このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。

方法論記事

地下の火山の 3 D イメージングのデータ処理方法: タリム洪水玄武岩のアプリケーション

9.1K 回視聴

⸱

DOI:

10.3791/55930

⸱

2017年8月7日

 ,  , 
1College of Engineering, Peking University, 2School of Earth and Space Sciences, Peking University

この記事について

サマリー

三次元 (3 D) 反射法地震は、地下の火山のイメージングのための強力な方法です。タリム盆地から工業用 3 D 地震データを用いた地震探査データ キューブから、土台と地下の火山の導管を抽出する方法を示します。

要約

形態と配管システムの構造は、噴出量および玄武岩溶岩のスタイルに重要な情報を提供できます。地下地質体を勉強する最も強力な方法は、産業の三次元反射地震学的イメージングを使用することです。ただし、地下の火山をイメージするための戦略は非常に異なっている石油とガス貯留層の。本研究で我々 は不透明度レンダリング技術により敷居を視覚化する方法と時間をスライスして、コンジットをイメージする方法を説明するために北部タリム盆地、中国からの地震データ キューブを処理します。最初のケースでは、分離したプローブ敷居の間の接点をマーキングと被覆層、耐震の視野によって地震のキューブから敷居を抽出する不透明度レンダリング技法を適用します。流れ方向は、ドームの中心から縁に結果の詳細な敷居形態を示しています。2 番目の地震キューブにしておりますタイム スライス画像の導管、, 岩内のマーク付きの不連続に対応します。異なる深さで得られたタイム スライスのセットは、タリム川洪水玄武岩が別のパイプのような導管によって供給される中央の火山から噴出したことを表示します。

概要

堆積盆内工業地震イメージング プロジェクトのほとんどの目的は、炭化水素貯留層を探索することです。近年、炭化水素の探査は塊状の洗面器の多くはかなりの石油とガス貯留層を持っているので、火成岩類の多量を含む流域に拡大しています。ただし、塊状の流域における火成岩類のインタ フェースが、地震データ処理、一連の減らされたエネルギー伝送、減衰、干渉効果、屈折、散乱1など、さまざまな攻撃による課題。したがって、油田会社は地震イメージング2,3,4にこのような「否定的な影響」を減らすこと努力を注いでいます。

堆積盆地内の火成岩体は, 岩1,5,6大音響インピー ダンス コントラストのための 2 つの次元または三次元反射法地震イメージングによって簡単に識別されます。このメソッドは、火山配管システム7,8,9,10、11,12,13の垂直方向と水平方向の構造の壮大なイメージを提供することができます。ただし、地下の火山をイメージングの戦略は非常に異なっている石油・ ガス探査8,14,15。これは別にいくつかの成功事例10,15,16, 地下の火山の研究で産業の地震探査データの使用を制限されています。本稿では、地下の火山の解釈のためにカスタマイズされる地震データ処理の詳細な手順を報告します。我々 は TZ47、YM2 の 2 つの耐震キューブを処理 (図 1)、タリム川洪水玄武岩17で埋められた火成岩体を可視化する方法を示します。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

注意：データ処理手順には、合成地震記録の計算、合成地震波形と実測地震波形の相関、および地質体の抽出が含まれます。以下に、各手順のステップごとの詳細を説明します。

1. 合成地震波形の計算

  1. 坑井検層曲線の各間隔における音響インピーダンスを算出する。
    注：音響インピーダンスは、「地震波速度」と「密度」の積（ρ*ν）である。計算時間の短縮およびエイリアシングを抑制するため、データはしば1フィートよりも大きなサンプリング間隔で平均化される。
  2. 反射係数（R0音響インピーダンスの計算を用いて、各界面における（）を算出します。
    反射係数の公式、R₀=(ρ₂v₂-ρ₁v₁)/(ρ₂v₂+ρ₁v₁)、数学方程式。
    ここで $\nu$ は1 および ν2 界面の下方および上方の層の平均速度をそれぞれ表し、ρは1 およびρ2 は、対応する平均密度である。
    1. ウェルが火成岩体に交差していない場合は、標的岩石に交差した近隣のウェルを使用して、パラメータ（速度、密度、 など。).
  3. 近傍の地震データの振幅および位相スペクトルに類似したウェーブレットを選択してください。
  4. 合成ウェーブレットをウェル調査全域の反射係数系列と畳み込みし、合成地震波形を生成します。最終的なシミュレーション地震波形は T(t）は、以下のような畳み込みモデルで記述できる。
    時間領域方程式 T(t)=R₀(t)×w(t)+n(t)、信号解析研究のための公式。
    どこ R0(t）は反射係数であり、 w(t) はウェーブレットであり、 n(t)がノイズです。
  5. 地震データの周波数がウェル全体で大きく変動している場合は、深度区間ごとに異なる位相および卓越周波数を持つウェーブレットを用いて、合成地震波形を再計算してください。
    1. 合成波形と地震探査データの一致が十分でない場合は、この工程を繰り返してください。
  6. 提供されたソフトウェアを用いて計算を行います（例：, Petrel E&P ソフトウェアプラットフォーム)
    1. ソフトウェアを起動します。「Select」を選択してください。 ファイル | プロジェクトを開く | 次に、デモ研究プロジェクトを選択します tlm （ユーザーは任意のプロジェクトを選択できます）。プロジェクトには、研究領域におけるウェルデータ、ワイアードログ、ウェルトップ、地震波キューブ、および解釈面が含まれている必要があります。
    2. クリックして ホーム | ウィンドウ | 2Dウィンドウ | 3Dウィンドウ ユーザーの好みに応じてデータセットを表示するための2つのディスプレイウィンドウを開きます。
    3. 「入力ペインのウェルツリー」で、目的のウェルを右クリックします。「を」開きます。 設定 ウェルのウィンドウを表示し、以下を選択します。 時間 新しいタイムログを作成するためのタブを選択します。 速度関数その後、選択します DT 新しいタイムログにデータを入力します。「～」をクリックして 承知いたしました。翻訳すべき原文をご提示ください。 設定ウィンドウを閉じるボタン。新しい一方通行の時間ログが自動的に作成され、「入力ペインのウェルツリー」に表示されます。
      注：片道走時ログは、本井戸における時間-深度関係を示すものです。有線検層ドメインは時間ドメインに変換し、時間ドメインウィンドウに表示させることができます。
    4. 既存のものを活性化する 3Dウィンドウ 表示されたウィンドウをクリックします。もし〜がない場合は 3Dウィンドウ 表示され、新しいものを作成します 3Dウィンドウ クリックすることで ホーム | ウィンドウ | 3Dウィンドウ選択 TWT 3Dウィンドウのツールバーにある、3Dウィンドウを時間領域で表示するためのボタンをクリックします。
    5. 代表的なワイヤラインログ（「GR」、「DT」、「RT」など）を、以下の項目から選択します。 ウェルズツリー それらを3Dウィンドウに表示します。同時に、「input」ペインの「seismic」ツリーにある地震探査プロファイルを選択し、同じ3Dウィンドウに表示させます。
    6. 使用してください 平面の操作 3Dウィンドウのツールバーにあるツールを使用して、プロファイルの位置を調整し、ウェルと交差させます。これにより、ワイヤログが時間領域に変換され、同じ3Dウィンドウ内で地震探査プロファイルと共に表示されることが確認できます。
    7. クリック 地震波解析 | 地震波ウェルタイ（井戸-地震波整合） | 地震波ウェルタイプロセス選択してください 統合地震波ウェルタイ 「Study Type」行に研究の種類を入力し、「Well」行に目的の井戸を追加します。「Input」タブの「TDR」行で、時間-深度関係として「Calibrated one-way time log」を選択し、「Seismic」行で「Seismic cube」を選択します。「RC calculation method」で任意のログを選択してください。
    8. クリック Wavelet Toolboxを起動します。 このプロセスで適用するためのリッカーウェーブレットを作成します。クリックしてください。 承知いたしました。翻訳作業を開始します。翻訳対象となる原文をご提示ください。 そして、新しいウェルセクションウィンドウと合成地震記録の表示画面が作成されます。

2. 合成トレースと実際の地震波反射面の相関

  1. 自動相関アプリケーション（例： 地震波ウェルタイ（地震波-検層整合） プラットフォームにおいて、得られた合成波形を地震波断面の垂直スケールに適合させるため。
  2. 合成地震記録を調整し、合成トレースと実測トレースの高振幅反射面の重なりを増やします。
  3. 合成地震記録と実測波形を繰り返し調整します。重なりが最大となったとき、解析者は得られた合成地震記録と実測波形との間で「最良の適合（best fits）」に達したことになります。
    1. 相関が希望のレベルに達するまで、この工程を繰り返します。
  4. 提供されたソフトウェアを用いて相関分析を行ってください。
    1. ステップ1.6.3で作成したウィンドウをアクティブにします。これは、音波ログから自動的に作成された片道走時ログです。
      注：この自動作成された「片道走時ログ」は、実際の地震反射面と完全に相関しているわけではありません。利用者は、片道走時ログと実際の地震反射面との相関を校正する必要があります。
    2. 相関をキャリブレーションするために、井戸を横切る連続的かつ代表的な反射面を選択します。次に、ウェルログの深度を手動で調整します。例えば、DTログの深度を調整するには、～を右クリックします。 一方向タイムログ ウェルツリー内で、以下を選択します。 計算機 ツール | 次に、Calculatorツールの入力ダイアログに「DT=DT+10」と入力し、短い時間増分（例：10 ms）を加えます。
    3. 「10 ms」の間隔が大きすぎるか、または小さすぎる場合は、「calculator」ツールで間隔を別の時間（負の値も可）に変更してください。ウェルログと選択した地震波ホライゾンの相関を繰り返し確認し、相関が完全に校正されるまで、時間間隔を繰り返し調整してください。

3. 玄武岩質シル（岩脈）の抽出

  1. ターゲットとなるシルを包囲する2つの高振幅反射面を選択します。
    注：ほとんどの貫入岩は、地震探査データにおいてチューニング反射パッケージとして表現され、貫入岩の上限と下限の接点からの反射を区別することができません。チューニングは、貫入岩の垂直方向の厚さがλ/4からλ/8の間であるときに発生します（λは地震波の波長）19。したがって、シルは地震断面において一連の強い反射として表示され、その見かけの厚さは不正確になります。
  2. 2つの高振幅反射面に対応するホライゾンの間にプローブを抽出します。
    注：「ボックスプローブ（box probes）」、「サーフェスプローブ（surfaces probes）」、「ウェルプローブ（well probes）」など、解釈者がターゲットをより良く視覚化するのに役立つ、レンダリング手法に基づいたさまざまなツールがあります。しかし、シルと包囲層の接点を特定するには、「サーフェスプローブ」が最適なツールです（「Surface probe, etc.」は「Petrel」ソフトウェア内の用語です。ソフトウェア利用者はこれらの用語に習熟している必要があります）。
  3. Voxel接続不透明度のしきい値を変更し、関心のある地質学的物体の周囲の領域を除去します。デフォルトのしきい値を20%に設定します。ここでは「不透明度レンダリング（opacity rendering）」という可視化手法を用いて、抽出された玄武岩シルの結果を表示します（図2C）。
    注：火成岩と堆積岩の間の界面には、音響インピーダンスの著しい差があるため、高振幅の反射が現れます。火成岩体の形状を強調するために、低振幅の部分を透明にします。
  4. 分離のための値は20〜30%より高くなる可能性があるため、重要な火成岩体をすべて喪失させないよう、値を少しずつ増加させて変更してください。値が大きくなるほど、実際の火成岩体の体積を失うリスクが高まります。
  5. 提供されたソフトウェアで操作を実行します。
    1. Seismic Interpretationペインをクリックし、Insert a Horizon Probeをクリックします。入力ペインのジオボディ解釈プローブツリーにプローブが追加されます。追加されたホライゾンプローブをダブルクリックすると、ポップアップウィンドウが表示されます。
    2. ポップアップウィンドウのHorizonsタブをクリックし、シルの領域を分離する2つの地震波面を選択します。OKをクリックして操作を適用します。
    3. 入力ペインに表示されているジオボディ解釈プローブツリーで、新しく追加されたプローブを確認します。すると、3Dウィンドウに地震波キューブが表示されます。
    4. プローブをダブルクリックし、Opacityタブを選択します。タブに地震波振幅のヒストグラムが表示されます。マウスの左ボタンを使用してヒストグラムに線を描き、地震波キューブの不透明度を制御します。キューブの低振幅部分は不可視にし、高振幅部分のみを残します。
    5. 関心のあるジオボディの所望の形状が得られるまで、繰り返しヒストグラムを調整します。

4. 給餌管の抽出

  1. 地表の溶岩流下の異なる深さにおいて、連続的で高エネルギーな反射面を選択します。
  2. 選択した反射面に沿ってタイムスライシングを行い、垂直な管路に対応する不連続部を特定します。
  3. 往復走時（TWT）を繰り返し調整し、管路の不連続部を最適にイメージングします。
    注：地震探査データでは垂直構造を十分にイメージングできないため、異なる走時における鮮明さを比較し、振幅ボリュームやバリアンスボリュームからより良好な画像を選択します。
  4. 異なるスライシング手法を試し、不連続部をより適切にイメージングできる手法を選択します。
    注：ここでは、バリアンスボディスライシングなどのさまざまなツールを使用できます。その理論的根拠は、地震探査データにおける各地震探査断面と隣接する地震探査トレースとの類似性にあります。もう一つのツールであるバリアンスキューブは、従来の地震探査データを処理して作成される新しいデータボディであり、構造や岩相の変化、断層の面的な組み合わせなどの識別に有用です。20
  5. 異なる走時または深さのスライスを3D空間にプロットします。
  6. 提供されたソフトウェアを用いて操作を行います。
    1. プロセスペインの地球物理学ツリーにあるVolume Attributesをダブルクリックします。カテゴリー列でStructural Methodsを、属性列でVarianceをチェックします。入力ボックスに地震探査キューブを選択し、パラメータータブでその他のパラメーターを調整します。読み込みパフォーマンスを向上させるため、realize列のボックスにチェックを入れます。これにより、入力ペインの地震探査ツリーにバリアンスキューブが作成されます。
    2. バリアンスキューブを右クリックし、Insert Time Slice Intersectionをクリックして、3Dウィンドウにより多くの水平交差面を表示させます。3DウィンドウのツールバーにあるManipulate Planeツールを使用して、スライスの位置を調整し、管路の表示を最適化します。
    3. 地震探査振幅キューブを右クリックし、Insert Time Slice Intersectionをクリックして、3Dウィンドウにより多くの水平交差面を表示させます。ステップ4.6.2と同様の操作を行い、スライスの位置を調整して管路の表示を最適化します。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

火山管の垂直、水平敷居火成岩体の 2 種類にそれらを適用することによって上記の手法の有用性を示す.不透明なレンダリング手法を用いて敷居の抽出を実施し、火山の火道の解釈はスライシング加工技術を使用して行われます。

敷居の抽出

産業掘削井戸が17北タリム盆地から Yingmai 2 の領域で多くの敷居を交差するが、サイドシルの 3次元分布は不明のまま。サイドシルを解釈するために我々 はこの地域で耐震キューブから三次元地震探査データを処理します。まず、我々 は地震断面 (図 2 a) を持つ合成波形を関連付けることによって地震のキューブで敷居の存在に関連視野を識別します。その後、サイドシルの横の範囲を制約する地平に表面プローブ (

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

ここで埋没の玄武岩質火山の配管システムの構造や形態を説明するための 2 つの方法を紹介します。不透明度のレンダリング、他のスライス時間です。

不透明度のレンダリング方法は連続し, 地層と水平界面を持つ地質体に適しています。このメソッドは、マグマの葉の 3 D 形状を抽出することが 1 つ。通常、流れ方向はマグマの葉長軸に沿ってする必要があります。また、表面の地平が高反射係数 (R0) を持つことが重要です。界面R0が低すぎる場合、通訳はターゲットの視野に表面プローブを挿入することができません。たとえば、玄武岩敷居の音速は約 5500 m/s と炭酸塩 6,000 m/s12のような速度があります。このように、土台炭酸連絡先の反射係数は表面プローブによって識別される低すぎるでしょう。この手法を使用する場合、ターゲット岩石の速度の正確な知識が必要です。速度データは、利用可能なまたはないちゃんと見積もりではない、耐震キューブにこのメソッドのアプリケーションが非常...

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

著者は、WT (グラント号 41272368) に NSFC および QKX (許可番号 41630205) の財政支援を認めます。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ペトレルE&Pソフトウェアプラットフォームシュルンベルジェソフトウェアバージョン:2014

参考文献

  1. Smallwood, J. R., Maresh, J. The properties, morphology and distribution of igneous sills: modelling, borehole data and 3D seismic from the Faroe-Shetland area. Geol. Soc. London Spec. Publ. 197 (1), 271-306 (2002).
  2. Millett, J. M., Hole, M. J., Jolley, D. W., Schofield, N., Campbell, E. Frontier exploration and the North Atlantic Igneous Province: new insights from a 2.6 km offshore volcanic sequence in the NE Faroe-Shetland Basin. J. Geol. Soc. 173 (2), 320-336 (2016).
  3. Lee, G. H., Kwon, Y. I., Yoon, C. S., Kim, H. J., Yoo, H. S. Igneous complexes in the eastern Northern South Yellow Sea Basin and their implications for hydrocarbon systems. Mar. Pet. Geol. 23 (6), 631-645 (2006).
  4. Rateau, R., Schofield, N., Smith, M. The potential role of igneous intrusions on hydrocarbon migration, West of Shetland. Pet. Geosci. 19 (3), 259-272 (2013).
  5. Magee, C., et al. Lateral magma flow in mafic sill complexes. Geosphere. 12 (3), 809-841 (2016).
  6. Magee, C., Jackson, C. A. L., Schofield, N. Diachronous sub-volcanic intrusion along deep-water margins: insights from the Irish Rockall Basin. Basin Res. 26 (1), 85-105 (2014).
  7. Symonds, P., Planke, S., Frey, O., Skogseid, J. Volcanic evolution of the Western Australian continental margin and its implications for basin development. The sedimentary basins of Western Australia. 2, 33-54 (1998).
  8. Thomson, K., Hutton, D. Geometry and growth of sill complexes: insights using 3D seismic from the North Rockall Trough. BVol. 66 (4), 364-375 (2004).
  9. Planke, S., Rasmussen, T., Rey, S., Myklebust, R. Petroleum Geology: North-West Europe and Global Perspectives-Proceedings of the 6th Petroleum Geology Conference. Doré, A. G., Vining, B. A. 6, Geological Society. London. 833-844 (2005).
  10. Magee, C., Hunt Stewart,, E,, Jackson, C. A. L. Volcano growth mechanisms and the role of sub-volcanic intrusions: Insights from 2D seismic reflection data. Earth Planet. Sci. Lett. 373, 41-53 (2013).
  11. Schofield, N. J., Brown, D. J., Magee, C., Stevenson, C. T. Sill morphology and comparison of brittle and non-brittle emplacement mechanisms. J. Geol. Soc. 169 (2), 127-141 (2012).
  12. Wang, L., Tian, W., Shi, Y. M., Guan, P. Volcanic structure of the Tarim flood basalt revealed through 3-D seismological imaging. Sci. Bull. 60 (16), 1448-1456 (2015).
  13. Sun, Q., et al. Neogene igneous intrusions in the northern South China Sea: Evidence from high-resolution three dimensional seismic data. Mar. Pet. Geol. 54, 83-95 (2014).
  14. Schofield, N., et al. Seismic imaging of 'broken bridges': linking seismic to outcrop-scale investigations of intrusive magma lobes. J. Geol. Soc. 169 (4), 421-426 (2012).
  15. Thomson, K. Volcanic features of the North Rockall Trough: application of visualisation techniques on 3D seismic reflection data. BVol. 67 (2), 116-128 (2005).
  16. Jackson, C. A. L. Seismic reflection imaging and controls on the preservation of ancient sill-fed magmatic vents. J. Geol. Soc. 169 (5), 503-506 (2012).
  17. Tian, W., et al. The Tarim picrite-basalt-rhyolite suite, a Permian flood basalt from northwest China with contrasting rhyolites produced by fractional crystallization and anatexis. CoMP. 160 (3), 407-425 (2010).
  18. Chen, M. -M., et al. Peridotite and pyroxenite xenoliths from Tarim, NW China: Evidences for melt depletion and mantle refertilization in the mantle source region of the Tarim flood basalt. Lithos. 204, 97-111 (2014).
  19. Magee, C., Maharaj, S. M., Wrona, T., Jackson, C. A. L. Controls on the expression of igneous intrusions in seismic reflection data. Geosphere. 11 (4), 1024-1041 (2015).
  20. Bahorich, M., Farmer, S. 3-D seismic discontinuity for faults and stratigraphic features: The coherence cube. The Leading Edge. 14 (10), 1053-1058 (1995).

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

タグ

3D地震波イメージング不透明度レンダリングタイムスライス地震波データ処理シル抽出導管の可視化分散分析タリム盆地火山導管系
地下の火山の 3 D イメージングのデータ処理方法: タリム洪水玄武岩のアプリケーション
お問い合わせ
図書館に推薦する

プライバシー

利用規約

ポリシー

著作権 © 2026 MyJoVE Corporation. 無断転載を禁じます。