Патент на изобретение №2169931
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА И ПРОВЕДЕНИЯ РАЗВЕДКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
(57) Реферат: Сущность изобретения: получают комплект данных трасс сейсмических сигналов, распределенных в заданном трехмерном объеме толщи земли. Разбивают трехмерный объем на множество ячеек анализа, каждая из которых имеет участки по меньшей мере двух сейсмических трасс, локализованых в ней. Вычисляют внутри каждой из ячеек векторные произведения сейсмических трасс. Образовывают матрицы ковариации для каждой из указанных ячеек из векторных произведений. Вычисляют наибольшее собственное значение и сумму собственных значений матрицы ковариации каждой ячейки. Вычисляют сейсмические признаки из отношения наибольшего собственного значения к сумме собственных значений матрицы ковариации каждой ячейки. Образуют характеристическую карту сейсмических признаков выбранной группы ячеек. Технический результат: повышение разрешающей способности и скорости проведения вычислений. 13 с. и 47 з.п. ф-лы, 13 ил. Изобретение в общем имеет отношение к сейсмической разведке полезных ископаемых, а более конкретно касается создания способов и устройств для разведки и добычи нефти и газа при помощи идентификации структурных и стратиграфических характеристик в трех измерениях (трехмерных характеристик). При проведении сейсмической разведки полезных ископаемых сейсмические данные получают вдоль линий, которые образованы решетками геофонов на прибрежных участках до прибойной зоны и гидрофонными стримерами, которые пересекают морской участок. Геофоны и гидрофоны работают как датчики при получении энергии, которая ранее была направлена в почву (толщу земли) и отразилась на поверхность от границ раздела породы нижнего горизонта. Энергия на прибрежных участках обычно вырабатывается транспортными средствами Vibroseis”, которые передают импульсы путем возбуждения колебаний грунта на поверхности с заданными интервалами и частотами. На морских участках для этой цели часто используют пневмопушки. Слабые изменения энергии, которые получают при ее возврате на поверхность, зачастую отражают вариации в стратиграфическом, структурном и жидкостном содержании резервуаров. При осуществлении трехмерной (3-D) сейсмической разведки используется аналогичный принцип, однако линии и решетки располагаются более тесно, чтобы обеспечивать более детальное перекрытие нижнего горизонта. При таком перекрытии с высокой плотностью возникает необходимость регистрировать, запоминать и обрабатывать чрезвычайно большие объемы информации, прежде чем удается получить окончательные результаты интерпретации. Для обработки информации требуются значительные компьютерные ресурсы и сложное программное обеспечение, позволяющее усилить сигнал, принятый от нижнего горизонта, и подавить шумы, которые маскируют этот сигнал. После проведения обработки данных геофизический персонал комплектует и интерпретирует 3-D сейсмическую информацию в форме 3-D куба данных (см. фиг. 1), который эффективно отображает характеристики нижнего горизонта. При использовании куба данных информация может быть отображена в различной форме. Могут быть построены горизонтальные карты временных срезов на выбранных глубинах (см. фиг. 2). При использовании компьютерной рабочей станции интерпретатор может также осуществлять срезы через искомое поле и изучать выходы резервуаров на различных сейсмических горизонтах. Могут быть также сделаны вертикальные срезы или поперечные сечения в любом направлении с использованием сейсмических данных или данных, полученных в скважине. Временные карты горизонта могут быть преобразованы по глубине для получения структурной интерпретации на специфическом уровне. Сейсмические данные традиционно получают и обрабатывают с целью получения изображения сейсмических рефлекторов. Однако изменения в стратиграфии часто трудно обнаруживать с использованием традиционных сейсмических изображений в результате ограниченного объема информации, который дают стратиграфические характеристики в поперечном сечении. Хотя такие сечения и дают возможность наблюдения гораздо большего участка этих характеристик, достаточно трудно идентифицировать поверхности сброса (разлома) в 3-D объеме, когда не зарегистрированы отражения от разломов. Когерентность (связность) или сходство (критерий для оценки многоканальной когерентности) являются мерой подобия или расхождения сейсмических трасс. Чем больше когерентность между двумя сейсмическими трассами, тем больше они похожи. Если присвоить когерентности значения в диапазоне от 0 до 1, то “0” означает полное отсутствие когерентности, а “1” означает полное подобие (то есть две трассы идентичны). Когерентность для нескольких трасс может быть определена аналогичным образом. Один из способов вычисления когерентности раскрыт в заявке на патент США N 08/353,934 на имя Багорича и Фармера (заявитель – корпорация Амоко), поданной 12 декабря 1994 г. Способ вычисления сходства раскрыт в заявке на патент США N 60/005,032 на имя Марфарта (Marfurt) и др. (заявитель – корпорация Амоко), поданной 6 октября 1995 г. Изобретение Марфарта и др. предусматривает использование поиска грубой силы по возможным глубинам и азимутам. Несмотря на то, что оба способа доказали свою полезность, они имеют некоторые ограничения. Кроме того, всегда желательно иметь повышенную разрешающую способность и высокую скорость проведения вычислений. В соответствии с настоящим изобретением раскрыт многотрассовый процесс собственного разбиения, который является более устойчивым и который имеет более высокую разрешающую способность, чем известные ранее способы. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения раскрыт способ разведки газа и нефти. Способ включает в себя следующие операции: осуществление выборки комплекта данных трасс сейсмических сигналов, распределенных в заданном трехмерном объеме толщи земли; в подвижном окне определение векторного произведения по меньшей мере двух векторов данных, образованных по меньшей мере из двух сейсмических трасс; образование матрицы ковариации путем добавления векторных произведений; вычисление сейсмического признака, который является функцией по меньшей мере преобладающего собственного значения матрицы ковариации; и образование карты из вычисленных сейсмических признаков по меньшей мере для части заданного трехмерного объема толщи земли. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения способ в соответствии с настоящим изобретением предусматривает кодирование с использованием считываемой при помощи компьютера среде (например, на магнитном диске, магнитной ленте, CD-ROM и т. п. ) для вычисления при помощи компьютера сейсмических признаков. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения при помощи описанного выше процесса получают карту и эту карту используют для локализации залежей нефти и газа. Способ в соответствии с настоящим изобретением особенно хорошо подходит для интерпретации плоскостей разломов в 3-D сейсмическом объеме, а также для обнаружения тонких стратиграфических характеристик в 3D-объеме. Это вызвано тем, что сейсмические трассы, которые пересекаются линией разлома, обычно имеют другой сейсмический характер, чем сейсмические трассы на любой стороне от разлома. Измерение подобия сейсмических трасс (то есть когерентности или непрерывности 3D-объема) вдоль временного среза позволяет обнаруживать линеаменты (контуры) низкой когерентности вдоль этих линий разлома. Такие измерения значений когерентности позволяют выявлять критические детали нижнего горизонта, которые трудно получить при использовании традиционных сейсмических сечений. Путем вычисления подобия трасс вдоль ряда временных срезов можно также при помощи этих линеаментов (контуров) разломов идентифицировать плоскости разломов или поверхности разломов. Многочисленные другие преимущества и характеристики настоящего изобретения будут ясны из последующего детального описания изобретения, описанных в нем примеров его осуществления, а также из формулы изобретения и приложенных чертежей. На фиг. 1 показано графическое изображение информации, полученной при обработке 3-D сейсмических данных. На фиг. 2 показано графическое изображение горизонтального временного среза 3-D сейсмических данных, обработанных в соответствии с известным состоянием техники. На фиг. 3 показаны две смежные сейсмические трассы. На фиг. 4 – 8 показаны схематические диаграммы, отображающие когерентность пар сейсмических трасс в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 9 показано графическое изображение подвижного окна куба анализа. На фиг. 10A, 10B и 10C показаны схематические диаграммы групп сейсмических трасс. На фиг. 11A, 11B и 11C показаны схематические диаграммы двухмерных окон анализа. На фиг. 12 приведена блок-схема элементарного процесса. На фиг. 13A, 13B и 13C показаны графические изображения этого же горизонтального временного среза в соответствии с изобретением Багорича и др. (патент США N 08/353,934), Марфарта и др. (патент США N 60/005032) и в соответствии с настоящим изобретением. Несмотря на то, что настоящее изобретение может быть реализовано в самых разных формах, далее будут рассмотрены детально специфические варианты его осуществления, показанные на чертежах. Следует однако иметь в виду, что дальнейшее описание дано только в качестве примера осуществления настоящего изобретения и ни в коей мере не ограничивает область его применения описанными специфическими вариантами его осуществления или конкретными алгоритмами. Перед тем, как описывать способ в соответствии с настоящим изобретением, будет описан основной принцип работы. Рассмотрим две трассы t1 и t2 в заданном временном окне или в окне глубины, имеющие N выборок, для которых должна быть произведена оценка когерентности. Изображение двух трасс и соответствующего окна анализа показано на фиг. 3. Первая трасса t1 состоит из временных серий (t11, t12, …, t1N), а вторая трасса t2 состоит из временных серий (t21, t22, …, t2N). В этих двух временных сериях первый индекс относится к номеру трассы (то есть обозначает трассу 1 или трассу 2), а второй индекс означает номер выборки. При построении графика одной трассы относительно другой трассы в знакомой двухмерной декартовой системе координат можно получить лучшее понимание значения когерентности в контексте настоящего изобретения. При нанесении на график эквивалентных временных выборок от двух трасс [то есть пар точек (t11, t21), (t12, t22) …, (t1N, t2N)] получают график пересечения двух временных серий. Если по оси x отобразить первую трассу t1, а по оси y вторую трассу t2, то получим диаграмму, показанную на фиг. 4. Она представляет собой конфигурацию таких точек, которые свидетельствуют о когерентности двух трасс. Общей формой двух коррелированных трасс является набор точек, представленных эллипсом. Этот эллипс является обобщением, так как он не отображает каждую индивидуальную точку, а скорее описывает “общую” природу всех точек. Большая и малая оси эллипса ориентированы в направлении, которое определяется геометрией парных точек. Длины двух осей также определяется этой геометрией. Типичное изображение указанных точек и соответствующий эллипс показаны на фиг. 5. Направления и размеры (значения) большой и малой осей эллипса могут быть представлены двумя скалярными векторами, причем более длинный вектор ориентирован вдоль большой оси, а более короткий вектор – вдоль малой оси. Размеры этих двух векторов соответствуют двум собственным значениям матрицы ковариации данных, а нормализованные векторы соответствуют собственным векторам. Собственные векторы, масштабированные при помощи их собственных значений, обозначают размеры и направления большой и малой осей. “Основной компонент” соответствует собственному вектору, который объединен с преобладающим собственным значением. Фиг. 6 – 8 предназначены для того, чтобы дать интуитивное понимание механики, которая скрывается за предшествующим обсуждением. Показанные на этих фигурах трассы образованы с использованием простых вариаций амплитуды и фазы, причем воздействие этих вариаций сказывается на объединенных собственных значениях и собственных векторах. На фиг. 6 показано, как две идентичные трассы вырождаются в идущую под углом 45 градусов линию (то есть в эллипс, малая ось которого упала до нуля). “Нулевая длина” говорит о том, что второе собственное значение равно “нулю” и что собственный вектор, соответствующий преобладающему собственному значению, совмещен с большой осью. В этом случае когерентность максимальная и ее значение равно единице. На фиг. 7 показана ситуация для двух трасс, имеющих равные амплитуды и фазовый сдвиг 45 градусов. Продемонстрировано, как фазовый сдвиг удлиняет меньшую ось и, в результате, увеличивает амплитуду второго собственного значения. Также показаны два собственных вектора, масштабированные при помощи их соответствующих собственных значений. В результате различия этих трасс когерентность снизилась до значения, меньшего единицы. Наконец, на фиг. 8 показан случай с изменением как фазы, так и амплитуды. Обе трассы имеют как фазовый сдвиг 45 градусов, так и отношение амплитуд 2 к 1. Результирующий эллипс имеет не равную нулю малую ось (второе собственное значение не нулевое), что отражает наличие фазового сдвига. И в этом случае вариации амплитуды и фазы приводят к уменьшению когерентности. Основной смысл проведенного обсуждения заключается в том, чтобы показать эвристически, что когерентность может быть выражена как функция собственных значений 1 и 2 и собственных векторов v2 и v. Функционально выражение для когерентности выглядит следующим образом Когерентность = f(1,2,v1,v2). (1) Описанная процедура для двух трасс может быть легко расширена на любое желательное число трасс. С практической точки зрения при возрастании числа трасс возрастает вычислительная сложность и ограничения накладываются только имеющейся в наличии вычислительной мощностью. Для 3-D сейсмического набора данных анализ может быть повторен для подвижного окна анализа в пространстве и времени (или по пространству и глубине), в результате чего получают оценку когерентности в центре подвижного окна. На выходе получают 3-D набор данных, состоящий из значений когерентности, определенных по объему исходных (оригинальных) данных. Из проведенного обсуждения становится ясно, что одним из преимуществ этого процесса является то, что различные аспекты данных распределены по собственным значениям и собственным векторам. В этом случае информация, такая как амплитудная и фазовая, может быть проанализирована и обработана устойчивым и строгим образом. Например, разрешающая способность может быть улучшена за счет манипулирования собственными значениями и собственными векторами. Полученные преимущества могут наблюдаться визуально в вычисленных срезах когерентности. Другим важным аспектом значений когерентности в соответствии с настоящим изобретением является то, что они обладают чувствительностью к разрывностям в исходных данных и могут выявлять тонкие геологические характеристики, такие как разломы и каналы. Обратимся к рассмотрению способа в соответствии с настоящим изобретением. Первой операцией является получение или выборка из памяти набора трехмерных сейсмических данных. Такие данные имеют форму трасс сейсмических сигналов, распределенных по трехмерному объему земли. Специалистам хорошо известны способы получения сейсмических 3-D данных и перевода таких данных в цифровую форму для обработки. Такие данные обычно получают от продавцов геофизической информации, которые специализируются в съемках земли или океана. Такие данные также продаются или лицензируются продавцами и обычно хранятся на магнитной ленте, с которой они могут быть введены в память сейсмической рабочей станции. Следующей операцией является разделение 3-D набора данных на множество ячеек или кубов анализа 20 (см. фиг. 9). Эти кубы 20 осуществляют функцию деления или сортировки сейсмических данных на группы или ячейки для последующей обработки. Один куб анализа пробегает (производит развертку) через полный набор сейсмических данных или через 3-D куб данных 30. Каждый куб анализа 20 содержит комплект (стек) главным образом плоских прямоугольных временных слоев (срезов) 22. Для упрощения, 3-D куб данных 30, куб анализа 20 и временные слои 22 показаны в виде прямоугольных параллелепипедов или кубов (имеющих общее обозначение “ячейка”). Специалисты оценят простоту прямоугольной геометрии при осуществлении повторных операций с 3-D набором данных. Возможны другие геометрии и другие формы ячеек, которые могут быть применены в зависимости от обстоятельств. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 10, на которой каждый временной слой 22 или пласт имеет участки сейсмических трасс t1 (показана только одна трасса для упрощения чертежа), проходящих через него. На фиг. 9 показаны девять трасс в решетке 3 по 3 с равным расстоянием между ними. Могут быть использованы пять трасс в виде звезды (см. фиг. 10A) или три трассы (фиг. 10B). Предпочтительным является симметричное построение. Часто лучше иметь девять трасс в каждом временном слое, чем три трассы. В крайнем случае могут быть использованы две трассы. Для понимания визуализации концепции настоящего изобретения читатель отсылается к фиг. 11A и 11B. В частности, часто трудно понять визуализацию этих концепций в девяти измерениях (как, например, в случае 9 трасс). На фиг. 11A и 11B показано двухмерное подвижное окно 24 (или окно анализа), в котором содержатся только две трассы t1 и t2. Каждая трасса (см. фиг. 11C) содержит во временном домене временные серии N выборок: t1 = (t11, t12, .., t1N) t2 = (t21, t22, …, t2N) Окно анализа 24 на фиг. 11C дополнительно разделено на множество наложенных по вертикали прямоугольных временных слоев 22. До проведения обработки следует иметь в виду, что при выборе размера и размещения окна должен быть найден компромисс между разрешающей способностью и стабильностью. Другими словами, малые окна анализа или кубы позволяют иметь более высокую пространственную или временную частоту в результирующей оценке параметра, но обеспечивают меньшую статистическую стабильность или меньшую степень свободы при проведении этих оценок. С другой стороны, очень большие окна имеют малую разрешающую способность и обладают тенденцией смазывания данных, при котором важные геологические параметры могут быть пропущены. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 11C, на которой точки данных в пределах каждого временного слоя 22 определяют векторы сейсмических данных (для матрицы 1 на 2 получаем N = 2). При этом два размерных временных слоя фиг. 11C (или три размерных временных слоя фиг. 9) образуют или ограничивают векторные окна. Так, например, девять трасс (N = 9) дают вектор данных, имеющий 9 элементов. Векторное произведение вектора данных с каждым векторным окном или временным слоем 22 дает N на N матрицу. Таким образом, девятиэлементный вектор данных дает матрицу 9 на 9. Сложение этих матриц (одной матрицы для каждого векторного окна) дает N на N матрицу ковариации для полного окна анализа 24 (или для куба анализа 20). Таким образом, если куб анализа содержит девять временных слоев, то девять N на N матриц суммируют вместе для образования одной N на N матрицы ковариации. В соответствии с настоящим изобретением при помощи вычисления собственных значений матрицы ковариации получают весьма полезную и не очевидную возможность (меру) измерения когерентности трассы. В частности, производят подсчет наибольшего или преобладающего собственного значения матрицы ковариации и суммы собственных значений матрицы ковариации. Отношение этих двух чисел отображает размер преобладающего собственного значения относительно суммы собственных значений. Оно также отображает вариабильность трасс в пределах куба анализа. Если его выразить математически, то этот полезный сейсмический признак имеет следующий вид в котором i представляет собой собственные значения матрицы ковариации, а 1 представляет собой преобладающее собственное значение. Величина является индикацией того, как хорошо коррелируют точечные элементы векторов сейсмические данных (см. фиг. 4 и 5). Каждое и всякое собственное значение соответствующей матрицы ковариации не обязательно должно быть вычислено. Специалистам известно, что существуют методы вычисления только преобладающего собственного значения (например, метод мощности, частного Рейлига (Rayleigh) [который является самым быстрым] и т. п.). Более того, известно также, что сумма диагональных элементов матрицы ковариации равна сумме собственных значений матрицы ковариации. Для удобства отношение (то есть мера когерентности) в соответствии с выражением (2) может быть определено по центру куба анализа 20 или окна анализа 22. Следует иметь в виду, что одним из преимуществ использования преобладающего собственного значения является то, что это значение обладает тенденцией более прямого отображения вариабильности трасс в пределах окна анализа. Преобладающее собственное значение не является мерой измерения вариабильности (то есть когерентности). При измерении когерентности производят эффективную развертку куба анализа 20 или окна анализа 22 (как в боковом, так и в вертикальном направлении) по полному 3-D объему фиг. 9 или по всем трассам фиг. 11A. Преимущественно смежные кубы анализа 20 или векторные окна 22 перекрывают друг друга (см. окна 24, 24′ и 24” фиг 11A). Перекрытие улучшает пространственную разрешающую способность. В результате развертки куба анализа 20 по полному 3-D объему данных 30 и нахождения меры когерентности в соответствии с выражением (2) получают решетку значений когерентности, назначенных для каждой трассы в местоположении каждого вектора данных. При этом 3-D объем данных преобразуется в 3-D “куб когерентности”. Данные когерентности, содержащиеся в пределах куба когерентности, наиболее удобно могут быть интерпретированы в виде сейсмической характеристической карты. Такая карта наиболее часто представляет собой изображение тех значений когерентности, которые лежат вдоль поверхности, проходящей через куб когерентности. Двумя примерами являются плоскость (плоский план), проходящая через общий горизонтальный временной срез, и изогнутая поверхность, проходящая через линию сейсмического горизонта, выбранную при помощи сейсмической интерпретации. Другим примером является линейное отображение геологического времени отложения, так чтобы произвести захват характеристик из одной и той же геологической эпохи. Значения когерентности для обеспечения простой интерпретации могут быть отображены в виде градаций серого (например, таким образом, что белое отображает наибольшую когерентность, а черное – наименьшую), а также в иной цветовой шкале. (См. патент США N 4,970,699 “Способ цветного картографирования геофизических данных”). Могут быть использованы, например, рабочие станции интерпретации типа Landmark и GeoQuest для рассмотрения и интерпретации разломов и стратиграфических характеристик при загрузке в них куба когерентности в виде сейсмического объема. Такие рабочие станции широко используются специалистами. Не обработанные 3D сейсмические данные могут быть удобно загружены в рабочую станцию при помощи магнитной ленты или диска, который содержит команды для компьютера на выполнение описанного выше процесса. Программное обеспечение для визуализации (например, программное обеспечение Landmark’s и SeisCube) может быть использовано для выполнения быстрых срезов в объеме куба когерентности, что помогает в понимании сложных связей в разломе. Индикация когерентности, в том числе и распечатка в виде сейсмической характеристической карты, позволяет сократить время цикла интерпретации, когда она использована для выбора подлежащих интерпретации сейсмических линий, что позволяет интерпретатору работать в окрестности зон с бедными данными. Кроме того, тонкие стратиграфические характеристики и сложные разломы, которые не просто рассмотреть на обычных сейсмических изображениях, могут быть быстро идентифицированы и интерпретированы. На фиг. 13A, 13B и 13C проведено сравнение одной и той же сейсмической информации, которая индицируется и обрабатывается при помощи известных ранее процессов, а также в соответствии с настоящим изобретением. Разница очевидна. Само собой разумеется, что процесс в соответствии с настоящим изобретением наиболее удобно может быть осуществлен при написании компьютерной программы, в которой содержатся описанные выше операции. Такие процессы обычно осуществляются на рабочих станциях, упомянутых ранее. Блок-схема элементарного процесса показана на фиг. 12. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения программа для осуществления описанного выше процесса написана в Фортране 77. 3-D сейсмические данные 30 вводятся в память. На основании размера (объема) и содержимого имеющихся сейсмических данных осуществляется операция инициализации 32, при этом параметры программы инициализируются и устанавливаются диапазоны данных, производятся предварительные проверки и выбираются размеры окна. Производится ввод значений по умолчанию или выбираемых пользователем опций. Затем начинается обработка 34. В частности, вызываются стандартные подпрограммы 36 для осуществления развертки объема данных в кубе анализа. В пределах каждого куба анализа стандартная подпрограмма 38 вычисляет матрицу ковариации, а другая стандартная подпрограмма 40 производит вычисление преобладающих собственных значений, суммы собственных значений и результирующего значения когерентности. Наконец, результаты комбинируются (42) и вычисленные величины запоминаются (44) в виде куба когерентности. После этого оператор рабочей станции может обратиться к кубу когерентности и вывести на индикацию на ЭЛТ (электронно-лучевой трубке) 46 его определенные участки (например, осуществить временной срез через куб), а также произвести распечатку или создать сейсмическую характеристическую карту 48, произвести дополнительный анализ или ввести в запоминающее устройство или на магнитную ленту 50 для дальнейшей обработки в другом месте. Специалистам понятно, что использование способа в соответствии с настоящим изобретением должно быть связано с тем, что известно относительно стратиграфии и геологии области, в которой производилась 3-D съемка. Карты когерентности прогоняют на множестве 3-D съемок. При приемлемом качестве данных могут быть легко обнаружены ориентировочно до 90% разломов. Разломы, которые едва видны на сейсмических сечениях, четко различимы на картах когерентности по причине устойчивости метода и перспективы картин разломов на карте. Так как прогон таких карт когерентности может быть произведен на не интерпретированных временных срезах, то в соответствии с настоящим изобретением предлагается средство для существенного ускорения картографирования структурных каркасов и для выявления деталей разломных соотношений, которые в противном случае могли бы быть выявлены только в результате трудоемкой сортировки разломов. Специфические примеры Карты когерентности были созданы вдоль захваченных горизонтов и четко идентифицируемых солевых/сланцевых диапир на участке побережья до прибойной зоны. В других местах при использовании процесса в соответствии с настоящим изобретением получали четкую индикацию вулканов грязи и газа. Множество временных срезов когерентности показывает существенные детали стратиграфических характеристик, такие как покинутые речные русла, потоки грязи, вытянутые отмели (косы) и подводные каньоны. На сейсмических сечениях эти характеристики иногда видны, но в некоторых случаях могут быть обнаружены только при внимательном изучении. Настоящее изобретение, подобно изобретению Багорича и др. и изобретению Марфарта и др., дает способ обнаружения плоскостей разломов в пределах 3-D объема, в котором не были зарегистрированы отражения от разломов. Разломы очень часто являются критичными к накоплению нефти. Разлом может образовывать уплотнение при отрезании структурной или стратиграфической характеристик, при этом нефть захватывается в разломе. С другой стороны, если плоскость разлома содержит бут, который не был сцементирован, то он может образовывать трубопровод для жидкости или газа. Это может позволить углеводородам просачиваться через плоскость разлома и накапливаться в разломе или просачиваться наверх через плоскость разлома. Таким образом, линии разлома могут предсказывать картины потока в резервуаре и предсказывать, например, линии связи между инжектором и добычными скважинами. Сейсмические нарушения сплошности могут также служить необходимой связью при предсказании резервуара между скважинами, что позволяет установить непрерывность резервуара и картины потока в пределах поля. Технология когерентности может быть использована для нахождения, идентификации и картографирования структурных и седиментологических характеристик нижнего горизонта, таких как разломы, солевые диаперы, несоответствия, канальные системы, карстовые и карбонатные рифовые фации, которые обычно связаны с захватом и залежами углеводородов. Поэтому такая технология может быть использована для нахождения, идентификации и картографирования углеводородов. Кроме того, она используется для идентификации как мелких, так и глубоких опасностей бурения (например, мест, в которых газ залегает слишком близко к поверхности или где имеются нестабильности). Еще одним примером использования настоящего изобретения является поиск путей утечки известных резервуаров или подземных камер хранения. Картографирование когерентности 3-D сейсмических данных является чрезвычайно мощным и эффективным инструментом для картографирования как структуры, так и стратиграфии. Новый способ особенно чувствителен к любой боковой вариации в характере импульсоида и поэтому он особенно чувствителен к общим причинам боковых вариаций импульсоида (то есть к перемещению разломов или к стратиграфическим вариациям). В соответствии с изложенным задачей настоящего изобретения является создание способа, устройств, при помощи которых операции способа могут быть записаны в виде компьютерных команд, и продукта (например, карты) этого способа, а также вида использования такого продукта при эксплуатации газовых или нефтяных месторождений. Несмотря на то, что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения. Таким образом, это описание служит только иллюстрацией и оно предназначено только для того, чтобы показать специалистам, как может быть осуществлено настоящее изобретение. Например, было описано, что сейсмические трассы имеют равное смещение. Трассы с различными промежутками между ними (см. фиг. 10C) для удобства могут быть преобразованы за счет интерпретации в трассы с одинаковыми промежутками. В соответствии с другим примером может быть полезно произвести фильтрацию трасс, образующих вектор данных, для устранения останцев. Фильтр медианы может быть использован для сортировки элементов каждого вектора данных. Краевые срезы могут быть использованы для обеспечения дополнительного сглаживания. Более того, другие алгоритмы могут быть использованы для измерения подобия соседних областей сейсмических данных или для создания “куба когерентности”. Значение когерентности или сейсмический признак выражения (2) служит как в качестве достаточно устойчивой оценки или меры разрывности сигнала в пределах геологических формаций, так и в качестве оценки разрывности сигнала через разломные и эрозионные несоответствия. Могут быть использованы и другие комбинации собственных значений матрицы ковариации (например, среднее арифметическое, среднеквадратическое, среднее, медиана, корень квадратный суммы квадратов, корень квадратный произведения квадратов, минимум, максимум, сумма, произведение и т.п.). Более того, способ в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в сочетании с другими признаками (например, с AVO наклоном и т.п.). Некоторые характеристики настоящего изобретения могут быть использованы независимо от других характеристик изобретения. Например, геологические характеристики, идентифицированные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть наложены на карту скоростей для создания средства кросс-проверки скоростей. Кроме того, несмотря на то, что карты срезов когерентности сами по себя являются очень мощным средством картографирования, при их использовании в сочетании с рекогносцировочным картографированием амплитуд и углов наклона возможно получение технологического прорыва в направлении эффективности картографирования таких бассейнов, как Мексиканский Залив, когда весьма просто могут быть получены 3-D сейсмические данные. Можно полагать, что детальное кортографирование структуры и стратиграфии будет ускорено при применении указанного способа, а не традиционного считывания линия за линией. Интерпретация карты для “рекогносцировки” данных обеспечивает существенное улучшение качества и количества интерпретации. Более того, способ в соответствии с настоящим изобретением по своей природе является быстрым. Такие высокие скорости позволяют произвести стоимостные оценки при появлении концессий. Наконец, следует также иметь в виду, что принцип настоящего изобретения может быть использован и в других областях (например, в пассивных гидролокаторах, когда датчики являются акустическими, а источниками сигнала являются вражеские подлодки; в системах обнаружения землетрясений и ядерных взрывов, когда датчики являются сейсмическими, а источниками сигнала являются эпицентры землетрясений и ядерных взрывов; при астрономической интерферометрии, когда датчиками являются радиотелескопы, а источниками сигнала являются удаленные галактики или квазары; и радары с фазовыми решетками, когда датчиками являются антенные решетки, когда производится обработка сигналов (например, радара, гидролокатора, радиочастотной энергии и т. п.) для образования изображений или локализации изменений в структуре, отображенной такими изображениями. Таким образом, следует иметь в виду, что могут быть сделаны различные модификации, вариации и изменения, а также применены альтернативы, которые не выходят за рамки настоящего изобретения и соответствуют его духу, как это определено в его формуле изобретения. Само собой разумеется, что все такие модификации в объеме патентных притязаний перекрываются приложенной формулой изобретения. Формула изобретения
РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 4-2004
(73) Патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 30.10.2003 № 17637
Извещение опубликовано: 10.02.2004
|
||||||||||||||||||||||||||