиях, очень большой, человеку невозможно выполнить скоростной анализ для каждой точки отражения сейсмической волны. Обычно скоростной анализ выполняют для одной точки отражения сейсмической волны на интервале нескольких десятков трасс, при этом скорость из подборки трасс получают без скоростного анализа путем интерполяции скорости из подборки трасс для, которой скоростной анализ был выполнен. Поскольку скорости сейсмических волн не являются одинаковыми, интерполированные скорости в большей или меньшей степени имеют погрешности, и результат коррекции за нормальное приращение времени не может приводить к достижению идеального эффекта, поэтому трудно выправлять события во всех подборках сейсмических трасс в горизонтальное состояние.

СУЩНОСТЬ РАСКРЫТИЯ

Согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия для разрешения проблем из предшествующего уровня техники предложены способ и устройство для обработки сейсмических данных.

Согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия предложен способ обработки сейсмических данных, содержащий суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия предложено устройство для обработки сейсмических данных, содержащее запоминающее устройство, процессор и компьютерную программу, сохраняемую в запоминающем устройстве и выполняемую процессором, при этом процессор выполняет следующие операции при выполнении компьютерной программы: суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия предложен машиночитаемый носитель данных, при этом на машиночитаемом носителе данных сохраняется компьютерная программа, которая при выполнении побуждает процессор выполнять следующие операции: суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Применением технических решений согласно вариантам осуществления достигаются следующие положительные эффекты: при суммировании множества подборок сейсмических трасс; вычислении коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выборе K-той подборки сейсмических трасс; вычислении точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполнении остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума это решение объединяют с решением из предшествующего уровня техники, в котором реализуется процесс коррекции за нормальное приращение времени при анализе скоростей распространения сейсмических волн, так что события всех подборок модельных трасс выправляются в горизонтальное состояние, в результате чего исключаются погрешности, обусловленные интерполяцией, в решении из предшествующего уровня техники, и повышается точность коррекции за нормальное приращение времени до суммирования.

Следует понимать, что приведенное выше общее описание и последующие конкретные варианты осуществления являются только примерными и иллюстративными, а не ограничивающими объем настоящего раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Чтобы более ясно описать технические решения согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия, при описании вариантов осуществления будут использоваться чертежи, которые кратко представлены ниже. Очевидно, что в нижеследующем описании чертежами только иллюстрируются некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия, и специалист в данной области техники может получить другие чертежи без затрат творческих усилий.

На чертежах:

фиг. 1 - блок-схема последовательности действий способа обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 2 - блок-схема последовательности действий еще одного способа обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3а - схематичное представление подборок сейсмических трасс при обычной обработке сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3b - схематичное представление подборок сейсмических трасс после процесса выравнивания энергий амплитуд согласно варианту осуществления настоящего раскрытия;

фиг. 3с - схематичное представление подборок сейсмических трасс после процесса остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс из фиг. 3b согласно варианту осуществления настоящего раскрытия; и

фиг. 4 - структурная схема устройства для обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Чтобы задача, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего раскрытия стали понятней, ниже с обращением к чертежам и подробному описанию будет доходчиво пояснена сущность содержания настоящего раскрытия. После усвоения вариантов осуществления настоящего раскрытия любой специалист в данной области техники сможет изменять и модифицировать технические средства и способы, усвоенные из настоящего раскрытия, без отступления от сущности и объема настоящего раскрытия.

На фиг. 1 показана блок-схема последовательности действий способа обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 1, способ содержит этап 101 суммирования подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) для получения модельной трассы, при этом S является целым числом.

При этом все S подборок сейсмических трасс представляют собой подборки трасс общей точки отражения (ОТО) и подборки трасс общей средней точки (ОСТ) и регистрируются при различных удалениях для получения подборок трасс с различными порядковыми номерами.

На фиг. 3а показано схематичное представление подборок сейсмических трасс, где по горизонтальной координате показано удаление (единица измерения: метр) и каждый сегмент обозначает идентичное удаление, тогда как по вертикальной координате показано время (единица измерения; миллисекунда) и каждый сегмент обозначает подборку сейсмической трассы в зависимости от удаления, и эти подборки являются набором сейсмических трасс в зависимости от удаления.

При этом перед этапом 101 подборки сейсмических трасс обрабатывают способом коррекции за нормальное приращение времени, при выполнении которого анализируют скорости распространения сейсмических волн. В этом варианте осуществления оценивают набор скоростей суммирования сейсмических волн, чтобы вычислить время отражения сейсмической волны; значение разности между временем отражения сейсмической волны и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении выбирают в качестве величины поправки за нормальное приращение времени; выполняют коррекцию за нормальное приращение времени исходных подборок сейсмических трасс; и ведут наблюдение, чтобы определить, что текущая скорость суммирования сейсмических волн является надлежащей, когда достигается горизонтальное состояние подборок трасс при этой скорости суммирования сейсмических волн. Процесс наблюдения оператор обычно завершает на глазок.

Время отражения сейсмической волны может быть вычислено по следующей формуле:

,

где t_x обозначает время отражения сейсмической волны, x обозначает удаление, t₀ обозначает время отражения сейсмической волны, при котором удаление равно 0, и v_a обозначает скорость суммирования сейсмической волны.

При этом заданный интервал может означать все S подборок сейсмических трасс или часть их.

Суммирование подборок сейсмических трасс означает добавление амплитуд подборок сейсмических трасс различных порядковых номеров на основании выборочных точек.

Этап 102: вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции.

Этап 103: вычисление по порядку величин остаточных поправок за нормальное приращение времени для S подборок сейсмических трасс.

При этом величина остаточной поправки за нормальное приращение времени означает величину поправки, используемую в процессе дальнейшей коррекции сейсмических данных после выполнения процесса коррекции за нормальное приращение времени, при котором анализируют скорости распространения сейсмических волн.

В варианте осуществления этап 103 реализуют на следующих этапах, на которых выполняют:

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции M-той подборки сейсмических трасс с (M+1)-ой подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для M-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и M является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс (например, в данном случае (N+1)-ой подборки сейсмических трасс) во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении.

При этом время отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс во временном окне может быть средним значением времен отражения сейсмических волн в соответствующих сейсмических трассах из подборки сейсмических трасс в точке оптимума или временем отражения сейсмической волны в любой одной из сейсмических трасс.

Этап 104: выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок за нормальное приращение времени для S подборок сейсмических трасс.

При этом остаточная коррекция за нормальное приращение времени означает процесс дальнейшей коррекции сейсмических данных после выполнения способа коррекции за нормальное приращение времени, при выполнении которого анализируют скорости распространения сейсмических волн.

В варианте осуществления настоящего раскрытия при суммировании множества подборок сейсмических трасс; вычислении коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выборе K-той подборки сейсмических трасс; вычислении точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполнении остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума это решение объединяют с решением из предшествующего уровня техники, в котором реализуется процесс коррекции за нормальное приращение времени при анализе скоростей распространения сейсмических волн, так что события во всех подборках модельных трасс выправляются в горизонтальное состояние, в результате чего исключаются погрешности, обусловленные интерполяцией, в решении из предшествующего уровня техники, и повышается точность коррекции за нормальное приращение времени до суммирования.

На фиг. 2 показана блок-схема последовательности действий другого способа обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2, способ содержит этап 201 выполнения процесса выравнивания энергий амплитуд каждой подборки сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ).

При этом процесс выравнивания энергий амплитуд каждой подборки сейсмических трасс выполняют на следующих этапах.

На первом этапе подсчитывают энергию Е0 амплитуд в заданном интервале временного окна (например, от 1000 до 3000 мс):

,

где Q обозначает количество подсчитанных трасс (суммарное количество подборок трасс), Р обозначает количество выборочных точек и a_j обозначает значение амплитуды.

На втором этапе вычисляют энергию Е1 амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс:

.

На третьем этапе вычисляют коэффициент k выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс: k=E0/E1.

На четвертом этапе выполняют процесс выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс, используя коэффициент

выравнивания амплитуд, где обозначает последовательность, составленную из значений амплитуд каждой подборки сейсмических трасс (значений амплитуд множества выборочных точек), и обозначает значение амплитуды после процесса выравнивания амплитуд.

В варианте осуществления до этапа 201 способ также содержит 1) возбуждение сейсмических волн управляемым сейсмическим источником и регистрацию данных о сейсмических волнах; 2) регистрацию при использовании управляемого сейсмического источника и выполнение анализа поглощения в выбранном временном окне для получения амплитудного спектра в пунктах взрыва или пунктах приема в выбранном временном окне: 3) реализацию процесса коррекции за нормальное приращение времени при анализе скоростей распространения сейсмических волн.

Этап 202: суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс для получения модельной трассы, при этом S является целым числом.

В варианте осуществления нижеследующую формулу используют для суммирования подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ), чтобы получить модельную трассу:

,

где m1 и m2 обозначают порядковые номера подборок сейсмических трасс и a_ij обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из i-той трассы; m1, m2, i и j являются положительными целыми числами, 1≤m1

При этом различные порядковые номера подборок сейсмических трасс показывают, что эти подборки сейсмических трасс соответствуют различным удалениям; а выборочные точки выбирают из амплитудного спектра в заданном временном интервале.

При этом заданный интервал [m1, m2] может быть интервалом всех или части S подборок сейсмических трасс.

При этом значение амплитуды выборочной точки может быть средним значением положений во времени подборки сейсмических трасс в выборочной точке или значением любой сейсмической трассы из подборки сейсмических трасс.

Этап 203: вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции.

Нижеследующую формулу используют для вычисления коэффициента корреляции модельной трассы

с подборкой сейсмических трасс:

,

где

обозначает коэффициент корреляции x-вой трассы с модельной трассой, a_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из модельной трассы , Aa обозначает среднее значение амплитуд модельной трассы , b_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из подборки сейсмических трасс, Ba обозначает среднее значение амплитуд подборки сейсмических трасс и n обозначает суммарное количество выборочных точек в подборках сейсмических трасс, где n, x и j являются положительными целыми числами и 1≤x≤S.

Этап 204: выполняемое по порядку вычисление величин остаточных поправок за нормальное приращение времени (НПВ) для S подборок сейсмических трасс.

В варианте осуществления этап 204 реализуют на следующих этапах, на которых выполняют:

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции M-той подборки сейсмических трасс с (M+1)-ой подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для M-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и M является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс (например, в данном случае (N+1)-ой подборки сейсмических трасс) во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении.

Оптимальное положение каждой подборки сейсмических трасс определяют по порядку от K-той трассы, коэффициент корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой вычисляют при последовательном скольжении по подборке сейсмических трасс, положение выбирают в качестве точки оптимума в подборке сейсмических трасс, когда коэффициент корреляции является максимальным, и величину временного сдвига, соответствующую точке оптимума обозначают Δt. При упомянутом выше вычислении первоначально выбранную K-тую трассу используют в качестве модельной трассы, в то время как при последующих вычислениях предшествующую трассу используют, в свою очередь, в качестве модельной трассы для текущей трассы, например, (М+1)-ую трассу используют в качестве модельной трассы для М-той трассы и N-ную трассу используют в качестве модельной трассы для (N+1)-ой трассы.

При этом коэффициент корреляции подборки сейсмических трасс с модельной трассой во временном окне вычисляют по формуле:

,

где

обозначает коэффициент корреляции подборки сейсмических трасс с модельной трассой во временном окне, в котором расположена j-тая выборочная точка, a_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки в модельной трассе , Aa обозначает среднее значение амплитуд модельной трассы во временном окне, b_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки в подборке сейсмических трасс и Ba обозначает среднее значение амплитуд подборки сейсмических трасс во временном окне, где j является положительным целым числом.

При этом заданный временной интервал может быть от T0-dT до T1-dT, протяженность временного окна может быть Т (от Т0 до Т1), а конкретные значения могут быть выбраны на основании текущих требований. При упомянутом выше вычислении два скольжения временного окна перекрываются друг с другом, так что выбранная точка оптимума имеет достаточную точность.

Этап 205: выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок для S подборок сейсмических трасс.

В варианте осуществления прежде всего получают величину временного сдвига, соответствующую точке оптимума в каждой подборке сейсмических трасс, в качестве величины Δt поправки; затем Δt используют в качестве величины поправки за нормальное приращение времени, чтобы скорректировать каждую подборку сейсмических трасс.

В еще одном варианте осуществления настоящего раскрытия способ обработки сейсмических данных содержит суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс по порядку от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны; и выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

В варианте осуществления вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс по порядку от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны содержит скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции М-той подборки сейсмических трасс и (М+1)-ой подборки сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для М-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и М является целым числом; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении.

В варианте осуществления выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума содержит выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок за нормальное приращение времени для S подборок сейсмических трасс.

Далее с обращением к фиг. 3а-3с описываются положительные эффекты способа согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

На фиг. 3а показаны подборки сейсмических трасс после обычной сейсмической обработки (коррекции за нормальное приращение времени), на которых видно, что энергия амплитуд (черные участки) из подборки сейсмических трасс, имеющей небольшое расстояние между пунктом взрыва и геофоном (на левой стороне), значительно слабее (черные участки имеют меньшую ширину), чем энергия амплитуд из подборки сейсмических трасс, имеющей большее расстояние между пунктом взрыва и геофоном (на правой стороне), и в таком случае очевидно, что распределение энергий амплитуд не совпадает с характеристиками распределения энергии амплитуд при реальном отражении сейсмической волны. Таким образом, необходимо выполнить процесс выравнивания энергий амплитуд. На фиг. 3b показаны подборки сейсмических трасс после процесса выравнивания энергий амплитуд. Поскольку события в подборках трасс являются нерегулярными, характеристики изменения амплитуды, равно как и удаления, не могут быть правильно представлены только выполнением процесса выравнивания энергий амплитуд, и процесс остаточной коррекции за нормальное приращение времени модельной трасы также должен быть выполнен для выправления событий в подборках трасс до суммирования в горизонтальное состояние (фиг. 3с).

В вариантах осуществления настоящего раскрытия при суммировании множества подборок сейсмических трасс; вычислении коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выборе K-той подборки сейсмических трасс; вычислении точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку и выполнении коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума это решение объединяют с решением из предшествующего уровня техники, в котором реализуется процесс коррекции за нормальное приращение времени при анализе скоростей распространения сейсмических волн, так что события во всех подборках модельных трасс выправляются в горизонтальное состояние, в результате чего исключаются погрешности, обусловленные интерполяцией, в решении из предшествующего уровня техники и повышается точность коррекции до суммирования за нормальное приращение времени; поэтому качество результата суммирования сейсмических данных после оптимизации подборки трасс безусловно улучшается или повышается и вследствие этого можно более точно описывать структуру пласта, литологию и свойства флюида.

На фиг. 4 показана структурная схема устройства для обработки сейсмических данных согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, устройство содержит запоминающее устройство 401, процессор 402, а компьютерная программа сохраняется в запоминающем устройстве 401 и выполняется в процессоре 402, при этом процессор 402 при выполнении компьютерной программы выполняет следующие операции:

суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, при этом S является целым числом;

вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции М-той подборки сейсмических трасс с (М+1) подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для М-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и М является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K=1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс (например, в данном случае (N+1)-ой подборки сейсмических трасс) во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс с нулевым удалением;

выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок для S подборок сейсмических трасс.

В варианте осуществления настоящего раскрытия процессор суммирует множество подборок сейсмических трасс; вычисляет коэффициент корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбирает K-тую подборку сейсмических трасс; вычисляет точку оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполняет остаточную коррекцию за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума. Это решение объединяется с решением из предшествующего уровня техники, в котором реализуется процесс коррекции за нормальное приращение времени при анализе скоростей распространения сейсмических волн, так что события во всех подборках модельных трасс выправляются в горизонтальное состояние, в результате чего исключаются погрешности, обусловленные интерполяцией, в решении из предшествующего уровня техники и повышается точность коррекции за нормальное приращение времени до суммирования.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет процесс выравнивания энергий амплитуд каждой подборки сейсмических трасс перед суммированием подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс, после процесса коррекции за нормальное приращение времени.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет следующие операции:

подсчет энергии Е0 амплитуд в заданном интервале временного окна:

,

где Q обозначает количество подсчитанных трасс, Р обозначает количество выборочных точек и a_j обозначает значение амплитуды;

вычисление энергии Е1 амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс:

;

вычисление коэффициента k выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс: k=E0/E1;

выполнение процесса выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс при использовании коэффициента

выравнивания амплитуд, где обозначает последовательность, составленную из значений амплитуд каждой подборки сейсмических трасс (значений амплитуд множества выборочных точек), и обозначает значение амплитуды после процесса выравнивания амплитуд;

суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, при этом S является целым числом;

вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции М-той подборки сейсмических трасс с (М+1)-ой подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для М-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и М является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени (K+1)-ой подборки сейсмических трасс;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс (например, в данном случае (N+1)-ой подборки сейсмических трасс) во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс с нулевым удалением;

выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок для S подборок сейсмических трасс.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 использует нижеследующую формулу для суммирования подборок сейсмических трасс, чтобы получить модельную трассу:

,

где m1 и m2 обозначают порядковые номера подборок сейсмических трасс и a_ij обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из i-той трассы; m1, m2, i и j являются положительными целыми числами, 1≤m1

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор использует нижеследующую формулу для вычисления коэффициента корреляции модельной трассы

с подборкой сейсмических трасс:

,

где

обозначает коэффициент корреляции x-вой трассы с модельной трассой, a_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из модельной трассы , Aa обозначает среднее значение амплитуд модельной трассы , b_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из подборки сейсмических трасс, Ba обозначает среднее значение амплитуд подборки сейсмических трасс и n обозначает суммарное количество выборочных точек в подборках сейсмических трасс, где n, x и j являются положительными целыми числами и 1≤x≤S.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет следующие операции: суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет следующие операции: скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции М-той подборки сейсмических трасс с (М+1)-ой подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для М-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и М является целым числом; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс; скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет остаточную коррекцию за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок за нормальное приращение времени для S подборок сейсмических трасс.

Кроме того, в варианте осуществления при выполнении компьютерной программы процессор 402 выполняет следующие операции: выполнение процесса выравнивания энергий амплитуд каждой подборки сейсмических трасс перед суммированием подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс, после процесса коррекции за нормальное приращение времени; суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы, где S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Кроме того, согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия предусмотрен машиночитаемый носитель данных, при этом на машиночитаемом носителе данных сохраняется компьютерная программа, которая при выполнении побуждает процессор выполнять следующие операции:

суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) для получения модельной трассы, при этом S является целым числом;

вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-той подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции;

вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку;

выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума.

Кроме того, в варианте осуществления компьютерная программа при выполнении побуждает процессор выполнять следующие операции:

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K-1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K-1)-ой подборки сейсмических трасс, где K>1 и K является целым числом;

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции М-той подборки сейсмических трасс с (М+1)-ой подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для М-той подборки сейсмических трасс, где K-2≥M≥1 и М является целым числом;

скольжение временного кона в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (K+1)-ой подборки сейсмических трасс с K-той подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (K+1)-ой подборки сейсмических трасс; и

скольжение временного окна в заданном временном интервале, вычисление коэффициента корреляции (N+1)-ой подборки сейсмических трасс с N-ной подборкой сейсмических трасс, выбор временного окна в качестве точки оптимума, когда коэффициент корреляции является максимальным, и получение величины временного сдвига, соответствующей точке оптимума, в качестве величины остаточной поправки за нормальное приращение времени для (N+1)-ой подборки сейсмических трасс, где S-1≥N≥K+1 и N является целым числом, и при этом величина временного сдвига, соответствующая точке оптимума, является значением разности между временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс во временном окне и временем отражения сейсмической волны из подборки сейсмических трасс при нулевом удалении.

Кроме того, в варианте осуществления компьютерная программа при выполнении побуждает процессор выполнять остаточную коррекцию за нормальное приращение времени S подборок сейсмических трасс при использовании вычисленных величин остаточных поправок за нормальное приращение времени для S подборок сейсмических трасс.

Кроме того, в варианте осуществления компьютерная программа при выполнении побуждает процессор использовать нижеследующую формулу для суммирования подборок сейсмических трасс, чтобы получать модельную трассу:

,

где m1 и m2 обозначают порядковые номера подборок сейсмических трасс и a_ij обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из i-той трассы; m1, m2, i и j являются положительными целыми числами, 1≤m1

Кроме того, в варианте осуществления компьютерная программа при выполнении побуждает процессор использовать нижеследующую формулу для вычисления коэффициента корреляции модельной трассы

с подборкой сейсмических трасс:

,

где

обозначает коэффициент корреляции x-вой трассы с модельной трассой, a_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из модельной трассы , Aa обозначает среднее значение амплитуд модельной трассы , b_j обозначает значение амплитуды j-той выборочной точки из подборки сейсмических трасс, Ba обозначает среднее значение амплитуд подборки сейсмических трасс и n обозначает суммарное количество выборочных точек в подборках сейсмических трасс, где n, x и j являются положительными целыми числами и 1≤x≤S.

Кроме того, в варианте осуществления компьютерная программа при выполнении побуждает процессор выполнять процесс выравнивания энергии амплитуд каждой подборки сейсмических трасс перед суммированием подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс, после процесса коррекции за нормальное приращение времени для получения модельной трассы.

Кроме того, в варианте осуществления при побуждении компьютерной программой при выполнении процессор выполняет следующие операции:

подсчет энергии Е0 амплитуд в заданном интервале временного окна:

,

где Q обозначает количество подсчитанных трасс, Р обозначает количество выборочных точек и a_j обозначает значение амплитуды;

вычисление энергии Е1 амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс:

;

вычисление коэффициента k выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс: k=E0/E1;

выполнение процесса выравнивания амплитуд для каждой подборки сейсмических трасс при использовании коэффициента

выравнивания амплитуд, где обозначает последовательность, составленную из значений амплитуд каждой подборки сейсмических трасс, и обозначает значение амплитуды после процесса выравнивания амплитуд.

Согласно варианту осуществления настоящего раскрытия суммируют множество подборок сейсмических трасс; вычисляют коэффициент корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбирают K-тую подборку сейсмических трасс; вычисляют точку оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-той подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполняют остаточную коррекцию за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точкой оптимума. Это решение объединяют с решением из предшествующего уровня техники, в котором процесс коррекции за нормальное приращение времени реализуется при анализе скоростей распространения сейсмических волн, так что события всех подборок модельных трасс выправляются в горизонтальное состояние, в результате чего исключаются погрешности, обусловленные интерполяцией, выполняемой в решении из предшествующего уровня техники и повышается точность коррекции за нормальное приращение времени до суммирования; поэтому качество результата суммирования сейсмических данных после оптимизации подборки трасс безусловно улучшается или повышается и вследствие этого можно более точно описывать структуру пласта, литологию и свойства флюида.

Специалисту в данной области техники следует понимать, что все этапы или часть этапов согласно этим вариантам осуществления может выполняться аппаратным обеспечением или аппаратным обеспечением, выдающим релевантные команды с помощью программы, которая может сохраняться на машиночитаемом носителе данных, таком как постоянное запоминающее устройство, магнитный диск или оптический диск.

Выше описаны только предпочтительные варианты осуществления настоящего раскрытия. Любые изменения, эквивалентные замены, усовершенствования и т.д., сделанные в рамках сущности и принципов настоящего раскрытия, следует считать попадающими в объем защиты настоящего раскрытия.

Реферат

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для обработки сейсмических данных. В настоящем раскрытии представлены способ и устройство для обработки сейсмических данных, относящиеся к области геологических исследований. Способ содержит суммирование подборок сейсмических трасс в заданном интервале из числа S подборок сейсмических трасс после процесса коррекции за нормальное приращение времени (НПВ) для получения модельной трассы, при этом S является целым числом; вычисление коэффициента корреляции каждой подборки сейсмических трасс с модельной трассой и выбор K-й подборки сейсмических трасс с максимальным коэффициентом корреляции; вычисление точки оптимума каждой подборки сейсмических трасс от K-й подборки сейсмических трасс в обе стороны по порядку; и выполнение остаточной коррекции за нормальное приращение времени подборок сейсмических трасс в соответствии с точками оптимума. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула