авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Совместное использование преломленных и отраженных волн для построения глубинно-скоростной модели среды

-- [ Страница 2 ] --

Выполним сейсмическую томографию в три итерации. При первой итерации параметр регуляризации = 1; коэффициент = 25. При второй итерации = 0.5; = 25. При третьей итерации = 0.1; = 25 (в дальнейшем, если это не оговаривается отдельно, параметры томографии, начальная модель и количество итераций соответствуют указанным выше). Результат сейсмической томографии показан на рис. 1 (линия 3). Видно, что с помощью томографии не удалось восстановить истинное распределение скоростей в среде, а также выявить наличие слоистости в разрезе. В верхних частях слоев скорости оказываются заниженными, а в нижних частях завышенными. Тем не менее, средние скорости, полученные с помощью томографии (рис. 1, линия 5), практически не отличаются от средних скоростей реальной модели (рис. 1, линия 4). Среднеквадратическое отклонение между и составляет 1,02%, что связано с остаточными невязками между реальными и рассчитанными в процессе томографии годографами первых вступлений.

Усложним задачу и введем в вышеописанную модель выпадающий и инверсионный слои. Принято считать, что, поскольку преломленные волны от кровли таких слоев либо не выходят в первые вступления, либо вовсе не образуются, то наличие этих слоев в разрезе должно существенно искажать результаты сейсмической томографии на основе первых вступлений. Тем не менее, это не совсем так, поскольку выпадающие и инверсионные слои увеличивают время выхода преломленных волн от последующих слоев в область первых вступлений, тем самым внося свой вклад в результаты томографии.

Действительно, если в четвертом слое вышеописанной модели варьировать значением пластовой скорости: = 2000 м/c, = 2100 м/c, = 2200 м/c, = 2300 м/c, = 2400 м/c, = 2500 м/c, = 2600 м/c, = 2700 м/c, = 2800 м/c, = 2900 м/c, = 3000 м/c (рис. 2, пунктирные линии) и для каждого такого случая рассчитывать годографы первых вступлений для всей модели, то результаты моделирования будут существенно различаться.

Определим скорости в среде при всех вариантах пластовой скорости в четвертом слое, используя сейсмическую томографию (рис. 2, сплошные линии).

Видно, что, несмотря на наличие в разрезе инверсионного либо выпадающего слоя, значение скорости в данном слое влияет на результаты томографии: повышение либо понижение значения пластовой скорости в инверсионном слое повышает либо понижает значения скоростей, определенных с помощью сейсмической томографии. При этом, среднеквадратическое отклонение между и растет при увеличении перепада пластовых скоростей между третьим и четвертым слоями. Это объясняется отличием реального годографа первых вступлений от годографа рефрагированной волны (рис. 3), поскольку очевидно, что чем больше перепад скорости в среде, тем сильнее годограф первых вступлений будет отличаться от годографа рефрагированной волны в точках выхода преломленных волн в первые вступления.

Оценим, насколько перепад скорости в среде влияет на отличие скорости от.

Для этой цели рассмотрим горизонтально-слоистую среду, состоящую из трех пластов мощностью , и . Скорости в каждом пласте соответственно равны , и . Введем обозначения: , , . Пусть мощность первого слоя = 500 м, а скорость = 1500 м/с. Чтобы установить соотношения между скоростью, определенной на второй границе раздела и реальной средней скоростью на этой границе в зависимости от значений , , и выполним серию томографических построений.

Итоговые графики соотношений и, посчитанные для разных значений = 0,15; 0,3; 0,6; 1; 1,87; 5; 8; 15; = 0,5; 0.65; 0,8; 0,9 и = 0,4; 0,6; 0,85, приведены на рис. 4. На данных графиках по оси ординат отложено значение , а по оси абсцисс значение .

На основе анализа данных графиков можно сделать следующие выводы:

  1. В случае слоисто-однородной среды. Данный вывод объясняется тем, что плавная кривая, которой аппроксимируют годограф первых вступлений, в точках излома всегда соответствует более малым временам регистрации волн (рис. 3), что влечет за собой завышение скорости в среде.
  2. Расхождение между скоростями и возрастает при увеличении разницы скоростей и и уменьшается при стремлении скорости к . При прочих равных условиях расхождение между и возрастает с уменьшением мощности второго слоя, а значит, при стремлении двухслойной покрывающей толщи к однослойной. Данный вывод объясняется увеличением расхождения между годографом рефрагированной волны и реальным годографом при соответствующем изменении соотношений скоростей и мощностей пластов.
  3. Теоретически, при больших перепадах скоростей и мощностей слоев в покрывающей толще, средняя скорость, определенная по сейсмической томографии, может превышать реальную среднюю скорость более чем на 16%.

Реальные геологические среды являются многослойными, следовательно, для них соотношение будет попадать в область, сосредоточенную в левой части графика (). Кроме того, в действительности, перепады скоростей в терригенной среде редко превышают 30-35%, а геологические пласты, как правило, являются градиентными пластами. Следовательно, в реальных геологических средах средняя скорость, определенная по томографии первых вступлений, будет превышать реальную среднюю скорость в среде менее чем на несколько процентов.

Поскольку известно, что предельные эффективные скорости также всегда превышают средние скорости в среде, и величина этого превышения менее нескольких процентов (Боганик, Гурвич, 2006; Пузырев, 1959), то средние скорости, определенные по томографии первых вступлений, можно рассматривать как предельные эффективные скорости.

Проверим это утверждение на примере модельных данных, отображающих строение реальных геологических сред, и на реальных сейсмических материалах.

Рассмотрим глубинно-скоростную модель земной коры вдоль опорного профиля 5-АР, построенную по материалам МПВ-ГСЗ методом лучевого моделирования (Сакулина и др, 2011). Рассчитаем для этой модели годографы первых вступлений и восстановим средние скорости с помощью томографии с использованием четырех итераций. При первой итерации параметр регуляризации = 5; коэффициент = 25. При второй итерации = 3; = 25. При третьей итерации = 1; = 25. При четвертой итерации = 0.5; = 25.

По результатам томографии получилось, что среднеквадратическое отклонение (в процентах) между и для разных участков профиля не превышает 1.5%, что подтверждает вышесказанное утверждение.

Если средние скорости, полученные с помощью сейсмической томографии, можно рассматривать как предельные эффективные, то это значит, что они должны с высокой точностью соответствовать скоростям суммирования, полученным в рамках РНА в случае горизонтально-слоистой среды.

Действительно, если сравнить скорости и, полученные по реальным материалам, зарегистрированным вдоль опорного профиля 5-АР в области прогиба Вилькицкого, то видно, что среднеквадратическая невязка между ними не превышает 2.5%, что находиться в пределах погрешности РНА.

Численное сходство средних скоростей, полученных по томографии, и предельных эффективных скоростей можно использовать для повышения информативности результатов обработки сейсмических материалов, в частности, для миграции данных МОВ-ОГТ.

Рассмотрим результаты обработки реальных сейсмических данных вдоль опорного профиля 3-АР (Печорское море). Данный профиль пересекает Оксинский авлакоген. Волновое поле в области синрифтового комплекса этого авлакогена характеризуется низкой амплитудной разрешенностью записи (рис. 5а), следовательно, рассчитать устойчивые скоростные спектры и определить корректные скорости в среде в рамках РНА не представляется возможным, и скорости определяются простой экстраполяцией скоростного закона из верхней части разреза в нижнюю часть.

Однако, используя сейсмическую томографию по первым вступлениям, в области авлакогена можно определить средние скорости и на основе этих скоростей выполнить временную миграцию до суммирования. Результат данной миграции, в сравнении с результатом миграции с использованием скоростей, определенных по отраженным волнам, изображен на рис. 5б. Более динамически выраженные изображения отражающих границ при использовании скоростей в качестве скоростей миграции объясняются тем, что данные скорости практически равны реальным предельным эффективным скоростям в области авлакогена в отличие от тех скоростей, которые были выбраны путем простой экстраполяции скоростного закона из верхней части разреза в нижнюю часть.

Приведенные выше результаты доказывают численное сходство между средними скоростями и предельными эффективными скоростями и подтверждают целесообразность использования скоростей при обработке сейсмических материалов отраженных волн.

Описанные выше исследования подробно рассмотрены в главе 2 кандидатской диссертации.

  1. Численное сходство средней скорости, полученной по сейсмической томографии первых вступлений, и предельной эффективной скорости позволяет создать методику построения глубинно-скоростной модели среды по данным отраженных и преломленных волн. Методика обеспечивает увеличение глубинности и детальности МОВ-ОГТ и МПВ-ГСЗ. Результаты миграции сейсмограмм на основе построенной по предложенной методике скоростной модели характеризуются более высокой амплитудной разрешенностью по сравнению с миграцией на основе скоростей, полученных только по данным отраженных волн.
  2. Глубинно-скоростная модель земной коры вдоль опорного профиля 5-АР, построенная по предложенной в работе методике, учитывает динамические свойства отраженных волн, зарегистрированных при работах МОВ-ОГТ, характеризуется большей детальностью и разрешенностью по сравнению с предыдущими моделями, и позволяет дать дополнительную геолого-геофизическую информацию о строении региона.

Численное сходство средней скорости, полученной с помощью томографии по первым вступлениям, и предельной эффективной скорости позволяет использовать формулу Урупова-Дикса (Урупов, Левин, 1985; Dix, 1955) для определения интервальных скоростей в среде. Следовательно, зная распределение скоростей, можно определять интервальные скорости в тех частях сейсмического разреза, где отсутствуют выраженные отражающие горизонты, например, в области синрифтового комплекса (рис. 5) или ниже поверхности акустического фундамента. Это открывает новые возможности при построении глубинно-скоростной модели земной коры, поскольку теперь при построении такой модели можно учитывать динамические свойства волнового поля отраженных волн, зарегистрированных при работах МОВ-ОГТ.

Построим глубинно-скоростную модель земной коры на примере опорного профиля 5-АР (Восточно-Сибирское море), вдоль которого компанией ФГУНПП “Севморего” были сделаны работы МОВ-ОГТ и МПВ-ГСЗ.

Обработка материалов МОВ-ОГТ вдоль профиля была выполнена в программном пакете “Focus” и ”Geodepth” (Paradigm Geophysical). Граф обработки сейсмограмм включал следующие основные процедуры: редакция сейсмических записей, удаление преломленных волн, полосовая фильтрация и когерентная фильтрация, коррекция амплитуд за сферическое расхождение и деконволюция.

Скоростной анализ был выполнен в несколько этапов: сначала сделан расчет и анализ вертикальных спектров скоростей суммирования с шагом 3125 м по профилю, затем - временная миграция сейсмограмм и последующий анализ вертикальных спектров остаточной кинематики с шагом 1000 м по профилю. Следует отметить, что скорости в консолидированной коре определялись путем экстраполяции скоростного закона из области плитного чехла в область коры. Итоговый скоростной разрез был сглажен и с ним выполнена окончательная временная миграция сейсмограмм и суммирование.

Главный недостаток изложенной выше обработки материалов отраженных волн заключается в использовании заведомо некорректной скоростной модели при миграции сейсмограмм.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.