Sismologie en trois dimensions (3D) réflexion est une méthode puissante pour l’imagerie des volcans sous la surface. En utilisant des données sismologiques 3D industrielles du bassin du Tarim, nous illustrons comment extraire les filons-couches et les conduits des volcans sous la surface de cubes de données sismiques.
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Article de méthode
Méthodes de traitement des données d’imagerie sismique 3D des volcans sous la surface : des Applications pour le basalte d’inondation de Tarim
Dans cet article
Résumé
Résumé
La morphologie et la structure des systèmes de plomberie peuvent fournir des renseignements essentiels sur le taux de l’éruption et le style des champs de lave de basalte. Le moyen le plus puissant pour l’étude géo-organes souterrains consiste à utiliser l’imagerie sismique réflexion 3D industrielle. Cependant, les stratégies aux volcans sous la surface d’image sont très différentes de celle des réservoirs de pétrole et de gaz. Dans cette étude, nous traitons des cubes de données sismiques depuis le bassin du Tarim, Chine du Nord, pour illustrer comment visualiser des appuis par le biais de techniques de rendu d’opacité et Imager les conduites par découpage des temps. Dans le premier cas, nous avons isolé sondes par les horizons sismiques marquant les contacts entre les filons-couches et moulant des strates, appliquant des techniques de rendu d’opacité pour extraire des filons-couches du cube sismique. La morphologie de filon-couche détaillée qui en résulte montre que le sens d’écoulement est du dôme centre jusqu’au bord. Dans le deuxième cube sismique, nous utilisons tranches de temps pour les conduites, l’image qui correspond à des discontinuités marquées dans les roches entourer. Un ensemble d’obtenus à différentes profondeurs de tranches de temps montrent que les basaltes de Tarim est entré en éruption des volcans centrales, alimentés par séparées conduites tube-like.
Introduction
Le but de la plupart des projets d’imagerie sismiques industriels dans les bassins sédimentaires est d’explorer pour réservoirs d’hydrocarbures. Ces dernières années, exploration des hydrocarbures a étendu aux bassins contenant de grandes quantités de roches ignées car beaucoup des bassins volcanogènes ont huile considérable et réservoirs de gaz. Toutefois, en raison de l’interface des roches ignées dans les bassins d’origine volcanique, traitement des données sismique présente une série de défis induits par des intrusions diverses, telles que la transmission d’énergie réduite, atténuation intrinsèque, effets d’interférence, réfraction et diffusion1. Par conséquent, champ pétrolifère entreprises sont concentrent leurs efforts sur la réduction à un « impact négatif » sur sismique d’imagerie2,3,4.
Corps ignés dans les bassins sédimentaires sont facilement identifiables par l’imagerie tridimensionnelle ou 3D sismique réflexion deux en raison du contraste d’impédance acoustique grand avec les capuchons des roches1,5,6. Cette méthode peut fournir des images spectaculaires des structures verticales et horizontales de la plomberie volcanique systèmes7,8,9,10,11,12,13. Cependant, les stratégies d’imagerie sous-sol volcans sont très différents de celui du pétrole et du gaz explorations8,14,15. Ceci a limité l’utilisation des données sismiques industrielles dans les études des volcans sous la surface, en dehors de quelques cas de réussite,10,15,16. Dans cet article, nous rapportons les modalités de traitement des données sismique, qui sont personnalisées pour l’interprétation des volcans sous la surface. Nous traitons les deux cubes sismiques, TZ47 et YM2 (Figure 1), pour montrer comment visualiser les corps ignés enterrés dans le Tarim inondation basalte17.
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Protocole
REMARQUE : Les procédures de traitement des données comprennent : le calcul du sismogramme synthétique, la corrélation entre traces sismiques synthétiques et réelles, et l'extraction du géocorps. Ci-dessous figurent les détails pas à pas de chaque procédure.
1. Calcul du sismogramme synthétique
- Calculer l'impédance acoustique à chaque intervalle de la courbe de diagraphie en forage.
REMARQUE : L'impédance acoustique est le produit des « vitesses des ondes sismiques » et de la « densité » (ρ*ν). Les données sont souvent moyennées sur des intervalles d'échantillonnage supérieurs à 1 pied, afin de réduire le temps de calcul et le repliement spectral. - Calculer les coefficients de réflexion (R0) à chaque interface en utilisant le calcul de l'impédance acoustique :
où ν1 et ν2 sont respectivement les vitesses moyennes des couches situées sous et au-dessus de l'interface ; ρ1 et ρ2 sont les densités moyennes correspondantes.- Si le puits ne traverse pas les corps ignés, utiliser des puits proches ayant traversé les roches cibles pour obtenir les paramètres (vitesse, densité, etc.).
- Choisissez une ondelette dont le spectre d'amplitude et de phase est similaire à celui des données sismiques environnantes.
- Convolvez l'ondelette synthétique avec la série de réflexion pour l'ensemble du sondage et générez un sismogramme synthétique. Le sismogramme simulé final T(t) peut être décrit par le modèle convolutif suivant :
où R0(t) est le coefficient de réflexion, w(t) est l'ondelette et n(t) est le bruit. - Si la fréquence des données sismiques présente de grandes variations tout au long du puits, recalculer le tracé sismique synthétique en utilisant une ondelette de phase différente et de fréquence dominante variable selon les intervalles de profondeur.
- Répétez le processus si la concordance entre la trace synthétique et les données sismiques n'est pas satisfaisante.
- Effectuez le calcul à l'aide du logiciel fourni (par ex., Petrel E&P Software Platform)
- Démarrer le logiciel. Sélectionner Fichier | Ouvrir le projet | puis sélectionnez le projet de recherche de démonstration tlm (les utilisateurs peuvent sélectionner leurs propres projets souhaités). Le projet doit contenir des données de puits, des diagraphies filaires, les sommets de puits, un cube sismique et une surface d'interprétation dans la zone d'étude.
- Cliquez sur Accueil | Windows | Fenêtres 2D | Fenêtres 3D d'ouvrir deux fenêtres d'affichage pour montrer les jeux de données selon les préférences de l'utilisateur.
- Dans l'arbre des puits du panneau d'entrée, cliquez avec le bouton droit sur le puits souhaité. Ouvrez le Paramètres fenêtre du puits et sélectionnez le Temps onglet pour créer un nouvel enregistrement temporel. Sélectionnez Fonction de vitesse, puis sélectionner DT données dans le nouveau journal de temps. Cliquez sur le OK bouton pour fermer la fenêtre des paramètres. Un nouveau journal d'heure unidirectionnel est automatiquement créé et s'affichera dans l'« Arborescence des puits du panneau d'entrée ».
REMARQUE : Un carottage temporel unidirectionnel est une relation temps-profondeur de ce puits. Les domaines des carottages filaires peuvent être transformés en domaines temporels et être affichés dans la fenêtre du domaine temporel. - Activer un existant Fenêtre 3D en cliquant sur la fenêtre affichée. S'il n'y a pas de Fenêtre 3D affiché, créez un nouveau Fenêtre 3D en cliquant Accueil | Windows | Fenêtres 3D. Sélectionner TWT dans la barre d'outils de la fenêtre 3D pour afficher la fenêtre 3D dans le domaine temporel.
- Sélectionnez des journaux filaires représentatifs (tels que « GR », « DT » ou « RT ») dans le Arbre des puits pour les afficher dans la fenêtre 3D ; en même temps, sélectionner le profil sismique dans l'arborescence « seismic » du panneau « input » pour les afficher dans la même fenêtre 3D.
- Utilisez le Manipuler le plan outil dans la barre d'outils de la fenêtre 3D pour ajuster la position du profil afin qu'il coupe le puits ; l'utilisateur constatera que le log en mode fil a été transformé dans le domaine temporel et affiché conjointement avec le profil sismique dans la même fenêtre 3D.
- Cliquez Interprétation sismique | Corrélation sismique de puits | Processus de calage sismique au puits. Choisir Intégration de la corrélation sismique et du puits dans la ligne type d'étude, et ajouter le puits souhaité dans la ligne Puits. Choisir le carnet de temps unidirectionnel étalonné comme relation temps-profondeur dans la ligne TDR de l'onglet d'entrée, choisir le cube sismique dans la ligne sismique. Choisir n'importe quel carnet dans la méthode de calcul de RC
- Cliquez Lancer la boîte à outils Wavelet pour créer une ondelette de Ricker à appliquer dans ce processus. Cliquez OK et une nouvelle fenêtre de section de puits et un sismogramme synthétique seront créés.
2. Corréler les traces synthétiques avec les réflecteurs sismiques réels
- Utiliser une application de corrélation automatisée, comme Seismic Well Tie sur la plateforme, pour adapter le tracé synthétique obtenu à l'échelle verticale de la coupe sismique.
- Ajuster le sismogramme synthétique afin d'augmenter le recouvrement des réflecteurs à forte amplitude du tracé synthétique et du tracé réel.
- Ajuster de manière répétée le sismogramme synthétique et le tracé réel. Lorsque le recouvrement atteint un maximum, l'interprète obtient les « meilleurs ajustements » entre le sismogramme synthétique obtenu et les tracés réels.
- Répéter le processus jusqu'à ce que les corrélations atteignent le niveau souhaité.
- Réaliser la corrélation à l'aide du logiciel fourni.
- Activer la fenêtre créée à l'étape 1.6.3, qui correspond au log de temps unidirectionnel automatiquement généré à partir du log acoustique.
REMARQUE : Ce log de « temps unidirectionnel » généré automatiquement n'est pas parfaitement corrélé avec les réflecteurs sismiques réels. Les utilisateurs doivent étalonner les corrélations entre le log de temps unidirectionnel et les réflecteurs sismiques réels. - Pour étalonner ces corrélations, choisir un réflecteur continu et représentatif traversé par le puits. Ajuster ensuite manuellement la profondeur du log de puits. Par exemple, pour ajuster la profondeur du log DT, cliquer avec le bouton droit sur le One-Way Time Log dans l'arbre du puits | sélectionner l'outil Calculator | puis ajouter un petit incrément de temps (par exemple, 10 ms) en saisissant « DT=DT+10 » dans la boîte de dialogue de l'outil Calculator.
- Si l'incrément de « 10 ms » est trop grand ou trop petit, modifier l'incrément en une autre valeur temporelle (pouvant être négative) dans l'outil « calculator ». Vérifier à plusieurs reprises la corrélation entre le log de puits et l'horizon sismique sélectionné, puis ajuster répétitivement l'incrément de temps jusqu'à ce que la corrélation soit parfaitement étalonnée.
- Activer la fenêtre créée à l'étape 1.6.3, qui correspond au log de temps unidirectionnel automatiquement généré à partir du log acoustique.
3. Extraction de filons basaltiques
- Sélectionner 2 réflecteurs de grande amplitude encadrant les filons cibles.
REMARQUE : La plupart des intrusions apparaissent dans les données sismiques sous forme de paquets de réflexions accordées, où les réflexions provenant des contacts supérieur et inférieur de l'intrusion ne peuvent pas être distinguées. L'effet d'accordage se produit lorsque l'épaisseur verticale de l'intrusion est comprise entre λ/4 et λ/8 (λ étant la longueur d'onde sismique).19Par conséquent, les filons concordants apparaissent comme un ensemble de réflexions intenses sur la coupe sismique, et leur épaisseur apparente est fausse. - Extraire les sondes entre les horizons correspondant aux deux réflecteurs de forte amplitude.
REMARQUE : Il existe différents outils basés sur la technique de rendu qui peuvent aider les interprètes à mieux visualiser les cibles, tels que les « sondes de boîte », les « sondes de surface » et les « sondes de puits ». Toutefois, pour l'identification des contacts entre les filons concordants et les strates encaissantes, l'outil le plus adapté est la « sonde de surface ». (« Sonde de surface », etc.sont des termes utilisés dans le logiciel « Petrel ». Les utilisateurs du logiciel doivent être familiarisés avec ces termes. - Supprimer les zones entourant les objets géologiques d'intérêt en modifiant la valeur du seuil d'opacité de la connectivité des voxels. Régler la valeur par défaut du seuil à 20 %. La méthode de visualisation « rendu d'opacité » est utilisée ici pour afficher le résultat de l'extraction des filons basaltiques ( Figure 2C).
REMARQUE : Des réflexions de grande amplitude apparaissent le long de la surface entre la roche ignée et la roche sédimentaire en raison de leur différence importante d'impédance acoustique. Rendre les parties de faible amplitude transparentes afin de mettre en évidence la forme des corps ignés. - Comme la valeur d'isolation peut être supérieure à 20 - 30 %, modifiez cette valeur par de petits incréments afin de vous assurer que tous les corps ignés importants ne sont pas perdus ; plus la valeur est élevée, plus le risque de perdre le volume des véritables corps ignés est grand.
- Effectuez l'opération à l'aide du logiciel fourni.
- Cliquez sur le bouton Interprétation sismique volet, cliquez sur Insérez une sonde HorizonUne sonde sera ajoutée à l'arbre des sondes d'interprétation du corps géologique dans le panneau d'entrée. Double-cliquez sur la sonde d'horizon ajoutée et une fenêtre contextuelle apparaîtra.
- Cliquez sur le bouton Horizons dans la fenêtre contextuelle et choisissez deux surfaces sismiques qui délimitent la zone des filons en couche. Cliquez OK pour appliquer l'opération.
- Vérifiez la sonde nouvellement ajoutée dans l'arbre des sondes d'interprétation du géocorps affiché dans le panneau d'entrée. Un cube sismique apparaîtra alors dans la fenêtre 3D.
- Double-cliquez sur la sonde et choisissez le Opacité onglet. Un histogramme de l'amplitude sismique s'affichera dans l'onglet. Utilisez le bouton gauche de la souris pour tracer une ligne dans l'histogramme afin de contrôler l'opacité du cube sismique. Les parties de faible amplitude du tube doivent devenir invisibles, tandis que les parties de forte amplitude resteront visibles.
- Ajustez l'histogramme à plusieurs reprises jusqu'à ce que la forme souhaitée du géocorps d'intérêt soit obtenue.
4. Extraction des conduits alimentaires
- Choisir des horizons de réflexion continus et à haute énergie à différentes profondeurs sous l'écoulement de lave en surface.
- Effectuer des coupes temporelles le long des horizons sélectionnés, afin de repérer les discontinuités correspondant aux conduits verticaux.
- Ajuster répétitivement le temps double (TWT) pour obtenir la meilleure image possible des discontinuités des conduits.
NOTE : Les données sismiques ne permettent pas une bonne imagerie des structures verticales ; par conséquent, des images plus claires provenant de volumes d'amplitude et de volumes de variance sont sélectionnées en comparant la netteté à différents temps de parcours. - Essayer différentes techniques de coupe, puis choisir celle qui permet de mieux imager les discontinuités.
NOTE : Différents outils peuvent être utilisés ici, tels que la coupe de volume de variance. Sa base théorique repose sur la similarité entre chaque section sismique et les traces sismiques adjacentes dans les données sismiques. Un autre outil, le cube de variance, est un nouveau jeu de données obtenu à partir du traitement des données sismiques conventionnelles, utile pour identifier les changements dans la structure et la lithologie, la mise en évidence des failles en plan, etc.20 - Représenter les coupes à différents temps de parcours ou profondeurs dans un espace 3D.
- Effectuer l'opération à l'aide du logiciel fourni.
- Double-cliquer sur Attributs du volume dans l'arbre de géophysique du panneau des processus. Cocher Méthodes structurales dans la colonne catégorie et Variance dans la colonne attribut. Sélectionner le cube sismique dans la zone de saisie et ajuster les autres paramètres dans l'onglet paramètres. Pour de meilleures performances de lecture, cocher la case dans la colonne réalisation. Un cube de variance est créé dans l'arbre sismique du panneau d'entrée.
- Faire un clic droit sur le cube de variance et cliquer sur Insérer une intersection de coupe temporelle pour afficher davantage d'intersections horizontales dans la fenêtre 3D. Utiliser l'outil Manipuler le plan dans la barre d'outils de la fenêtre 3D pour ajuster la position des coupes afin d'optimiser l'affichage des conduits.
- Faire un clic droit sur le cube d'amplitude sismique et cliquer sur Insérer une intersection de coupe temporelle pour afficher davantage d'intersections horizontales dans la fenêtre 3D. Effectuer la même opération que l'étape 4.6.2 pour ajuster la position des coupes afin d'optimiser l'affichage des conduits.
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Résultats
Nous démontrons l’utilité des techniques décrites ci-dessus, en les appliquant à 2 types de corps ignés, filons-couches horizontales et verticales conduits volcaniques. Extraction des filons-couches est réalisée en utilisant la technique de rendu opaque et interprétation du conduit volcanique est effectuée en utilisant la technique de tranchage.
Extraction de filons-couches
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Discussion
Nous démontrons 2 méthodes pour illustrer la morphologie et la structure de la plomberie des volcans basaltiques enfouis ; On est rendu d’opacité, l’autre est temps de trancher.
La méthode de rendu opacité consiste pour géo-organismes disposant de continu et à proximité des interfaces horizontales avec les strates entourer. Avec cette méthode, on peut extraire la morphologie 3D des lobes de magma. Normalement, les directions d’écoulement doivent être le long de l’axe longitudinal des lobes mag...
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Les auteurs tiennent à souligner l’appui financier de la FSNC pour WT (subvention no 41272368) et QKX (subvention no 41630205).
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Le Petrel E& P plate-forme logicielle | Schlumberger | version du logiciel :2014 |
Références
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Réimpressions et autorisations
