Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы
Наведено алгоритм оцінки когерентності хвильового поля, який враховує нахил відбиваючих горизонтів. Показана його ефективність при рішення задач нафтогазової та вугільної геології. Обговорюються методичні питання оцінки когерентності пов’язані в підвищенням розподільної здатності. The dip-steering c...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99747 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы / Я.В. Мендрий // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 326-343. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99747 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Мендрий, Я.В. 2016-05-02T15:35:23Z 2016-05-02T15:35:23Z 2011 Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы / Я.В. Мендрий // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 326-343. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99747 550.83 Наведено алгоритм оцінки когерентності хвильового поля, який враховує нахил відбиваючих горизонтів. Показана його ефективність при рішення задач нафтогазової та вугільної геології. Обговорюються методичні питання оцінки когерентності пов’язані в підвищенням розподільної здатності. The dip-steering coherence measure of wave field method is presented. Its efficiency by solving the problem of oil-and-gas and coal geology is shown. Methodological questions coherence measure connected with increasing the resolution is discussed. Автор искренне благодарит специалистов УкрНИМИ НАН Украины и УкрГГРИ за предоставленные геолого-геофизические материалы, пожелания и замечания. Особую благодарность автор выражает д. ф.-м. н., профессору Тяпкину Юрию Константиновичу за ценные советы и консультации при подготовке работы. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| spellingShingle |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы Мендрий, Я.В. |
| title_short |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| title_full |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| title_fullStr |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| title_full_unstemmed |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| title_sort |
наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы |
| author |
Мендрий, Я.В. |
| author_facet |
Мендрий, Я.В. |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| description |
Наведено алгоритм оцінки когерентності хвильового поля, який враховує нахил відбиваючих горизонтів. Показана його ефективність при рішення задач нафтогазової та вугільної геології. Обговорюються методичні питання оцінки когерентності пов’язані в підвищенням розподільної здатності.
The dip-steering coherence measure of wave field method is presented. Its efficiency by solving the problem of oil-and-gas and coal geology is shown. Methodological questions coherence measure connected with increasing the resolution is discussed.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99747 |
| citation_txt |
Наклонно-управляемые алгоритмы вычисления когерентности волнового поля: возможности и перспективы / Я.В. Мендрий // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 326-343. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mendriiâv naklonnoupravlâemyealgoritmyvyčisleniâkogerentnostivolnovogopolâvozmožnostiiperspektivy |
| first_indexed |
2025-11-27T01:24:45Z |
| last_indexed |
2025-11-27T01:24:45Z |
| _version_ |
1850790761043329024 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
326
УДК 550.83
НАКЛОННО-УПРАВЛЯЕМЫЕ АЛГОРИТМЫ
ВЫЧИСЛЕНИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ:
ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Мендрий Я. В.
(Национальный горный университет,
г. Днепропетровск, Украина)
Наведено алгоритм оцінки когерентності хвильового поля,
який враховує нахил відбиваючих горизонтів. Показана його ефе-
ктивність при рішення задач нафтогазової та вугільної геології.
Обговорюються методичні питання оцінки когерентності
пов’язані в підвищенням розподільної здатності.
The dip-steering coherence measure of wave field method is pre-
sented. Its efficiency by solving the problem of oil-and-gas and coal
geology is shown. Methodological questions coherence measure con-
nected with increasing the resolution is discussed.
Атрибутивный анализ, как элемент интерпретации сейсми-
ческих данных, в последние десятилетия широко используется
для решения ряда геологических задач. В настоящее время число
атрибутов (количественных характеристик волнового поля) пре-
вышает полсотни, и их количество постоянно возрастает, как
благодаря введению новых, так и комбинации уже предложенных
в т.н. гибридные или мультиатрибуты [1].
Столь широкому внедрению атрибутов способствовал,
прежде всего, переход к 3D системам. Повышение кратности и
плотности наблюдений, совершенствование процедур обработки
позволили получать сейсмические изображения с высоким соот-
ношением сигнал-помеха.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
327
Определяющим критерием при выборе набора атрибутов
выступает объект поиска. Атрибуты, чувствительные к измене-
нию амплитуд, такие как инверсия и AVO анализ широко исполь-
зуются для прогноза литологических и петрофизических свойств
нефтегазовых резервуаров. Для изучения латеральных изменений
геологической среды, таких как зоны выклинивания, разрывные
нарушения, зоны повышенной трещиноватости, погребенные
русла и т.д. эффективными являются, атрибуты чувствительные к
геометрии отражений (углы падения, азимут падения, кривизна)
и форме сейсмического импульса (спектральная декомпозиция,
когерентность).
Оценка сейсмической когерентности по 3-D данным пред-
ставляет собой радикально иной способ отображения сейсмиче-
ской информации для картирования тонких структурных и лито-
логических особенностей геологического разреза. На разрезах и
срезах когерентности подчеркиваются области, связанные с
ухудшением степени прослеживаемости отражающих горизонтов
[2, 3]. Данный атрибут широко используется при картировании
малоамплитудных разрывных нарушений и зон трещиноватости
при решении задач нефтегазовой [2, 3], и угольной геологии [4].
В большинстве современных интерпретационных пакетах
когерентность вычисляется в пределах горизонтальной скользя-
щей базы. Это приводит к так называемым структурным утеч-
кам – понижению когерентности вследствие негоризонтального
залегания геологических границ [5]. Таким образом, первым ша-
гом при оценке когерентности должно быть определение поверх-
ности, вдоль которой данная оценка будет выполняться.
Цель данной работы показать эффективность и целесооб-
разность применения наклонно-управляемых схем вычисления
когерентности.
В настоящее время существует большое количество разно-
образных методов определения когерентности многоканальной
сейсмической записи. Подавляющее большинство из них, так или
иначе, связывает это понятие с отношением сигнал-помеха или,
что более удобно, с отношением энергии сигнальной компоненты
к общей энергии записи в некоторой локальной области волново-
го поля. При таком определении отсутствие сигнала характеризу-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
328
ется минимальной когерентностью, равной нулю. В свою оче-
редь, “чистый” сигнал, не искаженный никакими помехами, со-
провождается максимальной когерентностью, равной единице.
Таким образом, при расчете когерентности прямо или кос-
венно используются оценки сигнала, полученные по некоторому
набору сейсмических трасс. В основе таких оценок, как правило,
носящих оптимизированный характер, всегда лежит наше пред-
ставление о предполагаемой структуре сейсмической записи.
Количество трасс и длина временного окна регулируется
размерами поисковых объектов и определяет помехоустойчи-
вость метода. Алгоритмы оценки когерентности были изначально
разработаны и активно применяются в скоростном анализе [6, 7].
Оценка когерентности использовалась для выделения из поля
сейсмограмм ОГТ корреляционной составляющей [8, 9].
Впервые сейсмический куб данных был пересчитан в куб
когерентности в 1995 году (Bahorich and Farmer). Здесь в качестве
меры когерентности было предложено использовать нормиро-
ванную кросс-корреляционную функцию [10]. Хотя в анализе
принимало участие пять трасс (центральная и ближайшие к ней в
х и y направлениях), непосредственно, функция взаимной корре-
ляции вычислялась между двумя трассами. Отсюда основной не-
достаток алгоритма – низкая помехоустойчивость.
Впоследствии, было предложено значительное количество
способов оценки когерентности, основанных на: многоканальном
коэффициенте подобия [11], собственных значениях ковариаци-
онной матрицы [12], локальной структурной энтропии [13], при-
менении статистик более высоких порядков [14]. Каждая из при-
веденных оценок характеризуется рядом преимуществ и недо-
статков. В частности, многоканальный коэффициент подобия ха-
рактеризуется большей устойчивостью в присутствии шума, но
достаточно низкой разрешающей способностью. Оптимизиро-
ванные алгоритмы [12, 13], обеспечивающие достаточно высокое
разрешение оценки когерентности, не содержат непосредственно
учет наклона рефрактора.
В данной работе в качестве меры когерентности принято
отношение первого собственного значения ковариационной мат-
рицы к общей энергии записи. Этот подход впервые предложен в
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
329
работе [12] и сейчас широко использующийся на практике. Он
относится к оптимизированным, и допускает произвольное варь-
ирование амплитуд сигнала между каналами при постоянной
дисперсии помех.
Рассмотрим скользящее в пространстве и во времени окно, в
пределах которого выполняется расчет когерентности. Пусть оно
состоит из М трасс и L отчетов на каждой трассе.
Представим информацию в окне в следующей матричной
форме:
NSX += , (1)
где { }iksS = и { }iknN = – соответственно сигнальная и шу-
мовая компоненты записи { }ikxX = ; i=1,2,…,L; k=1,2, ,M. С уче-
том временных сдвигов, выравнивающих сигнал во времени, он
предполагается имеющим одинаковую форму, { }T
LsssS ,...,, 21= ,
но произвольную амплитуду, { }T
Maaaa ,...,, 21= , на разных трас-
сах. Поэтому он может быть представлен как:
TsaS = , (2)
где Т – операция транспонирования, kiik ass = . Отметим, что
амплитуда 0=ka свидетельствует об отсутствии сигнала, а
0<ka – об условно отрицательной полярности сигнала.
В свою очередь, шум будем считать независимым от сигна-
ла и между каналами стационарным нормальным случайным
процессом с нулевым средним и зависящей от номера канала
дисперсией 2
kσ . Это предполагает, что в наборе данных, подвер-
гаемых расчету когерентности, регулярные помехи предвари-
тельно устранены.
Выполним сингулярное разложение матрицы Х, сделав
предварительно вполне естественное предположение, что ML ≥ .
Тогда
∑=
=
M
l
T
lll uvX
1
γ , (3)
где lγ , lv и lu – сингулярные числа, левосторонние сингу-
лярные векторы и правосторонние сингулярные векторы матрицы
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
330
Х, соответственно. При этом сингулярные числа lγ равны поло-
жительным квадратным корням из lλ , соответствующих соб-
ственных значений корреляционной матрицы XXF T= , а векто-
ры lv и lu – ортонормированные: lmm
T
l vv δ= , lmm
T
l uu δ= , где lmδ –
символ Кронекера. Сингулярные числа предполагаются упорядо-
ченными по убыванию: mγγγ ≥≥≥ ...21 .
В соответствии с теоремой Экарти-Янга, оптимальной оцен-
кой сигнала в этом случае является первый член разложения (3),
равный Tuv 111γ . Поскольку его энергия равна 1
2
1 λγ = , а полная
энергия записи может быть представлена как ∑∑
==
==
M
l
l
M
l
lFFTr
11
)( λ ,
когерентность можно рассчитать по формуле
∑
=
=
M
l
l
C
1
1
λ
λ
. (4)
Для изучения аномалий волнового поля, возникающих при
распространении упругих волн в трещиноватых средах, и оценки
возможности их отображения в поле когерентности, выполнено
математическое моделирование сейсмограмм в пакете программ
Tesserаl-2D канадской компанией Tesseral Technology Inc. Мо-
дель представляет собой горизонтальную тонкослоистую среду
(рис. 1а). Скорость в как функция глубины в этом случае была
выбрана как реализация случайного процесса, равномерно рас-
пределенного в интервале [3900, 4100] м/с. Модель содержит три
вертикальные зоны протяженностью 1 км и мощностью 50 м. Они
отстоят друг от друга на расстояние полкилометра, характеризу-
ются одинаковой скоростью 3,7 км/с и имитируют вертикальные
трещиноватые зоны.
Для получения набора синтетических сейсмограмм исполь-
зовался алгоритм конечно-разностного расчета на основе реше-
ния акустического волнового уравнения. Затем, эти сейсмограм-
мы были подвергнуты глубинной миграции Кирхгофа до сумми-
рования с постоянной скоростью 4 км/с, и в результате был полу-
чен глубинный разрез, изображенный на рис. 1б.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
331
Рис. 1. Тонкослоистая глубинно-скоростная модель с тремя
вертикальными неоднородностями (а), соответству-
ющий глубинный сейсмический разрез после мигра-
ции (б) и результаты расчета когерентности С (в) и
С(1) (г)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
332
Следует отметить, что для зон разрывных нарушений и
трещиноватости характерно наличие интенсивных дифрагиро-
ванных волн, которые в ряде методик являются диагностическим
критерием [15, 16], а при оценке когерентности выступают поме-
хами. Их подавление лишь частично возможно в процессе мигра-
ции после суммирования. Поэтому, как показано в работе [17],
для повышения надежности определения и локализации ограни-
ченных по латерали объектов, данные должны быть подвергнуты
престековой миграции во временной либо глубинной областях.
Оценка когерентности, выполненная вдоль этого разреза
(рис. 1 в), показывает, что вертикальные зоны порождают участки
резкого падения когерентности, положения которых хорошо сов-
падает с положением зон трещиноватости.
Обращает на себя внимание тот факт, что ширина аномалии
определяется реальным размером плюс окно анализа. Причем па-
дение когерентности в области аномалии обратно пропорцио-
нально количеству трасс участвующих в расчете. Ширина окна
определяет устойчивость и разрешающую способность алгорит-
ма. Чем больше трасс участвует в расчете, тем точнее определя-
ется форма сигнала и, как следствие, меньше случайный разброс
значений. Но, с другой стороны, использование большого коли-
чества трасс приводит к тому, что узкие зоны аномальных значе-
ний растягиваются и сглаживаются. При достаточно высоком со-
отношении сигнал-шум, часто свойственном сейсмическим изоб-
ражениям после современной обработки, можно повысить гори-
зонтальную разрешающую способность методов оценки коге-
рентности. Для этого определим когерентность как отношение
энергии сигнальной компоненты к общей энергии центральной
трассы в скользящей вдоль сейсмического изображения базе.
В этом случае мера когерентности может быть выражена как
ц
ц
E
u
C 11
)1(
λ
= , (5)
где цE – энергия на центральной трассе скользящей базы,
цu1 – центральный отсчет первого левостороннего вектора сингу-
лярного разложения из формулы (3).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
333
Такая оценка (рис. 1 г) обладает явно более высокой разре-
шающей способностью.
Что касается длины базы по вертикали (времени), то помимо
нахождения компромисса между разрешением и устойчивостью
алгоритмов оценки когерентности, следует помнить о том, что
выдержанные по латерали и вертикали относительно крупные
объекты будут лучше видны на изображениях когерентности с
большими окнами (50 - 100 мс), в то время как малоамплитудные
невыдержанные разрывные нарушения находят отражения при
малых временных базах (10 - 40 мс) [18].
Когерентность вдоль сейсмического изображения вычисля-
ется в двух вариантах: вдоль отражающего горизонта или по все-
му объему данных.
Оценка когерентности вдоль горизонта в ряде случаев дает
более устойчивые результаты, но не лишена субъективизма, обу-
словленного корреляцией отражающих горизонтов [19]. Хотя,
пожалуй, основным ее недостатком является то, что такая оценка
может быть выполнена только вдоль пропикированных горизон-
тов, что вносит ряд неоднозначностей в получение целостного
изображения геологической среды. Объемная оценка когерентно-
сти лишена данного недостатка, но при ее вычислении и анализе
следует помнить о некоторых особенностях. Во-первых, мы по-
лучаем различные оценки в пределах интенсивных отражений и
межреперной толщи. Это приводит к появлению на разрезах ко-
герентности протяженных зон пониженной интенсивности, кото-
рые повторяют поведение отражающих горизонтов и обусловле-
ны отсутствием интенсивных отражений в пределах скользящей
базы. Если при интерпретации разрезов такие зоны могут быть
легко отбракованы, то на срезах, в случае наклонного залегания
границ это может приводить к некоторой двусмысленности. В
том случае, когда когерентность вычисляется с целью картирова-
ния субвертикальных разрывных нарушений и зон трещиновато-
сти, в литературе рекомендуется применять к кубу когерентности
специальные фильтры направленного действия [20].
Вторая особенность связана непосредственно с наклонным
поведением отражающих границ, которое, в случае горизонталь-
ной скользящей базы, обуславливает появление на срезах и раз-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
334
резах когерентности структурных утечек – областей понижения
когерентности не имеющих под собой геологической основы. Та-
ким образом, первым шагом при оценке когерентности должно
быть определения поверхности, вдоль которой данная оценка бу-
дет производиться.
В литературе предложено значительное количество т.н.
наклонно-управляемых алгоритмов расчета когерентности. В ря-
де случаев определение поверхности и оценка когерентности
производятся раздельно [21, 22], в то время как в других алго-
ритмах положение поверхности непосредственно не определяет-
ся. Здесь когерентность вычисляется вдоль некоторого набора
поверхностей, и ее максимальное значение принимается как ис-
тинное [23]. Вторая группа методов, хотя и обладает, в некоторых
случаях, большей устойчивостью, требует значительных вычис-
лительных затрат. По сравнению с обычные алгоритмами расчета
когерентности такие наклонно-управляемые схемы увеличивают
скорость счета в 100-200 раз.
В данной работе для учета наклона рефрактора предложено
вычислять когерентность вдоль поверхности второго порядка,
аппроксимируемой полиномом второго порядка. [24]:
feydxcxybyaxyxz +++++= 22),( (6)
Уравнение поверхности z(x,y) может быть найдено решени-
ем системы уравнений относительно коэффициентов a, b, c, d, e,
f. Для этого определяются временные сдвиги между центральной
и соседними трассами, посредством функции взаимной корреля-
ции. Безусловно, функция взаимной корреляции по двум трассам
не является достаточно надежной оценкой, но избыточность дан-
ных позволяет получить переопределенную систему линейных
уравнений. Ее решение методом наименьших квадратов с итера-
ционным уточнением корней обеспечивает устойчивость данной
наклонно-управляемой схемы.
Наличие аппроксимирующей поверхности позволяет рас-
считывать дополнительную характеристику – кривизну. Данный
геометрический атрибут чувствителен к локальным изгибам от-
ражающих горизонтов и его, наряду с когерентностью, можно
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
335
рассматривать как признак проявления областей тектонических
нарушений в волновом поле [25].
Среди многообразия атрибутов объемной кривизны
наибольший интерес при картировании зон разрывных наруше-
ний и трещиноватости представляют максимальные положитель-
ные и отрицательные кривизны, оценка которых осуществляется
на основе коэффициентов уравнения (6) по следующим форму-
лам:
( ) 2
1
22
+−++= cbabakpos , (7)
( ) 2
1
22
+−−+= cbabakneg . (8)
В качестве примера настоящих исследований рассмотрим
результаты, полученные на одной из площадей в Днепровско-
Донецкой впадине и в пределах шахты «Краснолиманская» До-
нецкого угольного бассейна.
На рисунках 2 а и 2 б приведены разрезы, перпендикуляр-
ные оси антиклинали в пределах одного из газовых месторожде-
ний ДДВ, через кубы когерентности, рассчитанные по формуле
(5) без и с привлечением алгоритма учета наклона отражающих
горизонтов соответственно. Очевидно, что столь значительное
отличие от горизонтального строение геологической среды, обу-
славливает малые эффективность и надежность стандартной схе-
мы вычисления когерентности с горизонтальной скользящей ба-
зой анализа. В то же время на разрезе, полученном по наклонно-
управляемой схеме, достаточно уверенно прослеживаются непо-
средственно антиклиналь, разрывные нарушения в крыльях
структуры, обусловленные, скорее всего, вертикальными по-
движками в фундаменте и ограничивающие антиклинальное под-
нятие, безкорневые субвертикальные трещины отрыва в своде
складки. Поведение вытянутой в меридиональном направлении
антиклинальной структуры отображено на временных срезах на
уровне 1,5 с через те же кубы когерентности (рис. 2 в и рис. 2 г
соответственно). Здесь видно, что учет наклона позволил более
уверенно проследить разрывное нарушения, ограничивающее ан-
тиклиналь с востока.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
336
Геологическое строение участка шахтного поля «Красноли-
манская» характеризуется более пологим залеганием осадочной
толщи (рис. 3а). Поэтому различие между горизонтальным и
наклонно-управляемым кубами когерентности не столь значи-
тельно, как в предыдущем примере. Однако, анализируя времен-
ные срезы на уровне 0,4 с, следует обратить внимание на анома-
лию юго-западного простирания, показанную стрелками. Эта
аномалия практически не находит отображения на наклонно-
управляемом срезе и на срезе максимальной отрицательной кри-
визны, что позволяет отнести ее к структурным утечкам, связан-
ным с увеличением углов падения отражающего горизонта l3
вблизи Центрального надвига.
Помимо временных срезов и разрезов когерентность может
быть представлена вдоль поверхности отражающего горизонта,
т.н. стратиграфический срез. Такие срезы очень удобны в интер-
претации. Для уменьшения субъективного фактора, связанного с
корреляцией отражающих горизонтов, автором предлагается ис-
пользовать тот же наклонно-управляемый подход, что и при вы-
числении объемной когерентности или, другими словами, выби-
рать из куба когерентности значения вдоль пропикированной по-
верхности. На примере таких стратиграфических срезов, еще раз,
но уже на реальных данных, покажем возможность повышения
разрешающей способности, благодаря оценке когерентности как
отношение энергии сигнальной компоненты к общей энергии
центральной трассы в скользящей вдоль сейсмического изобра-
жения базе. На рисунках 4а и 4б показаны стратиграфические
срезы когерентности вдоль отражающего горизонта l3, рассчи-
танные по формуле (5) и (6) соответственно в пределах скользя-
щей базы 5 × 5 трасс.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
337
Рис. 2. Разрезы, перпендикулярные оси антиклинали (а, б) и
временные срезы на уровне 1,5 с (в, г) (Днепровско-
Донецкая впадина)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
338
Рис. 3. Временные срезы когерентности С вдоль горизон-
тальной скользящей базы (а) с привлечением
наклонно-управляемой схемы (б) через куб коге-
рентности С и максимальная положительная кри-
визна (в) на уровне 0,4 с (участок шахты «Красно-
лиманская»)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
339
Рис. 4. Стратиграфические срезы вдоль поверхности отра-
жающего горизонта l3 через куб когерентности С (а),
С(1) (б), С(3) (в)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
340
Естественно, использование более локальных оценок при-
водит не только к повышению разрешающей способности (более
четко прослеживаются разрывные нарушения в северной части
западно-восточного простирания), но и к увеличению уровня
шума. Альтернативой может служить оценка когерентности, как
отношение энергии сигнальной компоненты к общей энергии
только части трасс, участвующих в анализе. На рис. 4 в показан
срез когерентности, мерой которой выступает отношение энергии
сигнальной компоненты к общей энергии девяти центральных
трасс (по аналогии назовем такую оценку С(3)), а. Здесь также,
более однозначно прослеживается аномалия западно-восточного
простирания (показана стрелками), но уровень шума уменьшен.
Приведенный выше наклонно-управляемый алгоритм оцен-
ки когерентности реализованных в авторском пакете программ.
Не вызывает сомнения актуальность проблемы выделения
разрывных нарушений и зон трещиноватости при решении задач
нефтегазовой и угольной геологии. Разрывные нарушения могут
служить, как экранами, контролирующими залежь так и каналами
миграции углеводородов. В настоящее время перспективы мно-
гих традиционных пористых коллекторов практически исчерпа-
ны, и отрасль переключилась на нефтегазоносные комплексы по-
род, коллекторские свойства которых обусловлены естественной
трещиноватостью [26].
В угольной геологии достоверная информация о тектониче-
ском строении углепородного массива способствует обеспечению
безопасности ведения горных работ. Кроме того, природные про-
цессы дезинтеграции углепородного массива можно считать од-
ним из ведущих факторов формирования областей скоплений
свободного метана [4]. Локальные нарушения сплошности угле-
породного массива, приуроченные к метановой зоне и не имею-
щие выхода на поверхность, являются благоприятными для скоп-
ления свободного метана в трещинах.
В свете вышеперечисленных задач включение в интерпре-
тационный процесс анализа когерентности и кривизны волнового
поля будет способствовать повышению достоверности и надеж-
ности в картировании разрывных нарушений и зон трещиновато-
сти.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
341
Автор искренне благодарит специалистов УкрНИМИ НАН
Украины и УкрГГРИ за предоставленные геолого-геофизические
материалы, пожелания и замечания. Особую благодарность ав-
тор выражает д. ф.-м. н., профессору Тяпкину Юрию Констан-
тиновичу за ценные советы и консультации при подготовке ра-
боты.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Chopra S., Marfurt K.J. Seismic attributes – A historical perspec-
tive // Geophysics. – 2005. – 70, № 5. – P. 3 – 28.
2. Gersztenkorn A., Sharp J., Marfurt K.J. Delineation of tectonic
features offshore trinidad using 3-D seismic coherence // The
Leading Edge. – 1999 – 18, № 4 – P. 1000–1008.
3. Довбнич М.М., Мачула М.С., Мендрий Я.В. Опыт прогноза
трещиноватых зон при изучении нефтегазоперспективности
юрских отложений Северо-Западной Сибири // Геоинформа-
тика. – 2010. – № 1. – С. 50 – 57.
4. Jingbin С., Zhensheng Z., Zhongping Z., Jian Z. Using multivari-
ate seismic attributions analysis technique to interpret minor faults
in coal seismic survey // SEG International Exposition and Annual
Meeting, Houston. – 2009. – P. 1078 – 1081.
5. Chopra S., Marfurt K.J. Gleaning meaning information from
seismic attributes // First Break. – 2008. – 26, № 9 – P. 43 – 53.
6. Neidell N.S., Taner M.T. Semblance and other coherent measures
for multichannel data // Geophysics. – 1971. – 36, № 3. – P. 482 –
497.
7. Kirlin R.L. The relationship between semblance and eigenstruc-
ture velocity estimators // Geophysics. – 1992. – 57, № 8. –
P. 1027 – 1033.
8. Карпенко И.В., Будкевич В.Б., Грищенко В.И., Познан-
ский С.М. О возможности использования метода разделения
поля суммы общей глубинной точки на коррелируемую и не-
коррелируемую составляющие // Геофиз. журн. – 1982. –
№ 2. – С. 62 – 67.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
342
9. Тяпкин Ю.К., Грищенко В.И., Познанский С.М. Мгновенная
когерентность сейсмического волнового поля // Прикладная
геофизика. – 1989. – Вып. 120. – С. 86 – 93.
10. Bahorich M.S., Farmer S.L. The coherence cube // The Leading
Edge. – 1995. – 14, № 10 – P. 1053 – 1058.
11. Marfurt K.J., Kirlin R.J., Farmer S.L., Bahorich M.S. 3-D seismic
attributes using a semblance-based coherence algorithm // Geo-
physics. – 1998. – 63, № 4 – P. 1150 – 1165.
12. Gersztenkorn A., Marfurt K.J. Eigenstructure based coherence
computations as an aid to 3-D structural and stratigraphic mapping
// Geophysics. – 1999. – 64, № 5 – P. 1468 – 1479.
13. Cohen I., Coifman R.R. Local discontinuity measures for 3-D
seismic data // Geophysics. – 2002. – 67, № 4 – P.1933 – 1945.
14. Lu W., Li Y., Zhang S., Xiao H., Li Y. Higher-order-statistics and
supertrace-based coherence-estimation algorithm // Geophysics. –
2005. – 70, № 3, – P. 13 – 18.
15. Гарин В. П., Черняков В. Г., Яшков Г. Н. Изучение тектони-
ческих нарушений дифрагированными волнами // Материалы
междунар. геофиз. конф. «Геологической службе России 300
лет». Секция 1. 2000. – С. 63 – 64.
16. Гольдин С.В., Смирнов М.Ю., Поздняков В.А., Чеверда В.В.
Построение сейсмических изображений в рассеянных волнах
как средство детализации сейсмического разреза // Геофизи-
ка. Спец. вып., 2004. – С. 23 – 29.
17. Yuan Y., Gao Y., Bai L., Liu Z. Prestack Kirchhoff time migra-
tion of 3D coal seismic data from mining zones // Geophys. Prosp.
– 2011. – 59, № 3 – P. 455 – 463.
18. Kozlov E., Baransky N., Motruk V., Rusalin A., Persidskaya L.,
Kirseleva O., Bovykin A. Integrating seismic attributes to estimate
transport properties of dual porosity reservoir rocks // First Break.
– 2009. – 27, № 5 – P. 43–52.
19. Al-Dossary S., Marfurt K.J. 3D volumetric multispectral estimates
of reflector curvature and rotation // Geophysics. – 2006. – 71,
№ 5 – Р. 41–51.
20. Admasu F., Back S., Toennies K. Autotracking of faults on 3D
seismic data // Geophysics – 2006. – 71, № 6 – Р. 49–53.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
343
21. Marfurt K.J., Kirlin R.L. 3-D broad-band estimates of reflector dip
and amplitude // Geophysics. – 2000. – 65, № 1 – P. 304 – 320.
22. Marfurt K.J., Sudhaker V., Gersztenkorn A., Crawfold K.D., Nis-
sen S.E. Coherence calculations in the presence of structural dip //
Geophysics. – 1999 – 64, № 1 – P. 104–111.
23. Marfurt K.J. Robust estimates of 3D reflector dip and azimuth //
Geophysics. – 2006. – 71, № 4 – P. 29 – 40.
24. Roberts A. Curvature attributes and their application to 3D inter-
preted horizons // First Break. – 2001. – 19, № 2 – P. 85 – 99.
25. Sigismondi M., and Soldo J.C., Curvature attributes and seismic
interpretation: Case studies from Argentina basins// The Leading
Edge. – 2003. – 22, № 11 – P. 1122 – 1126.
26. Khromova I., Link B., Marmelevskyi N. Comparison of seismic-
based methods for fracture permeability prediction // First Break.
– 2011. – 29, № 1 – P. 37 – 44.
27. Газоносность угольных месторождений Донбасса /
А.В. Анциферов, М.Г. Тиркель, М.Т. Хохлов [и др.] – Киев:
Наукова думка, 2004. – 232 с.
|