שיטות עיבוד נתונים סיסמיים הדמיה ממוחשבת של הרי געש מהסבא: יישומים הבזלת טארים המבול

Summary

השתקפות תלת מימדי (3D) סייסמולוגיה היא שיטה חזקה הדמיה מהסבא הרי געש. באמצעות נתוני seismological תלת-ממד תעשייתי מאגן טארים, אנחנו מדגימים כיצד לחלץ את סילס, התעלות של הרי געש מהסבא בקוביות נתונים סיסמיים.

Abstract

המורפולוגיה ואת המבנה של מערכות אינסטלציה יכול לספק מידע מפתח על התפרצות הקצב והסגנון של שדות לבה בזלת. הדרך החזקה ביותר ללמוד מהסבא גיאו-גופות היא להשתמש הדמיה seismological תעשייתי השתקפות תלת-ממד. אולם, אסטרטגיות כדי התמונה מהסבא הרי געש הם מאוד שונים מאלה של מאגרי נפט וגז. במחקר זה, אנו לעבד נתונים סיסמיים קוביות מסין צפון אגן טארים, כדי להמחיש כיצד להציג באופן חזותי סילס באמצעות טכניקות עיבוד אטימות וכיצד תמונה המוליכים על ידי חיתוך-זמן. במקרה הראשון, בודדנו הגששים מאת האופק סיסמית לציון הקשר בין סילס, בפסליו רבדים, החלים אטימות טכניקות עיבוד כדי לחלץ סילס הקוביה סיסמית. המורפולוגיה אדן מפורט המתקבל מראה כיוון הזרימה היא ממרכז כיפת על החישוק. סיסמית בקוביה השניה, נשתמש פרוסות זמן כדי התמונה המוליכים, אשר תואמת שיבושים מסומנים בתוך הסלעים בפסליו. ערכה של פרוסות זמן מתקבל בעומקים שונים מראים טארים המבול משטחי הבזלת שפרצו מהרי געש מרכזי, ניזונה תעלות צינור דמוי נפרדים.

Introduction

המטרה של רוב הפרויקטים תעשייתי הדמיה סיסמית באגני משקע היא לחקור על פחמימנים מאגרים. בשנים האחרונות התרחב חקירה פחמימנים אגנים המכיל כמויות גדולות של סלעי יסוד, כי רבים בעיטור volcanogenic יש מאגרי גז ונפט ניכר. עם זאת, בגלל הממשק של סלעי יסוד באגני volcanogenic, עיבוד נתונים סיסמיים מציג סדרה של אתגרים המושרה על ידי פריצות שונים, כגון העברת אנרגיה מופחתת, הנחתה מהותי, הפרעה אפקטים, שבירה, פיזור¹. לכן, חברות בתחום הנפט מתמקדים מאמציהם על הפחתת כזה "השפעה שלילית" סיסמית הדמיה^2,3,4.

יסוד גופות בתוך אגנים משקע מזוהים בקלות על ידי הדמיה השתקפות סיסמי תלת-ממדי או תלת-ממד שני בשל הניגוד גדולה עכבה אקוסטית עם בפסליו סלעים^1,5,6. שיטה זו יכולה לספק תמונות מרהיבות של מבנים אנכיים ואופקיים של אינסטלציה געשי מערכות^{7,8,9,10,11,12,13}. אולם, האסטרטגיות של הדמיה מהסבא הרי געש הם מאוד שונים מאלה של נפט וגז החקירות^8,14,15. זה מוגבל לשימוש תעשייתי נתונים סיסמיים במחקרים של הרי געש תת הקרקע, מלבד כמה מקרים מוצלחים^10,15,16. בנייר זה, אנו מדווחים על הליכים מפורטים של עיבוד נתונים סיסמיים, אשר מותאמים אישית עבור פרשנות של הרי געש מהסבא. אנחנו מעבדים שתי קוביות סיסמית, TZ47 ו- YM2 (איור 1), כדי להראות איך לדמיין את הגופות יסוד קבור ה בזלת המבול טארים¹⁷.

Protocol

הערה: הליכי עיבוד הנתונים כוללים: חישוב סיסמוגרמה סינתטית, מתאם עקבות סייסמי סינתטי-אמיתי וחילוץ גוף גיאוגרפי. להלן הפרטים שלב אחר שלב של כל הליך.

1. חישוב סייסמוגרמה סינתטית

1. חשב את העכבה האקוסטית בכל מרווח של עקומת כריתת הבאר.
   הערה: עכבה אקוסטית היא תוצר של 'מהירויות גל סייסמיות' ו'צפיפות' (ρ*ν)). הנתונים מחושבים לעתים קרובות למרווחי דגימה גדולים מ-1 רגל, על מנת להפחית את זמן החישוב והכינוי.
2. חשב את מקדמי ההשתקפות (R₀) בכל ממשק באמצעות חישוב העכבה האקוסטית:
   
   כאשר ν_{1 ו-ν 2} הן המהירויות הממוצעות של השכבות מתחת ומעל הממשק, בהתאמה; ρ₁ ו-_{ρ 2} הן הצפיפות הממוצעת המתאימה.
   1. אם הבאר אינה מצטלבת עם גופי היסוד, השתמש בבארות סמוכות שהצטלבו עם סלעי המטרה כדי להשיג את הפרמטרים (מהירות, צפיפות וכו').
3. בחר גל בעל משרעת וספקטרום פאזה דומה לזה של הנתונים הסייסמיים הסמוכים.
4. לסובב את הגל הסינתטי עם סדרת ההשתקפות לכל סקר הבאר וליצור עקבות סייסמיים סינתטיים. ניתן לתאר את העקבה הסייסמית המדומה הסופית T(t) על ידי המודל הקונבולוציוני כדלקמן:
   
   כאשר R₀(t) הוא מקדם ההשתקפות, w(t) הוא הגל ו-n(t) הוא הרעש.
5. אם לתדירות הנתונים הסייסמיים יש וריאציות גדולות לאורך כל הבאר, חשב מחדש את העקבות הסייסמיות הסינתטיות באמצעות גל עם פאזה שונה ותדירות דומיננטית במרווחי עומק שונים.
   1. חזור על התהליך אם ההתאמה בין העקבות הסינתטיים לנתונים הסייסמיים אינה מספקת.
6. בצע את החישוב באמצעות התוכנה המסופקת (למשל, פלטפורמת התוכנה Petrel E&P).
   1. הפעל את התוכנה. בחר קובץ | פרויקט פתוח | ולאחר מכן בחר את פרויקט מחקר ההדגמה TLM (משתמשים יכולים לבחור את הפרויקטים הרצויים להם). הפרויקט צריך להכיל נתוני בארות, יומן קווי, צמרות בארות, קובייה סייסמית ומשטח פרשנות באזור המחקר.
   2. לחץ על דף הבית | חלונות | חלונות דו-ממדיים | חלונות תלת מימד לפתיחת שני חלונות תצוגה כדי להציג את ערכות הנתונים בהתאם להעדפת המשתמש.
   3. ב"חלונית עץ הקלט של בארות", לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הבאר הרצויה. פתח את חלון ההגדרות של הבאר ובחר בכרטיסייה זמן כדי ליצור יומן זמן חדש. בחר פונקציית מהירות ולאחר מכן בחר נתוני DT ביומן הזמן החדש. לחץ על בסדר כפתור כדי לסגור את חלון ההגדרות. יומן זמן חד כיווני חדש נוצר באופן אוטומטי ויוצג ב"חלונית עץ הקלט של וולס".
      הערה: יומן זמן חד כיווני הוא קשר עומק זמן של באר זו. ניתן להמיר תחומי יומן רישום קוויים לתחומי זמן ולהציג אותם בחלון תחום הזמן.
   4. הפעל חלון תלת-ממד קיים על-ידי לחיצה על החלון המוצג. אם לא מוצג חלון תלת-ממד, צור חלון תלת-ממד חדש על-ידי לחיצה על בית | חלונות | חלונות תלת-ממדיים. בחר TWT בסרגל הכלים של החלון התלת-ממדי כדי להציג את החלון התלת-ממדי בתחום הזמן.
   5. בחר יומנים קוויים מייצגים (כגון 'GR', 'DT' או 'RT') בעץ הבארות כדי להציג אותם בחלון התלת-ממד; במקביל, בחר את הפרופיל הסייסמי בעץ 'הסייסמי' של חלונית ה'קלט' כדי להציג אותם באותו חלון תלת-ממד.
   6. השתמש בכלי Manipulate Plane בסרגל הכלים של החלון התלת-ממדי כדי להתאים את מיקום הפרופיל כך שיחצה את הבאר; המשתמש יראה שהיומן החוטי הוסב לתחום הזמן ומוצג עם הפרופיל הסייסמי באותו חלון תלת-ממדי.
   7. קליק פרשנות סייסמית | עניבת באר סייסמית | תהליך קשירת באר סייסמית. בחר עניבת באר סייסמית משולבת בסוג שורת המחקר, והוסף את הבאר הרצויה בשורת הבאר. בחר יומן זמן חד-כיווני מכויל כקשר עומק זמן בשורת ה-TDR של לשונית הקלט, בחר קובייה סייסמית בשורה הסייסמית. בחר יומן כלשהו בשיטת החישוב RC.
   8. נקישה הפעל את ארגז הכלים של Wavelet כדי ליצור Ricker wavelet ליישום בתהליך זה. נקישה אישור וייווצר חלון חדש של קטע באר ותצוגת סיסמוגרמה סינתטית.

2. מתאם את העקבות הסינתטיים עם מחזירי האור הסייסמיים האמיתיים

1. השתמש ביישום מתאם אוטומטי, כמו Seismic Well Tie בפלטפורמה, כדי להתאים את העקבות הסינתטיים המתקבלים לקנה המידה האנכי של הקטע הסייסמי.
2. התאם את הסיסמוגרמה הסינתטית כדי להגדיל את החפיפה של מחזירי משרעת גבוהה של העקבות הסינתטיים והעקבות האמיתיים.
3. התאם את הסיסמוגרמה הסינתטית ואת העקבות האמיתיות שוב ושוב. כאשר העקבות החופפות מגיעות למקסימום, המתורגמן הגיע ל"התאמה הטובה ביותר" בין הסיסמוגרמה הסינתטית שהתקבלה לבין עקבות אמיתיים.
   1. חזור על התהליך עד שהקורלציות מגיעות לרמה הרצויה.
4. בצע את המתאם עם התוכנה שסופקה.
   1. הפעל את החלון שנוצר בשלב 1.6.3, שהוא יומן הזמן החד-כיווני שנוצר אוטומטית מהיומן האקוסטי.
      הערה: 'יומן זמן חד-כיווני' זה שנוצר באופן אוטומטי אינו מתואם באופן מושלם עם המחזירים הסייסמיים האמיתיים. על המשתמשים לכייל את המתאמים בין יומן הזמן החד-כיווני לבין המחזירים הסייסמיים האמיתיים.
   2. כדי לכייל את המתאמים שלהם, בחר רפלקטור רציף ומייצג שנחצה על ידי הבאר. לאחר מכן התאם ידנית את עומק יומן הבאר. לדוגמה, כדי להתאים את העומק של יומן ה-DT, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על יומן זמן חד-כיווני בעץ הבאר | בחר את כלי המחשבון | לאחר מכן הוסף מרווח זמן קטן (לדוגמה, 10 אלפיות השנייה) על ידי הקלדת 'DT=DT+10' בתיבת הדו-שיח של הקלט של כלי המחשבון.
   3. אם התוספת '10 אלפיות השנייה' גדולה מדי או קטנה מדי, שנה את התוספת לזמן אחר (יכול להיות ערך שלילי) בכלי 'מחשבון'. בדוק שוב ושוב את המתאם בין יומן הבאר לאופק הסייסמי שנבחר ולאחר מכן התאם את מרווח הזמן שוב ושוב, עד שהמתאם מכויל בצורה מושלמת.

3. חילוץ אדני בזלת

1. בחר 2 מחזירי אור בעלי משרעת גבוהה העוטפים את אדני המטרה.
   הערה: רוב החדירות מתבטאות בנתונים סייסמיים כחבילות השתקפות מכוונות, לפיה לא ניתן להבחין בין ההשתקפויות ממגעי החדירה העליונים והתחתונים. כוונון מתרחש כאשר עובי החדירה האנכית הוא בין λ/4 ל-λ/8 (λ הוא אורך גל סייסמי)¹⁹. לכן, אדנים מוצגים כקבוצה של השתקפויות חזקות בחתך הסייסמי, והעובי הנראה שלהם שגוי.
2. חלץ בדיקות בין האופקים המתאימים לשני מחזירי המשרעת הגבוהה.
   הערה: ישנם כלים שונים המבוססים על טכניקת הרינדור שיכולים לעזור למתורגמנים לדמיין טוב יותר את המטרות, כגון "בדיקות תיבה", "בדיקות משטחים" ו"בדיקות באר". עם זאת, לזיהוי מגעים בין האדים לשכבות העוטפות, הכלי הטוב ביותר הוא "בדיקה על פני השטח". ("בדיקה פני השטח וכו'" הם מונחים בתוכנת 'פטרל'. משתמשי התוכנה צריכים להכיר את המונחים הללו).
3. הסר את האזורים המקיפים את האובייקטים הגיאולוגיים המעניינים על ידי שינוי ערך סף האטימות של קישוריות Voxel. הגדר את ערך הסף המוגדר כברירת מחדל ל- 20%. שיטת ההדמיה של "עיבוד אטימות" משמשת כאן להצגת התוצאה של חילוץ אדני בזלת ( איור 2C).
   הערה: ישנן השתקפויות משרעת גבוהות לאורך פני השטח בין סלע יסוד לסלע משקע בגלל ההבדל המשמעותי שלהם בעכבה האקוסטית. הפוך את חלקי המשרעת הנמוכה לשקופים כדי להדגיש את צורת גופי היסוד.
4. מכיוון שערך הבידוד יכול להיות גבוה מ-20 - 30%, שנה את הערך במרווחים קטנים כדי לוודא שכל גופי היסוד החשובים לא יאבדו; ככל שהערך גדול יותר, כך גדל הסיכון לאבד את נפח גופי היסוד האמיתיים.
5. בצע את הפעולה עם התוכנה המצורפת.
   1. לחץ על החלונית פרשנות סייסמית, לחץ על הוסף בדיקה אופקית. בדיקה תתווסף בעץ בדיקות הפרשנות הגיאוגרפית של חלונית הקלט. לחץ פעמיים על בדיקת האופק שנוספה ויופיע חלון מוקפץ.
   2. לחצו על הכרטיסייה Horizons בחלון הנפתח ובחרו שני משטחים סיסמיים המבודדים את אזור האדנים. לחץ על אישור כדי להחיל את הפעולה.
   3. בדוק את הגשושית החדשה שנוספה בעץ בדיקות הפרשנות של הגוף הגיאוגרפי המוצג בחלונית הקלט. לאחר מכן תופיע קובייה סייסמית בחלון התלת-ממד.
   4. לחץ פעמיים על הגשושית ובחר את אטימות הכרטיסייה. היסטוגרמה של משרעת סייסמית תוצג בכרטיסייה. השתמש בלחצן העכבר השמאלי כדי לצייר קו בהיסטוגרמה כדי לשלוט באטימות הקובייה הסייסמית. חלקי המשרעת הנמוכה של הצינור צריכים להיות בלתי נראים וחלקי המשרעת הגבוהה יישארו.
   5. התאם את ההיסטוגרמה שוב ושוב עד להשגת הצורה הרצויה של הגוף הגיאוגרפי המעוניין.

4. מיצוי צינורות ההזנה

1. בחר אופקי השתקפות רציפים ואנרגיה גבוהה בעומקים שונים מתחת לזרימת הלבה לפני השטח.
2. בצע חיתוך זמן לאורך האופקים שנבחרו, כדי לגלות אי רציפות המתאימה לצינורות האנכיים.
3. כוונן את הזמן הדו-כיווני (TWT) שוב ושוב, כדי להשיג את ההדמיה הטובה ביותר של חוסר הרציפות של הצינורות.
   הערה: נתונים סייסמיים אינם יכולים לדמות מבנים אנכיים היטב, ולכן תמונות טובות יותר מנפחי משרעת ונפחי שונות נבחרות על ידי השוואת בהירות בזמני נסיעה שונים.
4. נסה טכניקות חיתוך שונות, ולאחר מכן בחר איזו מהן יכולה לדמות טוב יותר את ההפסקות.
   הערה: ניתן להשתמש כאן בכלים שונים, כגון חיתוך גוף שונות. הבסיס התיאורטי שלו הוא הדמיון בין כל קטע סייסמי לבין עקבות סייסמיים סמוכים בנתונים הסייסמיים. כלי נוסף, קוביית השונות, הוא גוף נתונים חדש המעובד על ידי הנתונים הסייסמיים הקונבנציונליים, המסייע לזיהוי שינויים במבנה ובליתולוגיה, שילוב מישורי של השבר וכו'.²⁰
5. התווה את הפרוסות בזמני נסיעה או בעומקים שונים לחלל תלת-ממדי.
6. בצע את הפעולה עם התוכנה המצורפת.
   1. לחץ פעמיים על Volume Attributes בעץ הגיאופיזיקה של החלונית Processes. בדוק שיטות מבניות בעמודת הקטגוריה ושונות בעמודת התכונה. בחר את הקובייה הסייסמית לתיבת הקלט והתאם את הפרמטר האחר בכרטיסיית הפרמטר. לביצועי קריאה טובים יותר, סמן את התיבה בעמודת המימוש. קוביית שונות נוצרת בעץ הסייסמי של חלונית הקלט.
   2. לחץ לחיצה ימנית על קוביית השונות ולחץ על הוסף צומת פרוסת זמן כדי להציג צמתים אופקיים נוספים בחלון התלת-ממד. השתמשו בכלי Manipulate Plane בסרגל הכלים של חלון התלת-ממד כדי להתאים את מיקום הפרוסות כדי למטב את תצוגת הצינורות.
   3. לחץ לחיצה ימנית על קוביית המשרעת הסייסמית ולחץ על הוסף צומת פרוסת זמן כדי להציג צמתים אופקיים נוספים בחלון תלת מימד. בצע את אותה פעולה כמו שלב 4.6.2 כדי להתאים את מיקום הפרוסות כדי לייעל את תצוגת הצינורות.

Results

נדגים את התועלת מהטכניקות שתוארו לעיל על-ידי החלת אותם 2 סוגים של גופים יסוד, סילס אופקי, אנכי תעלות געשית. הפקת סילס מתנהל באמצעות טכניקת רינדור אטום, פרשנות של הצינור געשי מתבצע באמצעות טכניקת חיתוך.

מיצוי של סילס

בארות קידוח תעשייתי יש מצטלב סילס רבים באזור Yingmai-2 של אגן טארים הצפוניים¹⁷, אך התפלגות תלת-ממד של סילס עדיין לא ברור. על מנת לפרש ...

Discussion

כאן אנחנו מדגימים 2 שיטות הממחישות את המורפולוגיה ואת המבנה של מערכת האינסטלציה של הרי געש בזלת קבור; אחת היא אטימות עיבוד, השני הגיע הזמן לחתוך.

שיטת עיבוד אטימות מתאימה גיאו-גופים שיש להם רציפה, ליד ממשקים אופקיים עם שכבות בפסליו. בשיטה זו, ניתן להוציא את המורפולוגיה תלת-ממד של מאגמה אונות. בדרך כלל, כיווני הזרימה צריך להיות לאורך הציר הארוך של האונות מאגמה. חשוב גם האופקים משטח שיש השתקפות גבוהה המקדמים (R₀). אם R₀ הוא נמוך מדי-הממשק, מתורגמנים לא תה...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
הפטרל E& פלטפורמת התוכנה P	שלומברגר		גרסת תוכנה:2014