Новый подход к структурной интерпретации данных МОГТ на основе интервальных оптимальных отображений Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

НОВЫЙ ПОДХОД К СТРУКТУРНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ МОГТ НА ОСНОВЕ ИНТЕРВАЛЬНЫХ ОПТИМАЛЬНЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ

Владимир Валентинович Лапковский

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. ак. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Ак. Коптюга 3, заведующий лабораторией, e-mail: lapkovskii@ipgg. sbras.ru

На основе оптимальных интервальных сопоставлений трасс МОГТ реализован алгоритм построения непрерывных сейсмостратиграфических моделей, учитывающий формы разрывных нарушений и реперных отражающих горизонтов, позволяющий выполнять структурную интерпретацию сейсмических разрезов и кубов. Предложенный метод дает возможность генерировать любое число дискретных сейсмических горизонтов, проводить качественную оценку распределения геологических и физических свойств среды, выполнять непрерывные палеоструктурные построения.

Ключевые слова: сейсмическая стратиграфия, структурная интерпретация, МОГТ, трассировка отражающих горизонтов, оптимизация.

A NEW APPROACH TO STRUCTURAL INTERPRETATION OF CDP DATA BASED ON INTERVAL CDP OPTIMIZATION TRANSFORMATION

Vlalimir V. Lapkovsky

Trofimuk’s Institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademika Koptyuga Prosp., Chief of laboratory, e-mail: [email protected]

Based on optimal interval transformation CDP tracks is realized an algorithm for constructing continuous seismo-stratigraphic models, taking into account faults and form of benchmark reflectors, that allows to perform structural interpretation of seismic sections. The proposed method makes it possible to generate any number of discrete seismic horizons, to conduct a qualitative assessment of the distribution of geological and physical properties, and to construct paleo structural states of sections.

Key words: Seismic stratigraphy, structural interpretation, CDP, trace reflectors, optimization.

Стратиграфические модели, получаемые для разрезов и кубов МОГТ путем трассировки сейсмических горизонтов, имеют дискретный характер, в том смысле, что точки области интерпретации отображаются на порядковую шкалу, связанную с конечным числом горизонтов. Прослеживание отдельного горизонта является задачей выбора пространственно устойчивой особенности волнового поля и ее распознавание в пределах максимально возможной области. Трассировка горизонтов представляется как идентификация отдельных точек на основе сходства волнового поля в их окрестностях.

В последнее время были созданы технологии, направленные на извлечение максимально полной структурной информации из 2D-3D

сейсмических данных. К их числу относится вычисление в скользящих окнах атрибутов волнового поля, связанных со структурными свойствами изучаемых объектов и созданием непрерывных сейсмостратиграфических моделей. В этом ряду лежат технологии построения многолистной поверхности в пакете DV-SeisGeo ЦГЭ [1], а также способы сейсмической интерпретации, разрабатываемые компанией dGB Earth Science. Последние были успешно применены при структурной и фациальной интерпретации рифовых построек Ближнего Востока и песчаных тел формации МакМуррэй (McMurray) в Канаде [2]. Решение, предложенное автором, также направлено на получение непрерывных стратиграфических моделей сейсмических разрезов, его существенной особенностью является то, что модель получается не путём вычисления локальных атрибутов, а результатом сопоставления временных (или глубинных) сейсмических трасс во всем диапазоне интерпретируемой области.

В реализованной технологии на двух этапах решается задача оптимизации в постановке вычисления оптимального пути:

1. при создании вычислительных сеток, учитывающих априорно заданную геометрию границ области интерпретации и положение разрывных нарушений;

2. в процессе получения набора оптимальных сопоставлений множества пар сейсмических трасс.

Кровлю и подошву двумерного сечения слоя или верхнюю и нижнюю границу области моделирования - St Sb можно представить в виде параметризованных кривых:

Любой точке на верхней и нижней поверхности можно приписать значение параметра в диапазоне [0,1], которое вычисляется как отношение длины пути от начала этой границы к общей длине границы. При этом переходы через разрывные нарушения не изменяют длину пути и не влияют на общую длину границы. Взаимно однозначное отображение подошвы и кровли друг на друга можно представить линией в двумерной области параметров (рь, р1) или двумя функциями:

Для любой точки в области (Рь,Рг) вычисляем функцию расстояния следующего вида:

= St(pt), 0<pt< 1; $ь = Sb(Pb)> 0 < Рь < 1.

pt = Ft(x) и pb = Fb(x), 0 < x < 1

й(рь, р{), если отрезок, соединяющий точки на подошве и кровле, не пересекается ни с одним из разрывов,

G — иначе.

Здесь d(pb,pt) - Эвклидово расстояние между точками на поверхности кровли и подошвы, соответствующее паре значений параметров (рь, рг), а G - достаточно большое число.

На рис. 1 показаны сечения кровли и подошвы слоя в сложной складке, поле функции т(ръ,р1) для этой ситуации и линия оптимального сопоставления кровли и подошвы слоя.

значение параметра кровли

2 02?/ з

.—^

Рис. 1. Параметризация поверхностей слоев и их оптимальное сопоставление.

Условные обозначения: 1. - кровля слоя и значения параметра р1 в отдельных точках,

2 - подошва слоя и значения параметра Рь в отдельных точках, 3 - оптимальная линия сопоставления кровли и подошвы слоя в поле расстояний

Линия, показанная на графике красным цветом, неубывающая, она соединяет две угловые точки единичного квадрата поля параметров и является оптимальной траекторией в смысле задач поиска наилучшего пути. Данная линия минимизирует интеграл функции г(рь, р1).

Задача вычисления траектории, оптимальной в смысле минимизации некоторого вида затрат при движении по ней, первоначально решалась с помощью алгоритмов муравьиной колонии, но большую эффективность показал волновой алгоритм Ли.

Представленный на рис. 1 результат является промежуточным при построении сеточных моделей, зависимых от геометрии поверхностей слоев и разрывных нарушений. Пример такого рода адаптивных гридов, в которых и происходит вычисление собственно сейсмостратиграфических функций, показан на рис. 2.

и 1 I I I I I I Г-*-

О 10О 200 300 400 500 600 700

Рис. 2. Сеточная модель, полученная путем оптимального сопоставления ограничивающих поверхностей его кровли и подошвы с учетом разрывов

Уже в процессе построения непрерывной сейсмостратиграфической модели для всех пар сейсмических трасс ti, ti+k , с некоторым шагом k

отстоящих друг от друга, вычисляется двумерная функция f (ti, ti+k)

характеризующая различие волнового поля в окрестностях сравниваемых точек этих трасс.

В поле этой функции ищется неубывающая линия (условие, которое возникает из невозможности пересечения сейсмостратиграфических

(,min ,min i I у max .max i

ti , ti+k J и y-i , ti +k J и

оптимизирующая сопоставление сейсмических трасс по критерию их

минимального интегрального различия

J f (ti , *i+k)dLk ^ min

Lk

■4

Получаемое решение аналогично тому, что представлено на рис. 1б. Используя набор оптимальных сопоставлений большого числа пар трасс, можно сделать различные оценки соответствия времени или глубины для всего разреза и получить непрерывную характеристическую функцию S(O), значения которой выражают стратиграфическое положение точек разреза или куба. Здесь, О - пространственная или пространственно-временная область (временной или глубинный разрез), на которой задана функция S. Точки с равными значениями функции S интерпретируются как стратиграфически эквивалентные. Соответственно, горизонтами являются изолинии данной функции. Достаточно подробно конструирование сейсмостратиграфической функции рассмотрено в [3].

На рис. 3 приведен фрагмент сейсмического разреза и наложенные изолинии сейсмостратиграфической модели, полученной для этого разреза.

Шкала амплитуд

ЗСССС

зсссс •23ССС -ЗСССС -16ССС •1СССС -5ССС

о

•3000

10000

15000

шо

?5000

эохо

35000

Рис. 3. Фрагмент сейсмического разреза с наложенными изолиниями сейсмостратиграфической функции

Автор выражает признательность А.А. Власову за реализацию волнового алгоритма и помощь в оптимизации и распараллеливании программы.

Работа выполнена в рамках проекта фундаментальных исследований -приоритетное направление VIII.73 СО РАН.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кириллов С.А. Информационно-аналитическая система для четырехмерного моделирования залежей углеводородов по комплексу сейсмических и скважинных данных. 2011, М., 176 с.

2. Brouwer F., de Groot P., Kumpus M. Maximizing the value of seismic data through increased horizon mapping: applications in the Middle East and Canada/ First Break. March 2011, vol. 29. P. 87-92

3. Лапковский В.В. Непрерывная сейсмостратиграфическая модель как основа структурной интерпретации разрезов MOrT // Технологии сейсморазведки, 2012, № 4, с. 33-39

© В. В. Лапковский, 2014