Восстановление коэффициента отражения по нормали Recovery of normal reflection coefficient

GALPERIN READINGS-2009GALPERIN READINGS-2009 11

Использование обменных поперечных Использование обменных поперечных волн для восстановления нормальной волн для восстановления нормальной

отражательной характеристики разреза и отражательной характеристики разреза и повышения разрешенности изображенияповышения разрешенности изображения

ЕлисеевЕлисеев В.Л.*, ТабаковВ.Л.*, Табаков А.А.**, Баев А.В.***, КалванА.А.**, Баев А.В.***, Калван Л.В.*, Л.В.*, Ференци В.Н.*, МухинФеренци В.Н.*, Мухин Д.А.****, КолосовД.А.****, Колосов А.С.****, А.С.****,

ОгуенкоОгуенко Д.В.*Д.В.*(* ООО «ГЕОВЕРС», Москва, ** ОАО «ЦГЭ», Москва, *** МГУ, (* ООО «ГЕОВЕРС», Москва, ** ОАО «ЦГЭ», Москва, *** МГУ,

Москва, **** ООО «УНИС», Санкт-Петербург)Москва, **** ООО «УНИС», Санкт-Петербург)

Using of converted shear waves to restore normal medium reflectivity and to increase resolution of an

image

Eliseev V.L.*, Tabakov A.A.**, Baev A.V.***, Kalvan L.V.*, Ferentsi V.N.*, Muhin D.A.****, Kolosov A.S.****, Oguenko D.V.*

(* GEOVERS Ltd., Moscow, ** CGE JSC, Moscow, *** MSU, Moscow, **** UNIS Ltd., Saint Petersburg)


Восстановление коэффициента отражения по Восстановление коэффициента отражения по нормалинормали

Recovery of normal reflection coefficientRecovery of normal reflection coefficient

при следующих условиях:при следующих условиях: малый перепад скоростей на малый перепад скоростей на

границе раздела средыгранице раздела среды малый угол падения малый угол падения θθ малая величина отклонения малая величина отклонения

отношения отношения VsVs//Vp Vp от величины 0.5 от величины 0.5

Табаков А.А. и Баев А.В. (2007) показали, что из уравнений Нота-Цёпритца для коэффициента отражения по нормали следует зависимость от коэффициентов отражения волн PP и PS при падении под углом θ :

)()sin(2

1)(0 pspppp AAA

Tabakov A.A. and Baev A.V. (2007) showed that normal reflection coefficient may be derived from Nott-Zoeppritz equations as a dependence from reflection coefficients for PP and PS waves at θ incidence angle:

with next conditionswith next conditions:: small difference of velocity small difference of velocity

change on the layers boundchange on the layers bound small incidence anglesmall incidence angle θθ small value of deviation of small value of deviation of

VsVs//Vp ratio from 0.5Vp ratio from 0.5


Восстановление коэффициента отражения по Восстановление коэффициента отражения по нормалинормали

Recovery of normal reflection coefficientRecovery of normal reflection coefficient Эксперименты на модельных Эксперименты на модельных

данных (Табаков А.А., Барановданных (Табаков А.А., Баранов К.В. и др. (2006)) показали К.В. и др. (2006)) показали хорошую точность хорошую точность соотношениясоотношения при углах при углах θ до до 4040°°..

В отличие от известных формул В отличие от известных формул коррекции за угол падения коррекции за угол падения привлекается информация из привлекается информация из обменной обменной P-SV P-SV волныволны

Experiments with synthetic data Experiments with synthetic data (Tabakov A.A., Baranov K.V. et al. (Tabakov A.A., Baranov K.V. et al. (2006)) demonstrated good (2006)) demonstrated good precision of the dependence with precision of the dependence with incident anglesincident angles θ up toup to 40 40°°..

In opposition to known formulae In opposition to known formulae with incidence angle correction an with incidence angle correction an information from P-SV wave is usedinformation from P-SV wave is used

A pp0A ps A pp

=0..40o

1 1


Используя полученную Используя полученную формулу можно формулу можно восстановить коэффициент восстановить коэффициент отражения по нормали отражения по нормали используя данные ВСП с используя данные ВСП с дальних ПВдальних ПВ

Суммируя нормальные Суммируя нормальные коэффициенты отражения коэффициенты отражения с разных ПВ можно с разных ПВ можно увеличить отношение увеличить отношение сигнал/шум в трассе сигнал/шум в трассе однократных отраженийоднократных отражений

Для конкретной геометрии Для конкретной геометрии наблюдений нормализация наблюдений нормализация ТОО для дальних ПВ ТОО для дальних ПВ проводилась по формуле:проводилась по формуле:

Суммируя с ТОО для Суммируя с ТОО для ближнего ПВ, имеем:ближнего ПВ, имеем:

Нормализация трассы однократных отражений Нормализация трассы однократных отражений ВСПВСП

Normalization of VSP primary reflection traceNormalization of VSP primary reflection trace

SPN

k

PSk

PPk tatata

1

)(25.0)()(

)()()( 00 tatata PP

Using obtained formula it’s Using obtained formula it’s possible to restore normal possible to restore normal reflection coefficient using VSP reflection coefficient using VSP data from offset shot pointsdata from offset shot points

Sum of normal coefficients Sum of normal coefficients from several shot points one from several shot points one can increase signal/noise ratiocan increase signal/noise ratio

For exact acquisition geometry For exact acquisition geometry primary reflections from offset primary reflections from offset VSP was normalized using VSP was normalized using formula:formula:

Sum with zero-offset primary Sum with zero-offset primary reflections gives:reflections gives:


По данным акустического и По данным акустического и плотностного каротажа в были плотностного каротажа в были рассчитаны синтетические рассчитаны синтетические отражения и произведена их отражения и произведена их свертка с импульсом Рикера свертка с импульсом Рикера (80Гц)(80Гц)

Трассы однократных Трассы однократных отражений ВСП с 4 ПВ (один отражений ВСП с 4 ПВ (один ближний и три дальних) ближний и три дальних) отфильтрованы в частотный отфильтрованы в частотный диапазон синтетикидиапазон синтетики

Проведено сопоставление Проведено сопоставление синтетических отражений и синтетических отражений и реальных после нормализации реальных после нормализации путем корреляции трасспутем корреляции трасс

Сопоставление трасс однократных и Сопоставление трасс однократных и нормализованных отражений ВСП с данными нормализованных отражений ВСП с данными

ГИСГИС Comparison of VSP primary and normalized Comparison of VSP primary and normalized

reflections with synthetic reflections calculated from reflections with synthetic reflections calculated from log datalog data Synthetic reflections were Synthetic reflections were

calculated as a convolution of calculated as a convolution of Ricker impulse (80Hz) with Ricker impulse (80Hz) with reflectivity obtained from reflectivity obtained from sonic and density logsonic and density log

VSP primary reflection traces VSP primary reflection traces from 4 shot points (one zero from 4 shot points (one zero and three offsets) was filtered and three offsets) was filtered to the synthetic reflections to the synthetic reflections frequency rangefrequency range

Comparison of synthetic Comparison of synthetic reflections and real ones were reflections and real ones were performed by correlation of performed by correlation of calculated tracescalculated traces




reflections with synthetic reflections calculated from reflections with synthetic reflections calculated from log datalog data




reflections with synthetic reflections calculated from reflections with synthetic reflections calculated from log datalog data Трасса Трасса

нормализованных нормализованных отражений лучше отражений лучше описывает описывает отражательную отражательную характеристику средыхарактеристику среды, , чем традиционная ТООчем традиционная ТОО

Суммирование данных Суммирование данных многих ПВ повышает многих ПВ повышает отношение отношение сигнал/шум, что делает сигнал/шум, что делает результат более результат более достовернымдостоверным

Normalized Normalized reflection trace reflection trace describes reflectivity describes reflectivity of the medium of the medium better than better than traditional primary traditional primary reflection tracereflection trace

Sum of data from Sum of data from several shot points several shot points increases increases signal/noise ratio signal/noise ratio and makes the more and makes the more robust result robust result


Привязка трассы однократных отражений к Привязка трассы однократных отражений к разрезу ОГТразрезу ОГТ

Tie of VSP primary reflections trace with CMP Tie of VSP primary reflections trace with CMP sectionsection

0.35

ФВК CCF


Привязка трассы нормализованных отражений к Привязка трассы нормализованных отражений к разрезу ОГТразрезу ОГТ

Tie of normalized VSP primary reflections trace withTie of normalized VSP primary reflections trace withCMP sectionCMP section

0.50

ФВК CCF


Трасса Трасса нормализованных нормализованных отражений лучше отражений лучше коррелируется с коррелируется с разрезом ОГТразрезом ОГТ, , чем чем традиционная ТООтрадиционная ТОО

Результат привязки Результат привязки закономерно лучше в закономерно лучше в случае нетривиальных случае нетривиальных условий:условий: Наклонно-слоистая средаНаклонно-слоистая среда Невертикальная Невертикальная

скважинаскважина Малое отношение Малое отношение

сигнал/шум в исходных сигнал/шум в исходных данных ВСПданных ВСП

Normalized reflection Normalized reflection trace is correlated trace is correlated with CMP section with CMP section better than traditional better than traditional primary reflection primary reflection tracetrace

The tie is naturally The tie is naturally better in case of non-better in case of non-trivial conditions:trivial conditions: Non-horizontal layered Non-horizontal layered

mediummedium Deviated well trunkDeviated well trunk Small signal/noise ratio Small signal/noise ratio

in initial VSP datain initial VSP data

Привязка трассы нормализованных отражений к Привязка трассы нормализованных отражений к разрезу ОГТразрезу ОГТ

Tie of normalized VSP primary reflections trace withTie of normalized VSP primary reflections trace withCMP sectionCMP section


Детализация изображения околоскважинного Детализация изображения околоскважинного пространства в сложной геологической пространства в сложной геологической

ситуацииситуацииDetailed imaging of near well medium for complex Detailed imaging of near well medium for complex

geologygeology

Интересующая область

Area of interest




geologygeology

Нарушение?

Fault?

Reflected PP waves image




geologygeology

Reflected PS waves image

Нет нарушения?

No fault?




geologygeology

Граница нарушения

Fault’s upper boundSum of reflected PP and PS waves

images

НарушениеFault




geologygeology

Sum of reflected PP and PS waves

images

Transmitted PS waves image


Повышение разрешенности поля импедансовПовышение разрешенности поля импедансовIncreased resolution of impedance imageIncreased resolution of impedance image


Эффект повышения разрешенностиЭффект повышения разрешенностиEffect of increasing resolutionEffect of increasing resolution

Использование обменных Использование обменных поперечных отражений позволяет поперечных отражений позволяет повысить разрешающую повысить разрешающую способность трасс способность трасс нормализованных отражений, нормализованных отражений, нормализованных изображений инормализованных изображений и, , следовательно, импедансов. В следовательно, импедансов. В основе этого эффекта лежит основе этого эффекта лежит известное соотношение между известное соотношение между частотой, скоростью частотой, скоростью распространения волны и длиной распространения волны и длиной волны:волны:

Частота сейсмического сигнала не Частота сейсмического сигнала не зависит от типа волны, однако зависит от типа волны, однако Vs<Vp, Vs<Vp, поэтому длина обменных поэтому длина обменных поперечных волн будет меньше чем поперечных волн будет меньше чем у продольных. Это означает, что у продольных. Это означает, что обменные поперечные волны несут обменные поперечные волны несут информацию о более тонких информацию о более тонких особенностях среды.особенностях среды.

Using of converted shear Using of converted shear reflections allows to increase reflections allows to increase resolution of normalized resolution of normalized reflection traces, normalized reflection traces, normalized images and therefore acoustic images and therefore acoustic impedances. The effect is impedances. The effect is based on well known relation based on well known relation between frequency, wave between frequency, wave velocity and length of wave:velocity and length of wave:

Frequency of seismic signal Frequency of seismic signal does not depend on wave does not depend on wave type, but Vs<Vp, so length of type, but Vs<Vp, so length of converted shear waves will be converted shear waves will be less than pressure waves. less than pressure waves. This means that converted This means that converted shear waves bring information shear waves bring information about thinner medium about thinner medium characteristicscharacteristics

V

f


ЗаключениеЗаключениеConclusionConclusion

На реальных данных ВСП На реальных данных ВСП подтверждена эффективность подтверждена эффективность формулы Табакова-Баеваформулы Табакова-Баева для для восстановления нормальной восстановления нормальной отражательной способности отражательной способности среды с использованием среды с использованием обменных поперечных волнобменных поперечных волн..

Основные преимущества Основные преимущества методики:методики:

Восстановление коэффициента Восстановление коэффициента отражения по нормалиотражения по нормали

Повышение разрешающей Повышение разрешающей способности изображенийспособности изображений

Увеличение отношения Увеличение отношения сигнал/шумсигнал/шум

Общность используемого метода Общность используемого метода позволяет наметить пути позволяет наметить пути эффективного использования эффективного использования обменных волн в наземной обменных волн в наземной сейсморазведкесейсморазведке..

Efficiency of normal Efficiency of normal medium reflectivity medium reflectivity recovery formula of recovery formula of Tabakov-Baev by using Tabakov-Baev by using converted shear waves is converted shear waves is proved on several real proved on several real VSP objects.VSP objects.

Main advantages of the Main advantages of the method:method:

Recovery of normal Recovery of normal reflection coefficientreflection coefficient

Increased resolution of Increased resolution of imagingimaging

Higher signal/noise ratioHigher signal/noise ratio

Generality of used Generality of used method allows to point method allows to point ways of using converted ways of using converted shear waves in surface shear waves in surface seismic.seismic.

Восстановление коэффициента отражения по нормали Recovery of normal reflection coefficient

Documents

normalized reflections

comparison of vsp primary

normalized reflection

offset vsp

ccfgalperin readings

reflection coefficients

log datagalperin readings

synthetic data tabakov