Sismica a riflessione (3D) tridimensionale è un metodo potente per l'imaging di sottosuolo vulcani. Utilizzando i dati sismologici 3D industriali dal bacino del Tarim, illustriamo come estrarre i davanzali e le condotte del sottosuolo vulcani da cubi di dati sismici.
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Articolo metodologico
Metodi di elaborazione dei dati per l'Imaging 3D sismica del sottosuolo vulcani: applicazioni per il basalto dell'inondazione del Tarim
In questo articolo
Sommario
Abstract
La morfologia e la struttura di sistemi idraulici può fornire informazioni chiave sul tasso di eruzione e stile di campi di lava basaltica. Il modo più potente per studiare il sottosuolo geo-corpi consiste nell'utilizzare imaging sismico industriale 3D riflesso. Tuttavia, strategie ai vulcani sottosuolo immagine sono molto diverse da quella dei serbatoi di petrolio e gas. In questo studio, abbiamo elaborare cubi di dati sismici dal bacino del Tarim, Cina del Nord, per illustrare come visualizzare davanzali attraverso tecniche di rendering di opacità e come di immagini i condotti mediante tranciatura di tempo. Nel primo caso, abbiamo isolato le sonde dagli orizzonti sismici marcatura i contatti tra davanzali e inglobante strata, applicando tecniche di rendering di opacità per estrarre davanzali dal cubo sismico. La morfologia dettagliata davanzale risultante mostra che la direzione del flusso è dal centro della cupola al bordo. Nel secondo cubo sismico, usiamo intervalli di tempo all'immagine i condotti, che corrisponde alla profonda discontinuità all'interno delle rocce incassamento. Viene visualizzato un insieme di intervalli di tempo ottenuto a diverse profondità che i basalti dell'inondazione di Tarim eruttato da vulcani centrali, alimentati da separati tubo-come conduttori.
Introduzione
L'obiettivo della maggior parte dei progetti industriali di imaging sismici in bacini sedimentari è da esplorare per serbatoi di idrocarburi. Negli ultimi anni, ha ampliato l'esplorazione di idrocarburi ai bacini contenenti grandi quantità di rocce ignee, perché molti dei bacini levigati hanno notevole olio e serbatoi di gas. Tuttavia, a causa dell'interfaccia di rocce ignee nei bacini levigate, elaborazione di dati sismico presenta una serie di sfide indotte da varie intrusioni, come trasmissione di energia ridotta, attenuazione intrinseco, effetti di interferenza, rifrazione e dispersione1. Pertanto, giacimento di petrolio società stanno concentrando gli sforzi sulla riduzione di un "impatto negativo" su imaging sismico2,3,4.
Rocce ignei corpi all'interno di bacini sedimentari sono facilmente identificabili da due imaging tridimensionale o 3D sismica a riflessione grazie al contrasto di impedenza acustica grande con l'incassamento rocce1,5,6. Questo metodo può fornire immagini spettacolari delle strutture verticali ed orizzontali del vulcanico dell'impianto idraulico sistemi7,8,9,10,11,12,13. Tuttavia, le strategie di imaging sottosuolo vulcani sono molto diverse da quella del petrolio e del gas esplorazioni8,14,15. Questo ha limitato l'uso dei dati sismici industriali negli studi dei vulcani sotto la superficie, a parte pochi casi di successo10,15,16. In questa carta, segnaliamo le procedure dettagliate di elaborazione di dati sismico, che vengono personalizzate per l'interpretazione dei vulcani sotto la superficie. Elaboriamo due cubi sismiche, TZ47 e YM2 (Figura 1), per mostrare come visualizzare i corpi ignei sepolti nel Tarim inondazione basalto17.
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Protocollo
NOTA: Le procedure di elaborazione dei dati includono: calcolo del sismogramma sintetico, correlazione tra tracce sismiche reali e sintetiche ed estrazione del geo-corpo. Di seguito sono riportati i dettagli passo dopo passo di ciascuna procedura.
1. Calcolo del sismogramma sintetico
- Calcolare l'impedenza acustica in ogni intervallo della curva di registrazione geofisica di pozzo.
NOTA: L'impedenza acustica è il prodotto tra le 'velocità delle onde sismiche' e la 'densità' (ρ*ν). I dati sono spesso mediati su intervalli di campionamento superiori a 1 piede, al fine di ridurre il tempo di calcolo e il fenomeno dell'aliasing. - Calcolare i coefficienti di riflessione (R0) a ciascuna interfaccia utilizzando il calcolo dell'impedenza acustica:
dove ν1 e ν2 sono le velocità medie degli strati rispettivamente al di sotto e al di sopra dell'interfaccia; ρ1 e ρ2 sono le densità medie corrispondenti.- Se il pozzo non interseca i corpi ignei, utilizzare pozzi vicini che hanno intersecato le rocce bersaglio per ottenere i parametri (velocità, densità, ecc.).
- Scegliere un'ondaletta la cui ampiezza e spettro di fase siano simili a quelli dei dati sismici circostanti.
- Convolvi l'onda sintetica con la serie di riflessione per l'intero rilevamento del pozzo e genera un tracciato sismico sintetico. Il tracciato sismico simulato finale T(t) può essere descritto dal modello convoluzionale come segue:
dove R0(tè il coefficiente di riflessione, w(t) è la wavelet e n(t) è il rumore. - Se la frequenza dei dati sismici presenta ampie variazioni lungo tutto il pozzo, ricalcolare il tracciato sismico sintetico utilizzando un'ondaletta con una fase diversa e una frequenza dominante a intervalli di profondità differenti.
- Ripetere il processo se la corrispondenza tra la traccia sintetica e i dati sismici non è soddisfacente.
- Eseguire il calcolo con il software fornito (ad es., Petrel E&P Software Platform
- Avviare il software. Selezionare File | Apri progetto e quindi selezionare il progetto di ricerca dimostrativo tlm (gli utenti possono selezionare i progetti desiderati). Il progetto deve contenere dati dei pozzi, log di trivellazione, sommità dei pozzi, cubo sismico e superficie di interpretazione nell'area di studio.
- Fare clic su Home | Windows | Finestre 2D | Finestre 3D per aprire due finestre di visualizzazione per mostrare i set di dati in base alle preferenze dell'utente.
- Nell'albero delle pozzette del riquadro di input ("Wells Tree of Input Pane"), fare clic con il tasto destro sulla pozzetta desiderata. Aprire il Impostazioni finestra del pozzetto e selezionare il Tempo premere il tasto tabulazione per creare un nuovo registro temporale. Selezionare Funzione di Velocità, quindi selezionare DT dati nel nuovo registro temporale. Fare clic su OK pulsante per chiudere la finestra delle impostazioni. Un nuovo registro temporale unidirezionale viene creato automaticamente e verrà visualizzato nell'"Albero delle pozzette del pannello di input".
NOTA: Un log unidirezionale di tempo è una relazione tempo-profondità di questo pozzo. I domini dei log con cavo possono essere trasformati in domini temporali e visualizzati nella finestra del dominio del tempo. - Attivare un esistente Finestra 3D facendo clic sulla finestra visualizzata. Se non c'è alcun Finestra 3D visualizzato, creare un nuovo Finestra 3D cliccando Home | Windows | Finestre 3D. Selezionare TWT nella barra degli strumenti della finestra 3D per mostrare la finestra 3D nel dominio temporale.
- Selezionare log filo rappresentativi (ad esempio 'GR', 'DT' o 'RT') nel Albero Wells per visualizzarli nella finestra 3D; contemporaneamente, selezionare il profilo sismico nell'albero 'sismico' del riquadro 'input' per mostrarli nella stessa finestra 3D.
- Utilizzare il Manipolare il piano utilizzare lo strumento nella barra degli strumenti della finestra 3D per regolare la posizione del profilo in modo che intersechi il pozzo; l'utente osserverà che il log in wireline è stato trasformato nel dominio del tempo e visualizzato insieme al profilo sismico nella stessa finestra 3D.
- Cliccare Interpretazione sismica | Collegamento sismico al pozzo | Processo di collegamento sismico del pozzo. Scegliere Collegamento integrato tra dati sismici e pozzo nella riga Tipo di studio e aggiungere il pozzo desiderato nella riga Pozzo. Selezionare "log temporale unidirezionale calibrato" come relazione tempo-profondità nella riga TDR della scheda di input, selezionare cubo sismico nella riga sismica. Scegliere un qualsiasi log nel metodo di calcolo del RC.
- Cliccare Avvia Wavelet Toolbox per creare un'onda di Ricker da applicare in questo processo. Cliccare OK e verranno creati una nuova finestra della sezione pozzo e una visualizzazione del sismogramma sintetico.
2. Correlare le tracce sintetiche con i riflettori sismici reali
- Utilizzare un'applicazione automatica di correlazione, come Seismic Well Tie nella piattaforma, per adattare il tracciato sintetico risultante alla scala verticale della sezione sismica.
- Regolare il sismogramma sintetico per aumentare la sovrapposizione tra i riflettori ad alta ampiezza del tracciato sintetico e del tracciato reale.
- Regolare ripetutamente il sismogramma sintetico e il tracciato reale. Quando la sovrapposizione raggiunge il massimo, l'interprete ha ottenuto i "migliori adattamenti" tra il sismogramma sintetico ottenuto e i tracciati reali.
- Ripetere il processo finché le correlazioni non raggiungono il livello desiderato.
- Eseguire la correlazione con il software fornito.
- Attivare la finestra creata al passaggio 1.6.3, ovvero il log del tempo unidirezionale creato automaticamente a partire dal log acustico.
NOTA: Questo log del 'tempo unidirezionale' creato automaticamente non è perfettamente correlato con i veri riflettori sismici. Gli utenti devono calibrare le correlazioni tra il log del tempo unidirezionale e i veri riflettori sismici. - Per calibrare le correlazioni, scegliere un riflettore continuo e rappresentativo intersecato dal pozzo. Regolare quindi manualmente la profondità del log del pozzo. Ad esempio, per regolare la profondità del log DT, fare clic con il tasto destro sul One-Way Time Log nell'albero del pozzo | selezionare lo strumento Calculator | quindi aggiungere un piccolo incremento di tempo (ad esempio, 10 ms) digitando 'DT=DT+10' nella finestra di inserimento dello strumento Calculator.
- Se l'incremento di '10 ms' è troppo grande o troppo piccolo, modificare l'incremento in un altro valore temporale (può essere un valore negativo) nello strumento 'calculator'. Verificare ripetutamente la correlazione tra il log del pozzo e l'orizzonte sismico selezionato, quindi regolare ripetutamente l'incremento temporale finché la correlazione non è perfettamente calibrata.
- Attivare la finestra creata al passaggio 1.6.3, ovvero il log del tempo unidirezionale creato automaticamente a partire dal log acustico.
3. Estrazione di filoni in basalto
- Selezionare due riflettori ad alta ampiezza che delimitano le fillo-rocce bersaglio.
NOTA: La maggior parte delle intrusioni si manifesta nei dati sismici come pacchetti di riflessione accordati, nei quali le riflessioni provenienti dai contatti superiore e inferiore dell'intrusione non possono essere distinte. L'effetto di accordo si verifica quando lo spessore verticale dell'intrusione è compreso tra λ/4 e λ/8 (λ è la lunghezza d'onda sismica)19. Pertanto, le fillo-rocce appaiono come un insieme di forti riflessioni nella sezione sismica, e il loro spessore apparente è falso. - Estrarre le sonde tra gli orizzonti corrispondenti ai due riflettori ad alta ampiezza.
NOTA: Esistono diversi strumenti basati sulla tecnica di rendering che possono aiutare gli interpretatori a visualizzare meglio gli obiettivi, come "sonde a volume", "sonde a superficie" e "sonde a pozzo". Tuttavia, per l'identificazione dei contatti tra le fillo-rocce e le rocce circostanti, lo strumento migliore è la "sonda a superficie". ("Sonda a superficie, ecc." sono termini del software 'Petrel'. Gli utenti del software dovrebbero conoscere questi termini). - Rimuovere le aree circostanti gli oggetti geologici di interesse modificando il valore della soglia di opacità della connettività dei voxel. Impostare il valore predefinito della soglia al 20%. Il metodo di visualizzazione denominato "rendering di opacità" viene utilizzato qui per mostrare il risultato dell'estrazione delle fillo-rocce basaltiche ( Figura 2C).
NOTA: Sono presenti riflessioni ad alta ampiezza lungo la superficie tra roccia ignea e roccia sedimentaria a causa della significativa differenza di impedenza acustica. Rendere trasparenti le parti a bassa ampiezza per evidenziare la forma dei corpi ignei. - Poiché il valore di isolamento può essere superiore al 20-30%, modificare il valore con incrementi piccoli per assicurarsi che tutti i corpi ignei importanti non vengano persi; maggiore è il valore, maggiore è il rischio di perdere il volume dei corpi ignei reali.
- Eseguire l'operazione con il software fornito.
- Fare clic sul riquadro Interpretazione sismica, quindi su Inserisci una sonda per orizzonte. Una sonda verrà aggiunta nell'albero delle sonde per l'interpretazione dei geocorpi nel riquadro di input. Fare doppio clic sulla sonda per orizzonte aggiunta e apparirà una finestra popup.
- Nella finestra popup, fare clic sulla scheda Orizzonti e selezionare due superfici sismiche che delimitano la zona delle fillo-rocce. Fare clic su OK per applicare l'operazione.
- Verificare la sonda appena aggiunta nell'albero delle sonde per l'interpretazione dei geocorpi mostrato nel riquadro di input. Un cubo sismico apparirà quindi nella finestra 3D.
- Fare doppio clic sulla sonda e selezionare la scheda Opacità. Nel pannello verrà mostrato un istogramma dell'ampiezza sismica. Utilizzare il pulsante sinistro del mouse per tracciare una linea nell'istogramma e controllare l'opacità del cubo sismico. Le parti a bassa ampiezza del cubo dovranno risultare invisibili, mentre quelle ad alta ampiezza rimarranno visibili.
- Regolare ripetutamente l'istogramma finché non si ottiene la forma desiderata del geocorpo di interesse.
4. Estrazione dei condotti alimentari
- Scegliere orizzonti di riflessione continui e ad alta energia a diverse profondità al di sotto del flusso lavico superficiale.
- Eseguire il time slicing lungo gli orizzonti selezionati, per individuare le discontinuità corrispondenti ai condotti verticali.
- Regolare ripetutamente il Tempo di Percorrenza Totale (TWT) per ottenere la migliore immagine delle discontinuità dei condotti.
NOTA: i dati sismici non riescono a immaginare bene le strutture verticali, quindi si scelgono immagini migliori provenienti da volumi di ampiezza e volumi di varianza confrontando la chiarezza a diversi tempi di percorrenza. - Provare diverse tecniche di slicing, quindi scegliere quella che meglio evidenzia le discontinuità.
NOTA: In questo caso si possono utilizzare diversi strumenti, come il slicing del volume di varianza. La sua base teorica è la similarità tra ogni sezione sismica e le tracce sismiche adiacenti nei dati sismici. Un altro strumento, il cubo di varianza, è un nuovo volume di dati ottenuto elaborando i dati sismici convenzionali, utile per l'identificazione di variazioni nella struttura e nella litologia, nella combinazione planare delle faglie, ecc.20 - Rappresentare le sezioni a diversi tempi di percorrenza o profondità in uno spazio 3D.
- Eseguire l'operazione con il software fornito.
- Fare doppio clic su Attributi del volume nell'albero di geofisica del pannello dei processi. Selezionare Metodi strutturali nella colonna categoria e Varianza nella colonna attributo. Selezionare il cubo sismico da inserire nel campo di input e regolare gli altri parametri nella scheda dei parametri. Per prestazioni di visualizzazione migliori, spuntare la casella nella colonna realize. Un cubo di varianza viene creato nell'albero sismico del pannello di input.
- Fare clic con il tasto destro sul cubo di varianza e selezionare Inserisci intersezione per time slice per mostrare ulteriori intersezioni orizzontali nella finestra 3D. Utilizzare lo strumento Manipola piano nella barra degli strumenti della finestra 3D per regolare la posizione delle sezioni e ottimizzare la visualizzazione dei condotti.
- Fare clic con il tasto destro sul cubo di ampiezza sismica e selezionare Inserisci intersezione per time slice per mostrare ulteriori intersezioni orizzontali nella finestra 3D. Eseguire la stessa operazione descritta al punto 4.6.2 per regolare la posizione delle sezioni e ottimizzare la visualizzazione dei condotti.
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Risultati
Dimostriamo l'utilità delle tecniche descritte sopra applicandoli a 2 tipi di corpi ignei, davanzali orizzontale e verticale condotti vulcanici. Estrazione del sills è condotto utilizzando la tecnica del rendering opaco, e l'interpretazione del condotto vulcanico viene effettuata utilizzando la tecnica del trancio.
Estrazione di davanzali
Pozzi di perforazione industriali...
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Discussione
Qui dimostriamo 2 metodi per illustrare la morfologia e la struttura del sistema idraulico dei vulcani basaltici sepolti; uno è il rendering di opacità, l'altro è tempo affettare.
Il metodo di rendering di opacità è adatto per geo-corpi che hanno continuo orizzontale interfacce con gli strati di incassamento nei pressi. Con questo metodo, si può estrarre la morfologia 3D dei lobi di magma. Normalmente, le direzioni del flusso dovrebbero essere lungo l'asse dei lobi magma. È anche importante ch...
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori riconoscono il sostegno finanziario di NSFC al WT (grant No. 41272368) e QKX (grant No. 41630205).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Il Petrel E& Piattaforma software P | Versione software Schlumberger | :2014 |
Riferimenti
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