СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ Российский патент 2016 года по МПК G01V1/28 

Уровень техники

Настоящее изобретение в целом относится к системам и способам для отображения сейсмических данных. В частности, настоящее изобретение относится к отображению сейсмически данных с применением гибридной односторонней волновой миграции в наклонной поперечно-изотропной среде (hybrid TTI-WEM) или с применением гибридной двусторонней обратной временной миграции в наклонной поперечно-изотропной среде (hybrid TTI-RTM).

В общеупотребительных для отображения сейсмической информации способах обратной временной миграции (обратной миграции во временной области) в наклонной поперечно-изотропной среде (Tilted Transverse Isotropic Reverse Time Migration, TTI-RTM) выполняется распространение волнового поля источника вперед во времени, а волнового поля приемника - назад во времени для отображения подповерхностного отражателя каким-либо известным двусторонним волновым уравнением, например, таким, как описано в работе "Reverse Time Migration: Geophysics", автор Baysal и др. или в работе "Migration by Extrapolation of Time-Dependent Boundary Values: Geophysical Prospecting", автор G.A. McMechan. Хотя волновая миграция (миграция на основе решения волнового уравнения) и/или обратная временная миграция здесь называются двусторонними, их также можно называть полными.

В работе "Acoustic Approximations for Processing in Transversely Isotropic Media" автора Т. Aikhalifah, например, выполнена ссылка на обычный способ TTI-RTM для предложения псевдоакустической аппроксимации в поперечно-изотропной среде с вертикальной осью ("VTI"). На основе псевдоакустической аппроксимации в среде VTI, исследования, например, описанные в работе "An Anisotropic Acoustic Wave Equation for Modeling and Migration in 2D TTI Media" автора Zhou и др и в работе "Reverse Time Migration in Tilted Transversely Isotropic (TTI) Media" автора Fletcher и др. расширили эту аппроксимацию со среды VTI на среду TTI. Этот подход позволяет отображать сильно анизотропные структуры. Хотя обычные способы TTI-RTM находили широкое применение, вычислительные затраты и хранение волновых полей для текущих компьютерных систем все еще являются проблемами. Другими словами, вычислительные затраты и требования к памяти все еще остаются проблемами для миграций больших наборов данных, особенно для трехмерных (3D) обычных TTI-RTM.

Вместо двустороннего волнового уравнения, связанного с обычным TTI-RTM, одностороннее уравнение может обеспечить более быструю обработку и может подходить для ситуации сильных вариаций боковой скорости. Односторонние волновые уравнения, такие как конечно-разностный пропагатор (Finite Difference Propagator), пропагатор фазового сдвига с интерполяцией (Phase-Shift-Plus-Interpolation Propagator) и/или обобщенный экранирующий пропагатор (Generalized Screen Propagator) в целом показывают хорошую точность. Путем расширения односторонней изотропной волновой миграции (WEM) на TTI-WEM, как описано в работах "3D Wavefield Extrapolation in Laterally Varying Tilted TI Media" автор San, и др., "Implicit Wave Equation Migration in TTI Media Using High Order Operators" автор A.A. Valenciano и "3D TTI Implicit Finite Difference Migration With Nonlinear Optimized Four-Direction Splitting Expansion" автор Hua, и др., односторонняя WEM способна производить анизотропное отображение с высокой эффективностью. Тем не менее, так как односторонняя WEM игнорирует идущие вверх волны, односторонняя WEM не справляется с чрезвычайно сложными структурами, такими как события на крутом горизонте и перевернутые отражатели.

С целью совмещения преимуществ односторонней WEM и двусторонней WEM был разработан гибридный пропагатор для миграции по несуммированным сейсмограммам в изотропной среде, описанный в работе "Hybrid One-Way and Full-Way Wave Equation Propagator and Prestack Migration" авторами Luo и Jin ("Luo u Jin"). Гибридный пропагатор комбинирует одностороннюю WEM и двустороннюю WEM для прогрессирующей экстраполяции волнового поля. Таким образом, односторонний пропагатор может применяться в менее сложных средах, в то время как двусторонний пропагатор может применяться в чрезвычайно сложных средах. Хотя использование гибридного пропагатора Lui и Jin в изотропной среде дает результаты отображения, сравнимые с двусторонней WEM для RTM с меньшим шумом и вычислительными затратами, он не был применен к среде TTI. Кроме того, гибридный пропагатор Lui и Jin не предусматривает аппроксимации Паде, которая могла бы обеспечить максимальную точность для распространения волн.

Раскрытие изобретения

Таким образом, настоящее изобретение отвечает вышеуказанным потребностям и преодолевает один или более недостатков уровня техники за счет обеспечения систем и способов отображения сейсмической информации с применением гибридной TTI-WEM и/или гибридной TTI-RTM.

В одном варианте осуществления, настоящее изобретение включает способ для отображения сейсмических данных, включающий: i) аппроксимирование коэффициентов TTI с применением аппроксимации Паде и дисперсионного уравнения; ii) применение гибридной TTI-WEM к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, используя аппроксимированные коэффициенты TTI и компьютерную систему, для определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-частотной области; iii) преобразование значения распространения волнового поля со стороны источника и распространения волнового поля со стороны приемника из пространственно-частотной области в пространственно-временную область; и iv) применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает долговременный носитель программной информации, физическим образом несущий исполняемые компьютером инструкции для отображения сейсмических данных, причем при исполнении инструкции обеспечивают: i) аппроксимирование коэффициентов TTI с применением аппроксимации Паде и дисперсионного уравнения; ii) применение гибридной TTI-WEM к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, используя аппроксимированные коэффициенты TTI и компьютерную систему, для определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-частотной области; iii) преобразование значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника из пространственно-частотной области в пространственно-временную область; и iv) применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника.

Дополнительные аспекты, преимущества и варианты осуществления настоящего изобретения станут очевидными специалистам из нижеследующего описания разнообразных вариантов осуществления со ссылкой на соответствующие чертежи.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение раскрывается ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа по настоящему изобретению.

На фиг. 2А показано отображение, иллюстрирующее примерную скоростную модель.

На фиг. 2В показано отображение, иллюстрирующее параметр анизотропности эпсилон (ε) для показанной на фиг. 2А скоростной модели.

На фиг. 2С показано отображение, иллюстрирующее параметр анизотропности дельта (δ) для показанной на фиг. 2А скоростной модели.

На фиг. 2D показано отображение, иллюстрирующее параметр анизотропности тета (θ) для показанной на фиг. 2А скоростной модели.

На фиг. 3А показано отображение, иллюстрирующее результаты обычной гибридной односторонней WEM и обычной двусторонней RTM в изотропной среде.

На фиг. 3В показано отображение, иллюстрирующее результаты обычной гибридной односторонней WEM и обычной двусторонней RTM в среде VTI.

На фиг. 3С показано отображение, иллюстрирующее результаты способа, показанного на фиг. 1.

На фиг. 3D показано отображение, иллюстрирующее результаты обычной двусторонней RTM в среде TTI.

На фиг. 4А показано отображение, иллюстрирующее результаты обычной двусторонней TTI-TRM.

На фиг. 4В показано отображение, иллюстрирующее результаты способа, показанного на фиг. 1.

На фиг. 5 показана схема, иллюстрирующая один вариант осуществления способа для реализации этапа 106, показанного на фиг. 1.

На фиг. 6 показана схема, иллюстрирующая один вариант осуществления системы для реализации настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Предмет настоящего изобретения описан здесь в конкретном изложении, однако раскрытие само по себе не предполагает ограничения объема охраны изобретения. Таким образом, объект изобретения может быть осуществлен и другими путями, включающими в себя разнообразные этапы и комбинации этапов, аналогичные раскрытым здесь, но в применении и к другим технологиям. Кроме того, хотя термин «этап» может использоваться здесь для описания разнообразных используемых этапов или способов, этот термин не должен предполагаться, как задающий определенный порядок среди или между указанными здесь этапами, кроме случаев, когда иное указано явным образом. Хотя нижеследующее описание относится к нефтегазовой отрасли, системы и способы настоящего изобретения этим не ограничены и могут быть применены в других отраслях для достижения аналогичных результатов.

Благодаря настоящему изобретению значительно сокращается время вычислений, связанное с обычной двусторонней TTI-RTM, за счет применения гибридной TTI-WEM с неявным конечно-разностным алгоритмом и за счет применения гибридной TTI-RTM с явным конечно-разностным алгоритмом. Данное изобретение также обеспечивает лучшее качество отображения с меньшим количеством артефактов, а также может естественным образом учитывать геологическую топологию.

Описание способа

На фиг. 1 показана схема одного из вариантов осуществления способа 100 для реализации настоящего изобретения.

На этапе 101 через описываемые далее со ссылкой на фиг 6 клиентский интерфейс и/или видеоинтерфейс производится ввод данных сейсморазведки, таких как, например, несуммированные сейсмограммы ОПВ в пространственно-временной области (ПВ-области), скоростная модель и параметры анизотропии, такие как, например, эпсилон (ε), дельта (δ), угол (θ) наклона и угол (φ) азимута.

На этапе 102а задается глубина миграции между гибридной TTI-WEM и гибридной TTI-RTM, также с использованием клиентского интерфейса и/или видеоинтерфейса, описываемых ниже со ссылкой на фиг. 6. Глубина миграции может быть использована для разделения скоростной модели и параметров анизотропии на область, где будет применяться гибридная TTI-WEM от поверхности земли до глубины миграции ниже поверхности, и на область, где будет применяться гибридная TTI-RTM ниже глубины миграции до пределов скоростной модели.

На этапе 102b посредством описываемых далее со ссылкой на фиг. 6 клиентского интерфейса и/ли видеоинтерфейса производится выбор несуммированной сейсмограммы ОПВ из числа несуммированных сейсмограмм ОПВ с этапа 101. В альтернативном варианте несуммированная сейсмограмма ОПВ может быть выбрана автоматически. В любом случае, ее можно выбрать случайным образом или любым иным заранее заданным образом.

На этапе 103 способ определяет, не является ли нулевой глубина миграции. Если глубина миграции нулевая, тогда способ 100 переходит на этап 111, на котором будет применена только гибридная TTI-RTM в ПВ-области к несуммированной сейсмограмме ОПВ, выбранной на этапе 102b, с использованием скоростной модели и параметров анизотропии от поверхности земли до пределов скоростной модели. Если глубина миграции не равна нулю, то способ 100 переходит на этап 104, на котором будет применена гибридная TTI-WEM в пространственно-частотной области (ПЧ-области) к несуммированной сейсмограмме ОПВ, выбранной на шаге 102b, с использованием скоростной модели и параметров анизотропии от поверхности земли до глубины миграции, а гибридная TTI-RTM будет применена в ПВ-области к несуммированной сейсмограмме ОПВ, выбранной на этапе 102b, с использованием скоростной модели и параметров анизотропии от глубины миграции до пределов скоростной модели.

На этапе 104 выбранная на этапе 102b несуммированная сейсмограмма ОПВ преобразуется из ее исходной ПВ-области в ПЧ-область способом, хорошо известным в области техники, например, посредством быстрого преобразования Фурье.

На этапе 105 дисперсионное уравнение TTI, которое также называется уравнением четвертой степени, создается из хорошо известной функции фазовой скорости и матрицы поворота. Путем расширения дисперсионного уравнения в вариативной в боковом направлении среды TTI до трехмерной среды TTI, включая варьирования угла (θ) наклона и угла (φ) азимута, при этом удерживая сдвиговую скорость ненулевой для стабилизации односторонней волновой экстраполяции, дисперсионное уравнение в трехмерной среде ТП можно записать следующим образом:

Где:

Существуют четыре решения, причем два из них относятся к восходящим и нисходящим Р-волнам, а остальные два - к восходящим и нисходящим S-волнам. Дисперсионное уравнение (1) TTI включает в себя параметры анизотропии с этапа 101 для несуммированной сейсмограммы ОПВ, выбранной на этапе 102(b).

На этапе 106 коэффициенты TTI аппроксимируются, используя дисперсионное уравнение (1) TTI. Один из вариантов осуществления способа 500 для аппроксимирования коэффициентов TTI описан далее по тексту со ссылкой на фиг. 5.

На этапе 107 гибридная TTI-WEM и/или хорошо известный алгоритм фазового сдвига применяются в ПЧ-области к скоростной модели и параметрам анизотропии для выбранной на этапе 102b несуммированной сейсмограммы ОПВ. Если в скоростной модели присутствует вода, а глубина миграции не располагается ниже нижележащей поверхности, где вода встречается с землей, тогда применяется только алгоритм фазового сдвига. Если в скоростной модели присутствует вода и глубина миграции находится ниже нижележащей поверхности, где вода встречается с землей, тогда применяются и гибридная TTI-WEM, и алгоритм фазового сдвига. Если в скоростной модели вода отсутствует, то применяется только гибридная TTI-WEM. Так как скорость воды является известной константой, то при применении алгоритма фазового сдвига все параметры анизотропии являются нулевыми. Гибридная TTI-WEM применяется от поверхности земли или нижележащей поверхности, где вода встречается с землей, и до глубины миграции. Алгоритм фазового сдвига применяется только от поверхности воды до нижележащей поверхности, где вода встречается с землей. Для того чтобы применить гибридную TTI-WEM в ПЧ-области, члены Т_х, Т_у и Tz из уравнения (8) заменяют частичными дифференциальными операторами , и , что дает следующее уравнение:

где Р является волновым полем со стороны источника или волновым полем со стороны приемника, подлежащим распространению, V - скорость, ω - угловая частота, T_z0 - решение уравнения (1), когда Т_х и T_y равны нулю, a a₁, b₁, c₁, a₂, b₂, с₂ - значения коэффициентов TTI из уравнения (8). Затем уравнение (2) можно решить, используя широко известный неявный конечно-разностный алгоритм и следующие уравнения:

Таким образом, решение из уравнения (3.1), которое является значением Р, используется в качестве входа для решения уравнению (3.2) и получения значения Р, которое используется в качестве входа для решения уравнения (3.3) с получением окончательного значения Р. Таким образом, вместе с неявным конечно-разностным алгоритмом используется каскадное решение для получения окончательного значения Р₁ для распространения волнового поля со стороны источника и окончательного значения Р₂ для распространения волнового поля со стороны приемника. Для распространения волнового поля со стороны источника входом является вэвйлет Рикера (t). Предположив, что волновое поле со стороны источника представляет собой Р₁ (iw, ix, iy, iz) и P₁=0, тогда Р₁ (iw, ix, iy, iz)=P₁(iw, ix, iy, iz)+ вэйвлет Рикера (iw), который используется для нахождения решения для P₁ в уравнении (3.1). Для распространения волнового поля со стороны приемника входом является сейсмограмма (t, x, y), которая является несуммированной сейсмограммой ОПВ, выбранной на этапе 102b. Если предположить, что волновое поле со стороны источника представляет собой Р₂ (iw, ix, iy, iz) и P₂=0, тогда Р₂ (iw, ix, iy, iz)=P₂ (iw, ix, iy, iz)+ сейсмограмма (iw, ix, iy), которая используется для нахождения решения для Р₂ в уравнении (3.1). Для того чтобы применить алгоритм фазового сдвига в ПЧ-области, когда в скоростной модели присутствует вода, уравнение (3.1) решается для P₁ и Р₂. Для распространения волнового поля со стороны источника входом является вэйвлет Рикера (t). Предполагая, что волновое поле со стороны источника представляет собой P₁ (iw, ix, iy, iz) и P₁=0, тогда P₁ (iw, ix, iy, iz)=P₁ (iw, ix, iy, iz)+ вэйвлет Рикера (iw), который используется для нахождения решения для P₁ в уравнении (3.1). Для распространения волнового поля со стороны приемника входом является сейсмограмма (t, x, y), которая является несуммированной сейсмограммой ОПВ, выбранной на этапе 102b. Предположив, что волновое поле со стороны приемника представляет собой Р₂ (iw, ix, iy, iz) и P₂=0, тогда P₂ (iw, ix, iy, iz)=P₂ (iw, ix, iy, iz)+ сейсмограмма (iw, ix, iy), которая используется для нахождения решения для Р₂ в уравнении (3.1). Таким образом, P₁ и Р₂ можно использовать в качестве входа для уравнения (3.1) для нахождения P₁ и Р₂ при применении TTI-WEM в ПЧ-области, вместо того, чтобы использовать подразумеваемые значения P₁ and Р₂, описанные выше, только при использовании гибридной TTI-WEM.

На этапе 109 значение (Р₁) распространения волнового поля со стороны источника и значение (Р₂) распространения волнового поля со стороны приемника из гибридной TTI-WEM и/или алгоритма фазового сдвига на этапе 107 преобразуется из ПЧ-области в ПВ-область с использованием широко известных в области техники способов, например, обратного быстрого преобразования Фурье.

На этапе 100 применяется следующее уравнение состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения (I_time (x,y,z)) с использованием P₁ и Р₂ из гибридной TTI-WEM и/или алгоритма фазового сдвига с этапа 107:

На этапе 111 в ПВ-области к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, выбранной на этапе 102b, применяется гибридная TTI-WEM. Гибридная TTI-RTM применяется с глубины миграции, которая, в случае равенства нулю, может быть поверхностью земли, и до пределов скоростной модели. Р1 и Р2 из гибридной TTI-WEM и/или алгоритма фазового сдвига с этапа 107 используются в качестве входа для решения уравнения (5):

где

и где σ_н, σ_v являются горизонтальной и вертикальной составляющими напряжения, соответственно, а θ и φ являются углом наклона и углом азимута, соответственно. Уравнение (5), таким образом, можно решить хорошо известным явным конечно-разностным алгоритмом, так, как это описано в международной публикации № WO 2011/053327, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Когда θ и φ задаются равными нулю, с ε и δ уравнения (1) и (8) становятся гибридными схемами VTI-RTM, а когда θ, φ, ε, и δ все задаются равными нулю, они становятся традиционными гибридными изотропными схемами RTM.

На этапе 112 уравнение (4) состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой применяется для формирования частичного выходного отображения (I_time (x,y,z)) с использованием P₁ и Р₂ из гибридной TTI-RTM с этапа 111.

На этапе 113 к из частичных выходных отображений с этапов 110 и 112 удаляются артефакты малого волнового числа и миграции путем фильтрации и сглаживания с целью получения амплитудно-согласованных частичных выходных отображений. К частичным выходным отображениям с этапов 110 и 112 применяется хорошо известный фильтр малых волновых чисел, а затем каждое профильтрованное частичное выходное отображение делится на значение P₁ распространения со стороны источника с этапа 111 с целью генерирования амплитудно-согласованных частичных выходных отображений.

На этапе 114 способ 100 определяет, имеются ли еще несуммированные сейсмограммы ОПВ из данных сейсморазведки с этапа 101. Если такие несуммированные сейсмограммы ОПВ еще есть, тогда способ 100 возвращается на этап 102b для выбора другой несуммированной сейсмограммы ОПВ. При отсутствии других несуммированных сейсмограмм ОПВ способ переходит на этап 115.

На этапе 115 амплитудно-согласованные частичные выходные отображения с каждой итерации этапа 113 суммируются и визуализируются способами, хорошо известными в уровне техники. В результате значительно снижается шум, а конечное отображение улучшается.

На фиг. 5 показан один вариант осуществления способа 500 для выполнения этапа 106 по фиг. 1

На этапе 502 к уравнению (1) применяет алгоритм Дженкинса-Трауба для нахождения решения для T_z, которая представляет нули полинома, относящиеся к нисходящей Р-волне.

На этапе 504 дисперсионное уравнение (1) TTI разделяется аппроксимацией Паде на направления x и y. Уравнение (1) тогда принимает следующий вид:

На этапе 506 к уравнению (6) применяется метод оптимизации с использованием наименьших квадратов, что дает уравнение (7), которое решается для α_j и β_i для окончательного аппроксимирования коэффициентов TTI.

Может использоваться оптимизация методом наименьших квадратов, такая как широко известная оптимизация методом наименьших квадратов с ограничением переменной (Bounded variables least square optimization). Когда известны α_j и β_i, для аппроксимирования коэффициентов TTI можно использовать аппроксимацию Паде второго порядка. Для аппроксимации второго порядка максимальный угол распространения составляет вплоть до 50°. Следовательно, верхний предел T_x и T_y для оптимизации методом наименьших квадратов составляет менее +0.85, а нижний предел T_x и T_y составляет более -0.85. Для аппроксимации четвертого порядка максимальный угол распространения составляет вплоть до 70°. Следовательно, верхний предел T_x и T_y для оптимизации методом наименьших квадратов составляет менее +0.90, а нижний предел T_x и T_y составляет более -0.90. Так как гибридная TTI-WEM может быть применена в неглубоких местах, аппроксимации второго порядка достаточно для хорошего качества отображения, однако можно использовать любой порядок аппроксимации. Таким образом, достижимым является большой угол распространения сравнительно с другими способами, что дает лучшее качество отображения. Аппроксимацией Паде второго порядка α_j и β_i преобразуются для аппроксимирования коэффициентов TTI (a_i, b_i, c_i) в следующем уравнении:

Коэффициенты TTI (a_i, b_i, c_i) из уравнения (8) могут быть сохранены в соответствующих таблицах перед применением гибридной TTI-WEM.

ПРИМЕРЫ

В данном примере гибридная TTI-RTM и обычная двусторонняя TTI-RTM применяются к морским данным для сравнения получившихся отображений. Алгоритм фазового сдвига был применен согласно этапу 107 на фиг. 1 от поверхности воды до нижележащей поверхности, где вода встречается с землей. Гибридная TTI-WEM была применена согласно этапу 107 на фиг. 1 от нижележащей поверхности до глубины миграции, равной 2 км. Гибридная TTI-WEM была применена от 2 км до пределов скоростной модели, равных 16 км, согласно этапу 111 на фиг. 1. Отображение скоростной модели показано на фиг. 2А. Параметры анизотропии для скоростной модели на фиг. 2А показаны на фиг. 2В(ε), фиг. 2С(δ) и фиг. 2D(θ).

Как следует из сравнения фиг. 3A и фиг. 3B с фиг. 3C, применение гибридной TTI-RTM в результате выполнения способа 100 по фиг. 1 дает значительно более четкое и чистое отображение (фиг. 3C) по сравнению с отображениями, полученными обычными способами в изотропной среде (фиг. 3A) и обычными способами в среде VTI (фиг. 3B). Кроме того, отображение на фиг. 3C намного четче и чище относительно отображения фиг. 3D на уровне воды, которое было получено обычной двусторонней RTM в среде TTI. Например, паразитное отображение в кружке 302d и кружке 304d на фиг. 3D не так явно видно в кружке 302с и кружке 304с на фиг. 3C. В примере, иллюстрируемом фиг. 3C, гибридная TTI-RTM сохраняет 20% времени вычислений по сравнению с обычной двусторонней TTI-RTM, когда глубина миграции задана как 2 км из общих 16 км. При задании глубины миграции еще глубже, можно сохранить еще больше времени вычислений. В представленной ниже таблице 2 приведено сравнение времени вычислений для гибридной TTI-RTM и обычной двусторонней TTI-RTM в изотропной среде, среде VTI и среде TTI, как проиллюстрировано в данном примере.

В другом примере применение гибридной TTI-RTM было проверено на 2007 данных TTI от BP. Отображение на фиг. 4А иллюстрирует результаты обычной двусторонней TTI-RTM. Отображение на фиг. 4В иллюстрирует гибридную TTI-RTM как результат выполнения способа 100 согласно фиг. 1. Хотя отображение на фиг. 4А, полученное обычной двусторонней TTI-RTM, точно показывает границу соли, в верхней части отображения виден шум, а внутри кружка 402а видно паразитное отображение. Путем применения гибридной TTI-RTM шум в верхней части отображения с фиг. 4B ослабляется, а паразитное отображение внутри кружка 402b вблизи границы соли значительно уменьшается.

Таким образом гибридная TTI-RTM справится с неровной топографией и сложными подповерхностными слоями путем приведения волнового уравнения на базовый уровень. Обычная двусторонняя TTI-RTM, в то же время, не справляется с топографией или вынуждена применять вертикальный статический сдвиг к несуммированной сейсмограмме ОПВ. Поэтому приведение волнового уравнения на базовый уровень является более точным, чем применение вертикального статического сдвига, особенно в областях, где контраст по скоростям между близкими к поверхности слоями и нижними горизонтами не столь велик. Гибридная TTI-WEM также даст лучшие результаты, чем применение вертикального статического сдвига.

Описание системы

Настоящее изобретение может быть реализовано посредством исполняемой компьютером программы из инструкций, такой как программные модули, в целом называемыми программными приложениями или прикладными программами, исполняемыми компьютером. Программное обеспечение может включать, например, процедуры, программы, объекты, компоненты и структуры данных, которые выполняют конкретные задачи или реализуют конкретные абстрактные типы данных. Программное обеспечение формирует интерфейс, для того, чтобы компьютер мог реагировать в соответствии с источником ввода. Для осуществления настоящего изобретения в качестве интерфейсного приложения может использоваться коммерческое программное приложение SeisSpace™, продаваемое Landmark Graphics Corporation. Программное обеспечение может также взаимодействовать с другими сегментами кода с целью инициирования разнообразных задач в ответ на данные, принятые в связи с источником принятых данных. Программное обеспечение может храниться и/или переноситься на разнообразных средствах памяти, таких как CD-ROM, магнитный диск, ЦМД-ЗУ и полупроводниковых носителях (например, RAM или ROM разнообразных типов). Кроме того, программное обеспечение и его результаты могут передаваться по разнообразным передающим средам, таким как оптическое волокно, металлический провод, по воздуху и/или по любой из разнообразных сетей, таких как Интернет.

Кроме того, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что изобретение может быть реализовано в разнообразных конфигурациях компьютерных систем, включая ручные устройства, микропроцессорные системы, микропроцессорную или программируемую пользователем бытовую электронику, миникомпьютеры, мэйнфреймы и т.д. Для использования с настоящим изобретением может быть использовано любое количество компьютерных систем и компьютерных сетей. Изобретение может использоваться в распределенных вычислительных средах, где задачи выполняются удаленными вычислительными устройствами, связанными друг с другом сетью связи. В распределенных вычислительных средах программные модули могут располагаться как на локальных, так и на удаленных компьютерных носителях информации, включая устройства памяти. Следовательно, настоящее изобретение может быть реализовано в связи с различным аппаратным обеспечением, программным обеспечением, или их комбинацией, в компьютерной системе или другой системе обработки информации.

На фиг. 6 проиллюстрирована схема системы для осуществления настоящего изобретения. Система включает вычислительное устройство, иногда называемое вычислительной (компьютерной) системой, которое содержит память, прикладные программы, клиентский интерфейс, видеоинтерфейс и процессорный модуль, содержащий графический процессор или графическую плату. Вычислительное устройство является лишь одним из примеров пригодной компьютерной среды и не предназначено для ограничения каким-либо образом объема использования или функциональности изобретения.

Память прежде всего хранит прикладные программы, которые также могут быть описаны как программные модули, содержащие исполняемые компьютером инструкции, выполняемые вычислительным устройством с целью осуществления настоящего изобретения, раскрытого здесь и проиллюстрированного на фиг. 1 - фиг. 5. Память, таким образом, содержит модуль гибридной TTI-WEM и модуль гибридной TTI-RTM, что позволяет реализовать способ, проиллюстрированный и раскрытый со ссылкой на фиг. 1, и интегрирует функциональность остальных прикладных программ, проиллюстрированных на фиг. 6. Следовательно, модуль гибридной TTI-WTM может быть использован для осуществления этапов 104-110 по фиг. 1, а модуль гибридной TTI-RTM может использоваться для осуществления этапов 111-113, показанных на фиг. 1. Альтернативно, модуль TT-WEM и модуль TTI-RTM могут быть скомбинированы в единый модуль для осуществления этапов 104-113, показанных на фиг. 1. Память также включает приложение SeisSpace™, которое можно использовать в качестве интерфейсного приложения для ввода входных данных в модуль гибридной TTI-WEM и модуль гибридной TTI-RTM и/или для визуализации результатов, полученных из модуля гибридной TTI-WEM и модуля гибридной TTI-RTM. Таким образом, приложение SeisSpace™ может быть использовано для осуществления этапов 101-102b и 114-115, указанных на фиг. 1. Хотя SeisSpace™ может использоваться в качестве интерфейсного приложения, вместо него могут использоваться и другие интерфейсные приложения, или же модуль гибридной TTI-WEM и модуль гибридной TTI-RTM могут быть использованы в качестве отдельных автономных приложений.

Хотя вычислительное устройство показано имеющим память общего вида, вычислительное устройство обычно включает разные виды машиночитаемых носителей информации. Например, среди прочего, машиночитаемые носители информации могут включать компьютерный носитель информации и среду связи. Память компьютерной системы может содержать компьютерный носитель информации в виде энергозависимой и/или энергонезависимой памяти, например как ПЗУ (ROM) и ОЗУ (RAM). Базовая система ввода/вывода (BIOS), содержащая базовые процедуры, помогающие переносить информацию между элементами вычислительного устройства, например, при запуске, обычно хранится в ПЗУ. В ОЗУ обычно хранятся данные и/или программные модули, которые мгновенно доступны процессорному модулю и/или в настоящее время непосредственно используются им. Например, среди прочего, вычислительное устройство включает операционную систему, прикладные программы, другие программные модули и программные данные.

Компоненты, показанные в памяти, также могут быть включены в другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители информации, или же они могут быть осуществлены в вычислительном устройстве посредством интерфейса прикладного программирования (API) или средств облачных вычислений, которые могут располагаться на отдельном вычислительном устройстве, соединенном через компьютерную систему или сеть. Только в качестве примера, привод жесткого диска может выполнять считывание или запись на несъемный, энергонезависимый магнитный диск, а привод оптического диска может выполнять считывание или запись на съемный, энергонезависимый оптический диск, такой как CD ROM или другой оптический носитель информации. Другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители информации, которые можно использовать в приведенной в качестве примера рабочей среде, могут включать в себя, помимо прочего, кассеты с магнитной лентой, флеш-карты, универсальные цифровые диски, цифровую видеопленку, твердотельное ОЗУ, твердотельное ПЗУ и т.п. Описанные выше приводы и связанные с ними компьютерные носители информации обеспечивают хранение машиночитаемых инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для вычислительного устройства.

Клиент может вводить команды и информацию в вычислительное устройство через пользовательский интерфейс, который может быть такими устройствами ввода, как клавиатура и устройство позиционирования, обычно называемое «мышью», трекболлом или тачпэдом. К устройствам ввода могут относиться микрофон, джойстик, антенна спутниковой связки, сканнер и т.п. Эти и другие устройства ввода часто подключаются к процессорному модулю через клиентский интерфейс, связанный с системной шиной, но подключение может быть выполнено и через другие интерфейсные и шинные структуры, такие как параллельный порт или универсальная последовательная шина (USB).

К системе через интерфейс, например видеоинтерфейс, может быть подключен монитор или другое устройство визуализации. Для получения инструкций от клиентского интерфейса и передачи инструкций в процессорный модуль может также использоваться графический пользовательский интерфейс (GUI). Кроме монитора, компьютеры могут также включать другие периферийные устройства вывода, например, громкоговорители и печатающее устройство, которые могут быть подсоединены через выходной периферийный интерфейс.

Хотя многие другие внутренние компоненты вычислительного устройства не показаны, специалисту в данной области техники будет понятно, что таковые компоненты и их взаимосвязи хорошо известны.

Хотя настоящее изобретение было раскрыто в связи с предпочтительными на настоящий момент вариантами осуществления, специалистам в данной области должно быть понятно, что это раскрытие не предназначено для ограничения этого изобретения только этими вариантами осуществления. Следовательно, предполагается, что разнообразные альтернативные осуществления и модификации могут быть сделаны в дополнение к раскрытым осуществлениям в пределах идеи и сущности изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения и ее эквивалентов.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при обработке сейсморазведочных данных. Предложен способ для отображения сейсмических данных, включающий аппроксимирование коэффициентов наклонной поперечно-изотропной среды (TTI) с применением аппроксимации Паде и дисперсионного уравнения. Способ включает применение гибридной односторонней волновой миграции в наклонной поперечно-изотропной среде (TTI-WEM) к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы общего пункта взрыва (ОПВ), используя аппроксимированные коэффициенты TTI и компьютерную систему, для определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-частотной области. Осуществляют преобразование значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника из пространственно-частотной области в пространственно-временную область. Применяют уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника. Также заявлен носитель данных. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ для отображения сейсмических данных, включающий:
аппроксимирование коэффициентов наклонной поперечно-изотропной среды (TTI) с применением аппроксимации Паде и дисперсионного уравнения;
применение гибридной односторонней волновой миграции в наклонной поперечно-изотропной среде (TTI-WEM) к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы общего пункта взрыва (ОПВ), используя аппроксимированные коэффициенты TTI и компьютерную систему, для определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-частотной области;
преобразование значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника из пространственно-частотной области в пространственно-временную область; и
применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает:
применение гибридной TTI-RTM к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника, с целью определения другого значения распространения волнового поля со стороны источника и другого значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-временной области; и
применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования другого частичного выходного отображения, используя другое значение распространения волнового поля со стороны источника и другое значение распространения волнового поля со стороны приемника.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает:
суммирование каждого частичного выходного отображения; и
визуализацию суммированных частичных выходных отображений.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионное уравнение создают из функции фазовой скорости и матрицы поворота.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает применение алгоритма фазового сдвига к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ перед применением гибридной TTI-WEM с целью определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что дополнительно включает задание глубины миграции между гибридной TTI-WEM и гибридной TTI-RTM.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что алгоритм фазового сдвига применяют к скоростной модели и параметрам анизотропии от поверхности воды до нижележащей поверхности, где вода встречается с землей.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что гибридную TTI-WEM применяют к скоростной модели и параметрам анизотропии от земной поверхности или нижележащей поверхности, где вода встречается с землей, до глубины миграции.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что гибридную TTI-RTM применяют к скоростной модели и параметрам анизотропии от глубины миграции до пределов скоростной модели.

10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает:
фильтрование и сглаживание каждого частичного выходного отображения с целью генерирования соответствующего амплитудно-согласованного частичного выходного отображения;
суммирование каждого амплитудно-согласованного частичного выходного отображения; и
визуализацию суммированных амплитудно-согласованных частичных выходных отображений.

11. Долговременный носитель программной информации, физическим образом несущий исполняемые компьютером инструкции для отображения сейсмических данных, причем при исполнении инструкции обеспечивают:
аппроксимирование коэффициентов TTI с применением аппроксимации Паде и дисперсионного уравнения;
применение гибридной TTI-WEM к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, используя аппроксимированные коэффициенты ТTI и компьютерную систему, для определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-частотной области;
преобразование значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника из пространственно-частотной области в пространственно-временную область; и
применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования частичного выходного отображения, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника.

12. Носитель программной информации по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно обеспечено:
применение гибридной TTI-RTM к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ, используя преобразованное значение распространения волнового поля со стороны источника и преобразованное значение распространения волнового поля со стороны приемника, с целью определения другого значения распространения волнового поля со стороны источника и другого значения распространения волнового поля со стороны приемника в пространственно-временной области; и
применение уравнения состояния кросс-коррелированного отображения с нулевой задержкой для формирования другого частичного выходного отоображения, используя другое значение распространения волнового поля со стороны источника и другое значение распространения волнового поля со стороны приемника.

13. Носитель программной информации по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно обеспечено:
суммирование каждого частичного выходного отображения; и
визуализация суммированных частичных выходных отображений.

14. Носитель программной информации по п. 11, отличающийся тем, что дисперсионное уравнение создано из функции фазовой скорости и матрицы поворота.

15. Носитель программной информации по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно обеспечено применение алгоритма фазового сдвига к скоростной модели и параметрам анизотропии для несуммированной сейсмограммы ОПВ перед применением гибридной TTI-WEM с целью определения значения распространения волнового поля со стороны источника и значения распространения волнового поля со стороны приемника.

16. Носитель программной информации по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно обеспечено задание глубины миграции между гибридной TTI-WEM и гибридной TTI-RTM.

17. Носитель программной информации по п. 16, отличающийся тем, что алгоритм фазового сдвига применяется к скоростной модели и параметрам анизотропии от поверхности воды до нижележащей поверхности, где вода встречается с землей.

18. Носитель программной информации по п. 16, отличающийся тем, что гибридная TTI-WEM применяется к скоростной модели и параметрам анизотропии от каждой поверхности или нижележащей поверхности, где вода встречается с землей, до глубины миграции.

19. Носитель программной информации по п. 16, отличающийся тем, что гибридная TTI-RTM применяется к скоростной модели и параметрам анизотропии от глубины миграции до пределов скоростной модели.

20. Носитель программной информации по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно обеспечено:
фильтрование и сглаживание каждого частичного выходного отображения с целью генерирования соответствующего амплитудно-согласованного частичного выходного отображения;
суммирование каждого амплитудно-согласованного частичного выходного отображения; и
визуализация суммированных амплитудно-согласованных частичных выходных отображений.