Driedimensionale (3D) reflectieseismiek is een krachtige methode om imaging ondergrond vulkanen. We illustreren met behulp van industriële 3D seismologische gegevens van het Tarim-bekken, het uitpakken van de dorpels en de leidingen van de ondergrond vulkanen van seismische gegevenskubussen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gegevens van de verwerkingsmethoden voor 3D seismische beeldvorming van ondergrond vulkanen: toepassingen aan het Tarim Flood Basalt
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De morfologie en de structuur van sanitaire systemen kunnen belangrijke informatie geven over de uitbarsting tarief en de stijl van basalt lava velden. De meest krachtige manier om te studeren ondergrond geo-organen is het gebruik van industriële 3D reflectie seismologische imaging. Strategieën afbeelding ondergrond vulkanen zijn echter zeer verschillend van die van olie- en gasreservoirs. In deze studie verwerken we seismische gegevenskubussen uit de noordelijke Tarimbekken, China, om te illustreren hoe om te visualiseren dorpels via dekking rendering technieken en hoe om het imago van de leidingen door tijd-snijden. In het eerste geval geïsoleerd we sondes door de seismische horizon markering van de contacten tussen de dorpels en impasses strata, dekking rendering technieken om dorpels extract van de seismische kubus toe te passen. De resulterende gedetailleerde vensterbank morfologie toont aan dat de stroomrichting van het centrum van de koepel aan de rand. In de tweede seismische kubus gebruiken we tijdsegmenten om het imago van de leidingen, die correspondeert met gemarkeerde discontinuïteiten binnen de encasing rotsen. Een set van tijdsegmenten verkregen op verschillende diepten tonen dat het Tarim flood basalt barstte van centrale vulkanen, gevoed door aparte buis-achtige leidingen.
Inleiding
Het doel van de meeste van de industriële seismische beeldvorming projecten in sedimentaire bekkens is te verkennen voor koolwaterstof reservoirs. In de afgelopen jaren heeft koolwaterstof exploratie uitgebreid tot bekkens met grote hoeveelheden van stollingsgesteenten, omdat veel van de volcanogenic bekkens grote olie- en gas reservoirs hebben. Echter, vanwege de interface van stollingsgesteente in de volcanogenic bekkens, seismische gegevensverwerking presenteert een reeks van uitdagingen geïnduceerd door verschillende inbraak, zoals verminderde energie overdracht, intrinsieke demping, storende effecten, refractie en verstrooiing1. Olieveld bedrijven zijn daarom hun inspanningen op het terugdringen van dergelijke een "negatieve gevolgen" gericht op seismische beeldvorming2,3,4.
Igneous organen binnen sedimentaire bekkens zijn gemakkelijk geïdentificeerd door twee dimensionale of 3D seismisch reflectie imaging als gevolg van het grote akoestische impedantie contrast met de encasing stenen1,5,6. Deze methode kan bieden spectaculaire beelden van zowel de horizontale als de verticale structuur van de vulkanische sanitair systemen7,8,9,10,11,12,13. De strategieën van imaging ondergrond vulkanen zijn echter zeer verschillend van die van olie en gas verkenningen8,14,15. Dit beperkt het gebruik van industriële seismische gegevens in studies van ondergrond vulkanen, afgezien van een paar succesvolle gevallen10,15,16. In deze paper rapporteren we gedetailleerde procedures van seismische verwerking van de gegevens, die zijn aangepast voor interpretatie van de ondergrond vulkanen. Wij verwerken twee seismische kubussen, TZ47 en YM2 (Figuur 1), te laten zien hoe de begraven igneous organen in de Tarim flood basalt17visualiseren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
OPMERKING: De gegevensverwerkingsprocedures omvatten: het berekenen van synthetische seismogrammen, correlatie van synthetische en reële seismische sporen, en extractie van geoblokken. Hieronder volgen de stapsgewijze details van elke procedure.
1. Berekening van een synthetisch seismogram
- Bereken de akoestische impedantie voor elk interval van de down-hole loggingcurve.
OPMERKING: Akoestische impedantie is het product van 'seismische golfsnelheden' en 'densiteit' (ρ*ν)). De gegevens worden vaak gemiddeld over bemonsteringsintervallen groter dan 1 ft, om de berekeningstijd en aliasing te verminderen. - Bereken de reflectiecoëfficiënten (R0) bij elke interface door de berekening van de akoestische impedantie te gebruiken:
waarbij ν1 en ν2 zijn respectievelijk de gemiddelde snelheden van de lagen onder en boven de interface; ρ1 en ρ2 zijn de overeenkomstige gemiddelde dichtheden.- Als de put de stollingslichamen niet doorkruist, gebruik dan nabijgelegen putten die de doelgesteenten wel hebben doorkruist om de parameters te verkrijgen (snelheid, dichtheid, etc.).
- Kies een wavelet met een amplitudespectrum en fasespectrum dat vergelijkbaar is met dat van de nabijgelegen seismische gegevens.
- Convolveer de synthetische wavelet met de reflectiereeks voor de gehele boorgatmeting en genereer een synthetisch seismisch spoor. Het uiteindelijke gesimuleerde seismische spoor T(U heeft geen brontekst opgegeven om te vertalen. Voer aub de tekst in die u naar het Nederlands vertaald wilt hebben.) kan worden beschreven door het convolutionele model als volgt:
waar R0(t) is de reflectiecoëfficiënt, w(t) is de wavelet en n(Omdat u geen brontekst heeft verstrekt, kan ik geen vertaling maken. Voer a.u.b. de Engelse tekst in die u wilt laten vertalen naar het Nederlands.) is de ruis. - Als de frequentie van de seismische gegevens grote variaties vertoont over de gehele put, dient de synthetische seismische trace opnieuw te worden berekend met een wavelet met een andere fase en een dominante frequentie voor verschillende diepte-intervallen.
- Herhaal het proces indien de overeenkomst tussen het synthetische spoor en de seismische gegevens niet bevredigend is.
- Voer de berekening uit met de meegeleverde software (bijv., Petrel E&P Softwareplatform).
- Start de software. Selecteer Bestand | Open Project | en selecteer vervolgens het demo-onderzoeksproject tlm (gebruikers kunnen hun eigen gewenste projecten selecteren). Het project moet putgegevens, wired logs, puttoppen, een seismische kubus en interpretatievlakken in het onderzoeksgebied bevatten.
- Klik op Home | Windows | 2D-vensters | 3D-vensters om twee weergavevensters te openen om de datasets te tonen volgens de voorkeur van de gebruiker.
- Klik met de rechtermuisknop op de gewenste well in het "Wells Tree of Input Pane". Open de Instellingen venster van de put en selecteer de Tijd tab om een nieuw tijdlogboek aan te maken. Selecteer Snelheidsfunctie, selecteer vervolgens DT gegevens in het nieuwe tijdlogboek. Klik op de Ik sta klaar om uw teksten te vertalen. Stuur me alstublieft de brontekst die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. knop om het instellingenvenster te sluiten. Er wordt automatisch een nieuw eenrichtings-tijdlogboek aangemaakt, dat wordt weergegeven in de "Wells Tree of Input Pane".
OPMERKING: Een time-log voor één richting is een tijd-diepte-relatie van deze put. Wired log-domeinen kunnen naar tijddomeinen worden getransformeerd en in het venster van het tijddomein worden weergegeven. - Activeer een bestaande 3D-venster door op het getoonde venster te klikken. Als er geen 3D-venster weergegeven, maak een nieuwe 3D-venster door te klikken Home | Vensters | 3D-venstersSelecteer TWT in de werkbalk van het 3D-venster om het 3D-venster in het tijdsdomein weer te geven.
- Selecteer representatieve sounding logs (zoals 'GR', 'DT' of 'RT') in de Wells-boom om ze in het 3D-venster weer te geven; selecteer tegelijkertijd het seismisch profiel in de 'seismic'-boom van het 'input'-paneel om ze in hetzelfde 3D-venster te tonen.
- Gebruik de Vlak manipuleren hulpmiddel in de werkbalk van het 3D-venster om de locatie van het profiel aan te passen zodat dit de put snijdt; de gebruiker zal zien dat de wired log is getransformeerd naar het tijdsdomein en samen met het seismisch profiel in hetzelfde 3D-venster wordt weergegeven.
- Klikken Seismische interpretatie | Seismische putkoppeling | Proces voor seismische putkoppelingKies Geïntegreerde seismische putkoppeling vul in de rij 'type study' en voeg de gewenste put toe in de rij 'Well'. Selecteer 'calibrated one-way time log' als tijd-diepterelatie in de TDR-rij van het tabblad 'input', en selecteer 'seismic cube' in de rij 'seismic'. Kies een willekeurige log bij de RC-berekeningsmethode.
- Klik Start de Wavelet Toolbox om een Ricker-wavelet te maken voor toepassing in dit proces. Klik Ik ben klaar om te beginnen. Stuur me de brontekst die u vertaald wilt hebben. en er wordt een nieuw venster voor de putsectie en een weergave van het synthetische seismogram gemaakt.
2. Correleer de synthetische sporen met de werkelijke seismische reflectoren
- Gebruik een geautomatiseerde correlatieapplicatie, zoals Seismic Well Tie in het platform, om de resulterende synthetische trace aan te passen aan de verticale schaal van de seismische sectie.
- Pas het synthetische seismogram aan om de overlap van reflectoren met een hoge amplitude tussen de synthetische trace en de werkelijke trace te vergroten.
- Pas het synthetische seismogram en de werkelijke trace herhaaldelijk aan. Wanneer de overlap van de traces maximaal is, heeft de interpreteur de "best fits" bereikt tussen het verkregen synthetische seismogram en de werkelijke traces.
- Herhaal het proces totdat de correlaties het gewenste niveau bereiken.
- Voer de correlatie uit met de meegeleverde software.
- Activeer het venster dat is gemaakt in stap 1.6.3, wat de one-way time log is die automatisch is gegenereerd vanuit de akoestische log.
OPMERKING: Deze automatisch gemaakte 'one-way time log' is niet perfect gecorreleerd met de werkelijke seismische reflectoren. Gebruikers dienen de correlaties tussen de one-way time log en de werkelijke seismische reflectoren te kalibreren. - Kies voor het kalibreren van deze correlaties een continue en representatieve reflector die door de put wordt doorsneden. Pas vervolgens handmatig de diepte van de putlog aan. Om bijvoorbeeld de diepte van de DT log aan te passen, klikt u met de rechtermuisknop op de One-Way Time Log in de putboom | selecteer het hulpmiddel Calculator | voeg vervolgens een klein tijdsinterval toe (bijvoorbeeld 10 ms) door 'DT=DT+10' te typen in het invoerveld van het Calculator-hulpmiddel.
- Als het interval van '10 ms' te groot of te klein is, wijzigt u het interval naar een andere tijd (een negatieve waarde is mogelijk) in het 'calculator'-hulpmiddel. Controleer herhaaldelijk de correlatie tussen de putlog en de geselecteerde seismische horizon en pas vervolgens het tijdsinterval herhaaldelijk aan, totdat de correlatie perfect is gekalibreerd.
- Activeer het venster dat is gemaakt in stap 1.6.3, wat de one-way time log is die automatisch is gegenereerd vanuit de akoestische log.
3. Extractie van basaltische gangen
- Selecteer 2 reflectoren met een hoge amplitude die de doelsills omsluiten.
OPMERKING: De meeste intrusies worden in seismische gegevens uitgedrukt als "tuned reflection packages", waarbij de reflecties van de bovenste en onderste intrusiecontacten niet van elkaar te onderscheiden zijn. Tuning treedt op wanneer de verticale intrusiedikte tussen λ/4 en λ/8 ligt (λ is de seismische golflengte)19. Daarom worden sills in de seismische sectie weergegeven als een reeks sterke reflecties, en is hun schijnbare dikte onjuist. - Extraheer probes tussen de horizonten die overeenkomen met de twee reflectoren met een hoge amplitude.
OPMERKING: Er zijn verschillende tools op basis van de renderingstechniek die interpreters kunnen helpen de doelen beter te visualiseren, zoals "box probes", "surfaces probes" en "well probes". Voor de identificatie van contacten tussen de sills en de omsluitende strata is de "surface probe" echter de beste tool. ("Surface probe, etc." zijn termen in de software 'Petrel'. Gebruikers van de software zouden bekend moeten zijn met deze termen). - Verwijder de gebieden rondom de geologische objecten van interesse door de drempelwaarde voor de opaciteit van de voxelconnectiviteit te wijzigen. Stel de standaard drempelwaarde in op 20%. De visualisatiemethode "opacity rendering" wordt hier gebruikt om het resultaat van de extractie van basaltische sills weer te geven ( Figuur 2C).
OPMERKING: Er zijn reflecties met een hoge amplitude langs het oppervlak tussen stollingsgesteente en sedimentair gesteente vanwege hun aanzienlijke verschil in akoestische impedantie. Maak de delen met een lage amplitude transparant om de vorm van de stollingslichamen te accentueren. - Omdat de waarde voor isolatie hoger kan zijn dan 20 - 30%, dient de waarde in kleine stappen te worden gewijzigd om ervoor te zorgen dat alle belangrijke stollingslichamen behouden blijven; hoe hoger de waarde, hoe groter het risico dat het volume van de werkelijke stollingslichamen verloren gaat.
- Voer de operatie uit met de meegeleverde software.
- Klik op het paneel Seismic Interpretation en klik op Insert a Horizon Probe. Er wordt een probe toegevoegd aan de boomstructuur van de geobody-interpretatieprobes in het invoerpaneel. Dubbelklik op de toegevoegde horizonprobe, waarna er een pop-upvenster verschijnt.
- Klik in het pop-upvenster op het tabblad Horizons en kies twee seismische oppervlakken die de zone van de sills isoleren. Klik op OK om de bewerking toe te passen.
- Controleer de zojuist toegevoegde probe in de boomstructuur van de geobody-interpretatieprobes in het invoerpaneel. Er verschijnt vervolgens een seismische kubus in het 3D-venster.
- Dubbelklik op de probe en kies het tabblad Opacity. In dit tabblad wordt een histogram van de seismische amplitude weergegeven. Gebruik de linkermuisknop om een lijn in het histogram te trekken om de opaciteit van de seismische kubus te regelen. De delen van de kubus met een lage amplitude moeten onzichtbaar zijn, terwijl de delen met een hoge amplitude behouden blijven.
- Pas het histogram herhaaldelijk aan tot de gewenste vorm van het geobody van interesse is bereikt.
4. Extractie van de voedingskanalen
- Kies continue reflectiehorizons met een hoge energie op verschillende dieptes onder de oppervlakkige lavastroom.
- Voer time-slicing uit langs de geselecteerde horizons om discontinuïteiten te vinden die overeenkomen met de verticale kanalen.
- Pas de Two-Way Time (TWT) herhaaldelijk aan om de beste beeldvorming van de discontinuïteiten van de kanalen te verkrijgen.
OPMERKING: Seismische gegevens kunnen verticale structuren niet goed in beeld brengen; Daarom worden betere beelden uit amplitudevolumes en variantievolumes gekozen door de helderheid bij verschillende looptijden te vergelijken. - Probeer verschillende slicing-technieken en kies welke de discontinuïteiten beter in beeld kan brengen.
OPMERKING: Hier kunnen verschillende tools worden gebruikt, zoals variance body slicing. De theoretische basis hiervan is de gelijkenis tussen elke seismische sectie en aangrenzende seismische traces in de seismische gegevens. Een andere tool, de variance cube, is een nieuw datalichaam dat is verwerkt vanuit de conventionele seismische gegevens, wat nuttig is voor de identificatie van veranderingen in de structuur en lithologie, de vlakcombinatie van de breuk, etc.20 - Plot de slices bij verschillende looptijden of dieptes in een 3D-ruimte.
- Voer de operatie uit met de meegeleverde software.
- Dubbelklik op Volume Attributes in de geofysica-boom van het processenpaneel. Vink Structural Methods aan in de categoriekolom en Variance in de attribuutkolom. Selecteer de seismische cube in het invoervak en pas de overige parameters aan in het parameter-tabblad. Vink voor betere leesprestaties het vakje in de realize-kolom aan. Er wordt een variance cube gemaakt in de seismische boom van het invoerpaneel.
- Klik met de rechtermuisknop op de variance cube en klik op Insert Time Slice Intersection om meer horizontale doorsnijdingen in het 3D-venster te tonen. Gebruik de tool Manipulate Plane in de werkbalk van het 3D-venster om de locatie van de slices aan te passen en zo de weergave van de kanalen te optimaliseren.
- Klik met de rechtermuisknop op de seismische amplitude cube en klik op Insert Time Slice Intersection om meer horizontale doorsnijdingen in het 3D-venster te tonen. Voer dezelfde operatie uit als in stap 4.6.2 om de locatie van de slices aan te passen en zo de weergave van de kanalen te optimaliseren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
We tonen het nut van de technieken die hierboven beschreven door hen toe te passen op 2 soorten igneous organen, horizontale sills en verticale vulkanische leidingen. Extractie van de dorpels wordt uitgevoerd met behulp van de techniek van de ondoorzichtige rendering, en interpretatie van de vulkanische leiding wordt uitgevoerd met behulp van segmenteringshulplijnen techniek.
Extractie van dorpels
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Hier tonen we 2 methoden voor het illustreren van de morfologie en de structuur van het sanitair systeem van begraven basaltische vulkanen; een weergave van de dekking is, anderzijds is keer snijden.
De dekking rendermethode is geschikt voor geo-organen die continu en in de buurt van horizontale interfaces met de encasing lagen. Met deze methode kan een pak de 3D morfologie van magma lobben. Normaal gesproken moet stroom richtingen langs de lange as van de magma lobben. Het is ook belangrijk d...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs erkennen de financiële steun van NSFC aan WT (grant nr. 41272368) en QKX (grant nr. 41630205).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| The Petrel E&P software platform | Schlumberger | software versie: 2014 |
Referenties
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Magee, C., et al. Lateral magma flow in mafic sill complexes. Geosphere. 12 (3), 809-841 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Thomson, K. Volcanic features of the North Rockall Trough: application of visualisation techniques on 3D seismic reflection data. BVol. 67 (2), 116-128 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Bahorich, M., Farmer, S. 3-D seismic discontinuity for faults and stratigraphic features: The coherence cube. The Leading Edge. 14 (10), 1053-1058 (1995).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
