Погоризонтный анализ сейсмических параметров статистическими и спектрально-корреляционными методами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.12, кандидат технических наук Борисов, Василий Валерьевич

• Борисов, Василий Валерьевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Борисов, Василий Валерьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Цель исследования

Научная новизна

Практическая ценность

Апробация работы

ГЛАВА I. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ

1. Рынок средств обработки и интерпретации сейсмических данных для ОС UNIX

Schlumberger GeoQuest

CGG Petrosystems

Landmark Graphics

Paradigm Software

PGS Tigress

2. Методики структурного картирования резервуара по сейсмическим

атрибутам

Куб когерентности

Углы и азимуты падения

ГЛАВА II. КОМПЛЕКС ПОГОРИЗОНТНОГО АНАЛИЗА ПОЛЕЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

1. Анализ сейсмических динамических параметров

2. Сейсмические динамические параметры(атрибуты)^Физический смысл

Мгновенная амплитуда

Мгновенная фаза

Мгновенная частота

Полярность

3. Интерпретационная система «ГЕРМЕС 3». Информационная модель для интерпретации

Базовая функциональность «ГЕРМЕС 3»

Интерпретация

4. Погоризонтный анализ полей сейсмических атрибутов

5. Пользовательский интерфейс

Методика работы. «2D интерпретация»

Методика работы. «3D интерпретация»

6. Комплекс погоризонтного анализа полей сейсмических атрибутов «PARAMETR»

Расчет параметра

Интерфейс пользователя при расчете

Построение карт параметра

Интерфейс пользователя при построении карт параметра

Документация

ГЛАВА III. КОМПЛЕКС СТАТИСТИЧЕСКОГО И СПЕКТРАЛЬНО-КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА СЕЙСМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ «COSCAD UNIX»

1. Особенности программной реализации комплекса «COSCAD UNIX» в операционной системе UNIX

Особенности архитектуры SD-eepcuu комплекса

2. Общая характеристика функционального наполнения программного комплекса «COSCAD UNIX»

3. Основные структурные и содержательные компоненты комплекса COSCAD UNIX»

Сервис

Графика

Статистика

Фильтрация

Обнаружение

Комплекс

ГЛАВА IV. МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА 2D И 3D ПОЛЕЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ АТРИБУТОВ

1. Геологическая часть

Узбекское месторождение

Приобское месторождение

2. Анализ временных разрезов, палеоразрезов и разрезов динамических параметров при помощи комплекса «COSCAD UNIX»

Двумерная адаптивная фильтрация

Расчет градиентных характеристик

Классификация методом К-средних

Методика классификации волнового поля по градиентным признакам

Палеовид

3. Погоризонтный и межгоризонтный анализ

Карты параметра. Анализ карт параметра в «COSCAD UNIX»

4. Построение элементов трехмерной тектоно-физической модели

Аннотация

Обоснование постановки задачи тектоно-физической интерпретации

данных сейсморазведки

Элементы тектоно-физической модели Приобского месторождения

Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

РИСУНКИ И ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Погоризонтный анализ сейсмических параметров статистическими и спектрально-корреляционными методами»

Введение.

Актуальность работы

Проблема обработки и интерпретации результатов сейсмических исследований чрезвычайно актуальна для современной геофизики. На настоящем этапе развития геофизики качество обработки и интерпретации сейсморазведочной и промыслово-геофизической информации а также эффективность использования результатов являются одним из важнейших факторов, определяющих эффективность всего геологоразведочного процесса.

В последние годы компьютерные и информационные технологии в обработке и интерпретации геофизической информации стали неотъемлемым атрибутом любой деятельности, связанной с теми или иными преобразованиями геолого-геофизических данных. Внедряются в практику все более совершенные аппаратно-вычислительные средства, алгоритмы и концепции, позволяющие с требуемой для практики точностью решать ряд качественно новых геологических задач.

К их числу относятся задачи прогнозирования геологического разреза с целью определения состава пород и их нефтегазонасыщенности, пространственное изучение геологической среды с помощью трехмерной сейсморазведки, задачи оптимизации бурения разведочных скважин на основе выявления в разрезе зон аномально высоких пластовых давлений и, наконец, повышение эффективности разработки месторождений на этапе их эксплуатации по результатам детальной сейсморазведки и комплексной интерпретации геолого-геофизической и буровой информации.

Методы статистического и спектрально-корреляционного анализа при изучении характеристик геологического разреза по данным сейсморазведки применялись и ранее, однако современные ЗБ-массивы сейсмических данных, имеющие значительный объем, приводят к необходимости создания новых алгоритмов интерпретации данных, а также принципиально нового подхода к визуальному изучению трехмерной информации.

Применение методики расчета погоризонтных характеристик и последующий анализ их спектрально-корреляционных свойств позволяет по новому подойти к вопросам выделения особенностей и аномальных зон в трехмерных полях сейсмических динамических параметров, которые, в свою очередь, непосредственно связаны с физическими и структурными свойствами исследуемого геологического разреза.

Цель исследования

Целью исследования является создание новых алгоритмов комплексного анализа структуры сейсмогеологического разреза, реализация этих алгоритмов в виде программных средств для современных промышленных компьютерных

платформ и их опробование на реальных сейсмических данных. Новые методики, полученные в результате исследования, внедряются в современный процесс интерпретации сейсмической информации.

Научная новизна

Разработаны новые алгоритмы и базирующиеся на них методики анализа с применением статистических и спектрально-корреляционных методов. Применение методов спектрально-корреляционного анализа, уникальных адаптивных фильтров, алгоритмов обнаружения, распознавания при анализе мгновенных сейсмических динамических параметров существенно расширяет набор методов анализа, применяемых на данный момент, и позволяет получать более полную и целостную информацию при изучении сейсмогеологического разреза.

Разработанные алгоритмы и методики включены в следующие, реализованные автором, программные средства: «PARAMETR» и «COSCAD UNIX» для ОС UNIX.

Практическая ценность

Программные продукты внедрены и используются в НК «ЮКОС», новые методики анализа сейсмической информации применяются геофизиками и в других организациях (Центргеофизика).

1. Создан программный комплекс погоризонтного анализа 2D и ЗО-полей сейсмических атрибутов. Комплекс полностью интегрирован в интерпретационную систему «ГЕРМЕС 3», использует ее интегрированную базу данных, систему картопостроения и инструменты визуализации. Несмотря на это комплекс имеет возможность автономного функционирования.

2. В многозадачной и многопользовательской среде реализован комплекс спектрально-корреляционного анализа данных «COSCAD UNIX».

3. Как результат применения и апробации реализованных программных средств - получена возможность существенного повышения разрешающей способности полевой сейсморазведки по выделению малоамплитудных тектонических нарушений в полях сейсмических данных. Решается задача районирования акустических свойств по сейсмическому разрезу на базе алгоритмов и программ распознавания и классификации комплексных параметрических полей на однородные области.

Описаны функциональные свойства реализованных автором программных средств в наиболее распространенных UNIX операционных системах AIX (3.x, 4.x) фирмы IBM и Solaris 2.5 фирмы Sun Microsystems является неотъемлемой частью работы.

Апробация работы

Означенные выше программные средства тестировались на работу в операционных системах AIX 3.x, 4.x и Solaris 2.5 на платформах IBM RS/6000 и SUNSparc [29]. Программное обеспечение прошло апробацию при анализе реальных сейсмических данных 2D на месторождении Узбекское в Западной Сибири и данных ЗБ-сейсморазведки по южному кубу на территории Приобского месторождения.

Заключение диссертации по теме «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», Борисов, Василий Валерьевич

Результаты работы, изложенные в четвертой главе, позволяют сформулировать второе и третье защищаемые положения: чподики погори юнтпого ина чаи сейсмических

•ить информативность 21) и отражения от не ичюго юлнительнут структурную геом или , ения моишости исследуемого ктного и точного построения \рождений щреляционного I \'/\>, совместно с алгоритмами погори нттного ана.шш системы «/МЛ 1 \ll.TR» примененные к временным сейсмическим рацуезим и разрезам динамических параметров повышают ра ¡решающую способность исследуемых данных и позволяют идеитифииирочать и выделять такие слабоконтрастные геологические обьекты как слибонроявленные тектонические оислокииии. прослеживать поверхность фундамента, вывелить нарушения его сплошности и его тектонические особенности, что в конечном счете, способствует более точному построению тектоно-фишческил моОелей нефтегазовых месторождений.

Заключение

В заключении сформулируем основные выводы вытекающие из проведенных исследований:

1) анализ современного состояния существующих информационных средств показывает, что реализация геофизических программных средств в многозадачных и многопользовательских операционных системах значительно повышает их функциональные возможности, мощность и производительность;

2) проведенные опытные работы по оценке качественных и структурных свойств геологического разреза на базе анализа динамических параметров позволяют рекомендовать для погоризонтного анализа следующие параметры: мгновенная амплитуда, мгновенная фаза, мгновенная частота, униполярная фаза;

3) разработанные алгоритмы анализа 2D и ЗО-сейсмических данных, включают: a) оценку фоновой составляющей поля сейсмического параметра путем двумерной адаптивной энергетической фильтрации, b) обнаружение слабо проявленных аномальных эффектов на базе проверки статистических гипотез, c) выделение структурных особенностей полей сейсмических параметров путем расчета их градиентных характеристик, d) распознавание аномалиеобразующих объектов по комплексу сейсмических параметров, e) классификацию сейсмического разреза в пространстве комплекса полей на однородные области;

4) созданы программный комплекс погоризонтного анализа 2D и ЗО-полей сейсмических динамических параметров «PARAMETR», интегрированный в сейсмическую интерпретационную систему «ГЕРМЕС 3» и комплекс спектрально-корреляционного анализа данных «COSCAD UNIX»;

5) реализованы методики комплексного анализа 2D и ЗО-полей сейсмических динамических параметров, на базе которых можно рекомендовать следующую последовательность построения трехмерных тектонических моделей: a) реализация трехмерных сейсмических наблюдений, b) построение погоризонтных карт и вертикальных сечений куба сейсмической записи, c) расчет векторов градиентов сейсмических трасс, d) безэталонная классификация по комплексу полей сейсмических и полученных трансформант, е) анализ полученных результатов с выделением и прослеживанием разрывных нарушений и создание тектонических моделей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Борисов, Василий Валерьевич, 1999 год

Литература

1. Сотрудничество стран - членов СЭВ в области автоматизированной обработки геофизической информации // Сборник докладов научно -практической конференции, посвященной десятилетию сотрудничества. Координационный центр «Интернефтегеофизика». М.: Издательский отдел Управления делами Секритариата СЭВ, 1986. - 460 с.

2. А.А.Никитин. Теоретические основы обработки геофизической информации: учебник для вузов. - М.: Недра, 1986. - 342 с.

3. Сейсморазведка: Справочник геофизика. В двух книгах. / Под ред. В.П.Номоконова. Книга первая. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. -336 е.: ил.

4. Сейсморазведка: Справочник геофизика. В двух книгах. / Под ред. В.П.Номоконова. Книга вторая. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. -400 е.: ил.

5. Р.Мак-Куиллин, М.Бекон, У.Барклай. Введение в сейсмическую интерпретацию. Пер. с англ. Е. А. Ефимовой. / Ред. пер. А. М.Епинатьева. -М.: Недра, 1985.-308 с.

6. Сейсмическая стратиграфия. / Под ред. Ч. Пейтона. В 2-х частях. Пер. с англ. Г. А. Былевского и Ю. Г. Такаева под ред. Н. Я. Кунина и Г.Н. Гогоненкова. - М.: Мир, 1982. 848 с. Часть 2.

7. И. А. Мушин. Конструирование алгоритмов и графов обработки данных сейсморазведки. - М.: Недра. 1983. - 264 с.

8. В. В. Борисов. Алгоритм и программа расчета динамики отраженных волн в слоистой среде (в учебных целях) // Конф. профессорско -преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и студентов МГГА. «Новые достижения в науках о Земле». 4-25 апреля 1994 г. Тезисы докл. / Под ред. А.К. Соколовского. М., 1994. С. 41.

9. Widess M.B. Quantifying resolving power of seismic systems. - Geophysics, vol. 47, №8,1982.-P. 1160-1173.

10. UNIX, X WINDOW, MOTIF. Библиотека программиста на рабочей станции. Основы программирования. Часть 1. / Под ред. А. Ю. Рябова. - М., АО «Аналитик», 1994 , 252 с.

11. UNIX, X WINDOW, MOTIF. Библиотека программиста на рабочей станции. Основы программирования. Часть 2. / Под ред. А. Ю. Рябова. - М., АО «Аналитик», 1994 ,260 с.

12. О.К.Дегтярев. Введение в UNIX. - M., МП «Память», 1991. - 96 с. ISBN 587410-017-5.

13. Г. С. Сик, Дж. У. Селф. Анализ сейсмических данных с высокой разрешенностью. В книге: Сейсмическая стратиграфия. Часть 2. / Под ред. Ч. Пейтона. М.: Мир. 1982. С. 598 - 644.

14. С.А.Айвазян, В.М.Бухштабер, И.С.Енюков, Л.Д.Мешалкин. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности. Справ, изд. / Под ред. С.А.Айвазяна. - М.: Финансы и статистика. 1989. - 607 с.

15.Птецов С.Н. Анализ волновых полей для прогнозирования геологического разреза. - М.: Недра, 1989. - 135 е.: ил.

16. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсмическая разведка. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1980.-551 с.

17. Гертнер X., Климмер Г. Об определении рациональной плотности сейсмических наблюдений по величине зоны Френеля. - В кн.: Сборник докладов второго научного семинара стран - членов СЭВ по нефтяной геофизике. Том I. Сейсморазведка. -М.: изд. СЭВ. 1982. -430 с.

18. Гогоненков Г.Н., Птецов С.Н. Сейсморазведка высокого разрешения. - М.: ВНИИОЭНГ, 1981.-26 с.

19. Авербух А.Г., Гриншпун А.В., Птецов С.Н., и др. Информативность различных параметров волнового поля при прямых поисках месторождений углеводородов. - В кн.: Сборник докладов второго научного семинара стран

- членов СЭВ по нефтяной геофизике. Том I. Сейсморазведка. - М.: изд. СЭВ. 1982.-С. 158-170.

20. Никитин А.А. Статистические методы выделения геофизических аномалий. -М.: Недра, 1979.

21. Птецов С.Н., Гриншпун А.В. Применение погоризонтного динамического анализа сейсмических записей для выявления залежей нефти и газа. -Разведочная геофизика, вып. 97. - М.: Недра, 1984. - С. 3-10.

22. Сейсмическая стратиграфия. / Под ред. Ч. Пейтона. В 2-х частях. Пер. с англ. Г. А. Былевского и Ю. Г. Такаева под ред. Н. Я. Кунина и Г.Н. Гогоненкова.

- М.: Мир, 1982. - 373 с. Часть 1.

23. Чистов П.И., Кондратьев И.К. Оценка эффективности оптимальной многоканальной фильтрации с учетом амплитудного и фазового разбросов сейсмических сигналов. - Прикладная геофизика, вып. 82. - М.: Недра, 1976. -С. 61-75.

24. Taner М.Т., Koehler F., Sheriff R.E. Complex seismic trace analysis. -Geophysics, 1979, vol. 44, N.6. - P. 1041 - 1063.

25. Three Dimensional Data Improve Reservoir Mapping. Piet A. Ruijtenberg, Ray Buchanan and Paul Marke, Shell Intl. Petroleum Mij. Distributed courtesy of Halliburton Geophysical Services Inc. Reprinted from January 1990 issue of Journal of Petroleum Technology.

26. Seismic attributes in the characterization of small-scale reservoir faults in Abqaiq Field. Paul Lawrence, Saudi Aramco, Dhahran, Saudi Arabia. The Leading EDGE, April 1998, Vol. 17, No. 4, p. 521-525.

27. Improving Seismic Data for detailed structural interpretation. Jonny Hesthammer, Statoil, Bergen, Norway. . The Leading EDGE, February 1999, Vol. 18, No. 2, p. 226-247.

28. Борисов B.B. Анализ температурного поля образцов горных пород при их теплофизических исследованиях методом оптического сканирования // Конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и студентов МГГА. "Новые достижения в науках о Земле". 5-25 апреля 1993 г. Тезисы докл. / Под ред. А.К. Соколовского, И.Ф. Романовича. М., 1993. С. 46.

29. Борисов В.В. Об обработке результатов ультразвуковых исследований. Сообщения по программному обеспечению. М.: ВЦ РАН, 1997. 19 с. (Адрес электронной публикации в Internet - http://www.ccas.ru/~borisov/uip.htm).

30. Петров A.B., Борисов В.В. Комплекс спектрально - корреляционного анализа трехмерных данных КОСКАД 3D // Вопросы теории и практики геологич. интерпретации гравитационных, магнитных и электрич. полей. М.: ОИФЗ РАН, 1997. С. 26-27. (Адрес электронной публикации в Internet -http://www.ccas.ru/~borisov/cos koi.htm).

31. Борисов В.В., Сургучев J1.M. Национальный банк геофизических и геолого-промысловых данных Норвегии // Геоинформатика. 1997 . N5. С. 33-42.

32. Борисов B.B. PetroBank MDS. Технология и режим функционирования. CD "ГИС Форум"98" // Материалы V Всероссийского форума "Геоинформатика. Природопользование. Управление. Бизнес." М.: ГИС-Ассоциация, 1998 г.

33. Борисов В.В. Программное обеспечение погоризонтного динамического анализа. (Адрес электронной публикации в Internet -http://www.ccas.ru/~borisov/hor.htm).