2. Признаки выделения разрывных нарушений по сейсмическим данным.

Выделение и прослеживание разрывных нарушений. Обна­ружение и прослеживание разрывных нарушений - важный эле­мент интерпретации сейсмических данных. Особенности разрыв­ной тектоники, определяющей основные черты тектонического строения и условия формирования залежей нефти и газа, трудно оцениваются по скважинам, которые обычно немногочисленны и не всегда надежно фиксируют зоны нарушений. На сейсмических данных разрывная тектоника проявляется в виде характерных изменений кинематики и динамики волновой картины, рассмат­риваемых как прямые и косвенные признаки разрывных наруше­ний.

Основными признаками разрывных нарушений являются:

- резкие сдвиги сейсмических горизонтов по обе стороны от разрыва сплошности горных пород,

- потеря корреляции пачек сейсмических горизонтов и появ­ление локальных зон рассеянной энергии вследствие дифракции волн в областях разрыва этих горизонтов.

Выделение и трассирование сбросов надежнее производить по данным 3D сейсморазведки, чем по 2D, так как в последнем слу­чае идентификация сбросов между соседними профилями может быть ошибочной. Непрерывный объем данных и возможность получений его вертикальных и горизонтальных сечений позво­ляют избежать подобных ошибок и уверенно выделять не только вертикальные смещения, но и сдвиги. Указанные выше признаки используются в программах компьютерного обнаружения и прослеживания нарушений в 3D сейсморазведке. Первый из них основан на изменении в местах нарушений когерентности коле­баний, т.е. исчезновении или ослаблении отражений от границ. В основе подхода лежат статистические методы выделения облас­тей некогерентности отражений. Результатом является построе­ние так называемого куба когерентности, который позволяет прослеживать зоны отсутствия отражений, т.е. нару­шения непрерывно внутри объема среды. Другой подход опира­ется на выделение дифрагированных волн, возникающих в зонах нарушений. Эта задача может решаться в рамках миграционных процедур, позволяющих ослабить энергию отражений и лучше выделить сфокусированную энергию дифрагированных волн не­посредственно в области разрыва.

Выделение и трассирование малоамплитудных нарушений вы­зывает затруднения, обусловленные ограниченной вертикальной разрешающей способностью сейсморазведки. В этом случае ис­пользуются косвенные признаки наличия нарушений, такие как резкое изменение углов наклона отражающих границ в зонах, примыкающих к нарушению, резкое изменение кривизны границ и др. В некоторых случаях, особенно когда плоскости разрывов сильно отклоняются от вертикали, они могут фиксироваться как отражающие границы.

3. Для чего используются атрибуты наклона и кривизны сейсмических границ. (Тут как получаются эти атрибуты и для чего используются).

Геометрические атрибуты приме­няются для решения структурных задач. Основой для определе­ния геометрических атрибутов служат 2D и 3D сейсмические изображения и выделяемые по ним сейсмические поверхности. Некоторые из методов анализа изображений заимствованы из других отраслей, решающих подобные задачи (анализ аэрокосми­ческих изображений, криминалистика и пр.). В принципе всю интересующую структурную информацию можно разделить на две части: регулярную (когерентную) часть, связанную с отра­жающими границами, и нерегулярную (некогерентную) часть, связанную с перерывами регулярности отражений в местах раз­рывных нарушений, наличием неоднородностей небольших по сравнению с длиной волны размеров (каналы, русла и пр.). В свою очередь, когерентная информация может потребовать более подробной дифференциации, отображающей характер отражаю­щих границ, изменения их наклонов и азимутов падения, кри­визны и пр. В некоторых случаях сведения о разрывных наруше­ниях малой амплитуды можно получить, только детально изучая особенности поведения отражающих границ.

Объемные геометрические атрибуты. Принцип разделения информации на когерентную и некогерентную части положен в основу различных статистических способов анализа сейсмиче­ских изображений. Простейший способ анализа 2D сейсмических изображений можно представить в виде их сканирования не­большими, включающими несколько трасс, прямоугольными временными окнами шириной W, рассчитанными на то, что ло­кальные участки отражающих границ можно считать плоскими. В заданной точке анализа (*, t) окно поворачивается относитель­но его центра с некоторым шагом в пределах выбранных начальных и конечных наклонов. При каждом наклон производится расчет когерентности информации, находящейся в пределах окна. Точке анализа присваивается значение наклона соответствующее наклону окна с максимальной когерентностью поскольку окна с наибольшей когерентностью совпадают с осями синфазности отражений. Подобный анализ для всех точек мат­рицы разреза позволяет получить атрибут наклонов отражающих границ.

Если в данном 2D случае когерентность рассматривать при­менительно к комплексным трассам и во временном окне W то за оценку когерентности можно принять меру подобия, опреде­ляемую отношением общей энергии суммарной трассы в преде­лах окна W к сумме энергий слагаемых трасс в пределах того же временного окна:

Здесь U (x, tв) и V (x, te) - реальная и сопряженная трассы, tв = t ± (т - l) Δ t/2, где Δ t - шаг приращения времени на трассу, т = 1, 2,М - номера перебора наклонов.

Подобный подход дает больший эффект при анализе объем­ных изображений, поскольку возникает возможность классифи­цировать отражения не только по наклону, но и по азимуту па­дения. Для этого можно использовать окно анализа в виде круга, центрированного относительно точек анализа и пересекающего определенное количество трасс. Время t в центре окна и кажущиеся наклоны рх и ру в направлениях х и у опреде­ляют локальную плоскую ось синфазности, максимальное истин­ное падение которой будет определяться как

Сканирование таким окном 3D изображения при неизменном положении центра окна и различных значениях рх и ру позволяет выделить наклон и азимут плоскости наибольшей когерентности и получить истинный наклон и азимут отражений для заданного положения центра. Подобный анализ с центрами во всех точках объемной матрицы дает возможность получить мгновенные объемные атрибуты наклонов и азимутов границ. Заметим, что для определения 3D когерентности анализ также проводится во временном окне W.

В зависимости от того, какие объекты необходимо подчеркнуть, применяют окна когерентности, захватывающие разное количество анализируемых трасс и различной ширины W. Для выделения объектов, имеющих малую протяженность по горизонтали, используют окна, включающие малое число трасс (3-5). Если при этом измеряются значения не наибольшей когерености, а наименьшей, то получаемый объемный атрибут называется кубом когерентности (вернее его назвать кубом некогерентности). Этот атрибут характеризует места нарушения непрерывности отражений и может указывать на разрывные нарушения, угловые несогласия, выклинивания, изменения литологии, поровых флюидов, давления и пр.

Геометрические атрибуты применительно к выделенным сейсмическим поверхностям. Выделенные в виде карт сейсмические поверхности, особенно те, которые ограничивают интересующие объекты или расположены близко к ним, могут быть также дополнительно исследованы для локализации мест изменения наклонов и азимутов или изменения кривизны этих поверхностей. Такие данные могут быть полезны для выявления или подтверждения малоамплитудных нарушений и зон трещиноватости. Для этого определяются атрибуты в виде первой и второй производной от представленной поверхностью пространственной функции (карты перегибов и наклонов) и карты атрибутов кривизны поверхности.

Из дифференциальной геометрии известно, что кривизна показывает, как кривая в каждой ее точке отличается от прямой линии и в двумерном случае (в координатах х, у) описывается как

Величина, обратная кривизне R = 1/К, является радиусом кривизны и связана с понятием окружности, касательной к кривой. На рис. 10.5, а показан фрагмент разреза и окружности, касательные к горизонту 1-1. Окружности ниже горизонта соответствуют положительной кривизне, выше горизонта - отрицательной, а плоские части горизонта - нулевой кривизне.

В трехмерном случае кривая может быть представлена как пересечение поверхности плоскостью, причем кривизна линии пересечения может быть вычислена в каждой ее точке. Из мно­жества таких пересечений наиболее интересным представляется подмножество, создаваемое плоскостями ортогональными к по­верхности и называемое нормальными кривизнами. Среди нор­мальных кривизн, проходящих через заданную точку поверхно­сти, можно выделить единственные сечения, определяющие мак­симальную кривизну Кmах и перпендикулярную к ней минималь­ную кривизну Kmin . Эти два атрибута поверхности называются главными кривизнами. Считается, что атрибут макси­мальной кривизны помогает выявлять и изучать геометрию раз­рывных нарушений. Разрывные нарушения на картах этого атри­бута определяются в местах перехода от положительных к отри­цательным значениям Kmax, т.е. положение плоскости сброса мо­жет быть определено по смене знака кривизны. Большие значе­ния Kmin также могут являться потенциальными индикаторами разломов и положения зон трещиноватости. Оценка кривизны нормального сечения в направлении максимального падения оп­ределяет кривизну наклона Кнакл. Считается, что этот атрибут ха­рактеризует как амплитуду, так и направление тектонических элементов горных пород.

Всего предложно порядка 10 атрибутов кривизны. Их сопос­тавление со структурными поверхностями позволяет детальнее интерпретировать структурные карты в областях с резкими гра­диентами значений структурных отметок. Атрибутный анализ кривизн отражений осуществляется также непосредственно по сейсмическим изображениям.

Из теста:

1. Для чего пользуются кубом когерентности? Для определения разрывных нарушений.

2. Для чего используются атрибуты кривизны? Для определения антиклинальных структур.