Sísmica de reflexão (3D) tridimensionais é um método poderoso para imagens de vulcões de subsuperfície. Usando dados de Sismológico 3D industriais da bacia de Tarim, ilustramos como extrair os peitoris e os conduítes de vulcões subsuperficiais de cubos de dados sísmicos.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Métodos de processamento de dados para a imagem latente de sísmica 3D da subsuperfície vulcões: aplicações para o basalto de inundação de Tarim
Neste artigo
Resumo
Resumo
A morfologia e estrutura dos sistemas de encanamento podem fornecer informações importantes sobre a taxa de erupção e estilo dos campos de lava basáltica. A maneira mais poderosa para estudar geo-corpos subsuperficiais é usar imagem Sismológico industrial reflexão 3D. No entanto, estratégias de vulcões subsuperficial de imagem são muito diferentes dos reservatórios de petróleo e gás. Neste estudo, nós processamos cubos de dados sísmicos da bacia de Tarim, China norte, para ilustrar como Visualizar peitoris através de técnicas de processamento de opacidade e como os conduítes de imagem por tempo de corte. No primeiro caso, isolamos sondas por horizontes sísmicos marcando os contactos entre peitoris e encerra estratos, aplicando técnicas de renderização de opacidade para extrair peitoris do cubo sísmico. A morfologia resultante do peitoril detalhada mostra que a direção do fluxo é do centro de cúpula para o rim. O segundo cubo sísmico, usamos frações de tempo para as canalizações, da imagem que corresponde ao marcado descontinuidades dentro das rochas encasing. Um conjunto de frações de tempo obtidos em diferentes profundidades mostram que os basaltos de inundação de Tarim entrou em erupção de vulcões centrais, alimentados por separado como tubos conduítes.
Introdução
O objetivo da maioria dos projectos de imagem sísmicas industriais nas bacias sedimentares é explorar para reservatórios de hidrocarbonetos. Nos últimos anos, exploração de hidrocarbonetos se expandiu para bacias que contém grandes quantidades de rochas ígneas, porque muitos das bacias volcanogenic têm considerável óleo e reservatórios de gás. No entanto, por causa da interface de rochas ígneas nas bacias volcanogenic, processamento de dados sísmicos apresenta uma série de desafios induzida por várias invasões, tais como a transmissão de energia reduzido, atenuação intrínseca, efeitos de interferência, refração e dispersão1. Portanto, empresas de campo de petróleo estão focando seus esforços na redução de um "impacto negativo" sísmica de imagem2,3,4.
Ígneas corpos dentro de bacias sedimentares são facilmente identificados por duas imagens tridimensionais ou 3D sísmica de reflexão devido ao contraste de impedância acústica grande com o encasing rochas1,5,6. Esse método pode fornecer imagens espetaculares de estruturas verticais e horizontais do encanamento vulcânica sistemas7,8,9,10,11,12,13. No entanto, as estratégias de imagem subsuperficiais vulcões são muito diferentes de petróleo e gás explorações8,14,15. Isto tem limitado o uso de dados sísmicos industriais em estudos de vulcões subsuperficiais, além de alguns cases de sucesso10,15,16. Neste trabalho, relatamos os procedimentos detalhados de processamento de dados sísmicos, que são personalizados para a interpretação dos vulcões de subsuperfície. Nós processamos dois cubos sísmicos, TZ47 e YM2 (Figura 1), para mostrar como visualizar os corpos enterrados ígneas na inundação de Tarim basalto17.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
OBSERVAÇÃO: Os procedimentos de processamento de dados incluem: cálculo de sismograma sintético, correlação entre traços sísmicos sintéticos e reais, e extração de geo-corpos. Abaixo estão os detalhes passo a passo de cada procedimento.
1. Cálculo do Sismograma Sintético
- Calcule a impedância acústica em cada intervalo da curva de perfilagem de poço.
NOTA: A impedância acústica é o produto das 'velocidades das ondas sísmicas' e da 'densidade' (ρ*ν). Os dados são frequentemente médias em intervalos de amostragem maiores que 1 pé, a fim de reduzir o tempo de cálculo e o aliasing. - Calcule os coeficientes de reflexão (R0) em cada interface utilizando o cálculo da impedância acústica:
em que ν1 e ν2 são as velocidades médias das camadas abaixo e acima da interface, respectivamente; ρ1 e ρ2 são as densidades médias correspondentes.- Se o poço não interceptar corpos ígneos, utilize poços próximos que tenham interceptado as rochas-alvo para obter os parâmetros (velocidade, densidade, etc.).
- Escolha uma wavelet que tenha um espectro de amplitude e fase semelhante ao dos dados sísmicos próximos.
- Convolua a wavelet sintética com a série de reflexão de todo o levantamento do poço e gere um traço sísmico sintético. O traço sísmico simulado final T(t) pode ser descrito pelo modelo convolucional conforme abaixo:
em que R0(t) é o coeficiente de reflexão, w(t) é a wavelet e n(t) é o ruído. - Se a frequência dos dados sísmicos apresentar grandes variações ao longo de todo o poço, recalcule o traço sísmico sintético utilizando uma wavelet com diferente fase e frequência dominante em diferentes intervalos de profundidade.
- Repita o processo se a correspondência entre o traço sintético e os dados sísmicos não for satisfatória.
- Realize o cálculo com o software fornecido (por exemplo, Plataforma de Software Petrel E&P).
- Inicie o software. Selecione Arquivo | Abrir Projeto | e depois selecione o projeto de demonstração tlm (os usuários podem selecionar seus próprios projetos desejados). O projeto deve conter dados de poço, perfil wireline, tops de poço, cubo sísmico e superfície de interpretação na área de pesquisa.
- Clique em Início | Janelas | Janelas 2D | Janelas 3D para abrir duas janelas de exibição e mostrar os conjuntos de dados conforme preferência do usuário.
- Na "Árvore de Poços do Painel de Entrada", clique com o botão direito no poço desejado. Abra a janela Configurações do poço e selecione a aba Tempo para criar um novo perfil de tempo. Selecione Função de Velocidade, depois selecione os dados DT no novo perfil de tempo. Clique no botão OK para fechar a janela de configurações. Um novo perfil de tempo de ida é criado automaticamente e será exibido na "Árvore de Poços do Painel de Entrada".
NOTA: Um perfil de tempo de ida é uma relação tempo-profundidade desse poço. Domínios de perfis wireline podem ser transformados para domínios de tempo e exibidos na janela de domínio de tempo. - Ative uma Janela 3D existente clicando na janela exibida. Se nenhuma Janela 3D estiver visível, crie uma nova Janela 3D clicando em Início | Janelas | Janelas 3D. Selecione TWT na barra de ferramentas da Janela 3D para exibir a janela 3D no domínio do tempo.
- Selecione perfis wireline representativos (como 'GR', 'DT' ou 'RT') na Árvore de Poços para exibi-los na Janela 3D; ao mesmo tempo, selecione o perfil sísmico na árvore 'sísmico' do painel 'entrada' para exibi-lo na mesma Janela 3D.
- Utilize a ferramenta Manipular Plano na barra de ferramentas da Janela 3D para ajustar a localização do perfil de modo que ele intercepte o poço; o usuário verá que o perfil wireline foi transformado para o domínio do tempo e exibido junto com o perfil sísmico na mesma janela 3D.
- Clique em Interpretação Sísmica | Vinculação Sísmica ao Poço | Processo de Vinculação Sísmica ao Poço. Escolha Vinculação Sísmica ao Poço Integrada na linha do tipo de estudo e adicione o poço desejado na linha Poço. Escolha o perfil de tempo de ida calibrado como relação tempo-profundidade na linha TDR da aba de entrada e selecione o cubo sísmico na linha sísmica. Escolha qualquer perfil no método de cálculo de RC.
- Clique em Abrir Caixa de Ferramentas de Wavelet para criar uma wavelet de Ricker a ser aplicada neste processo. Clique em OK e uma nova janela de seção de poço e exibição de sismograma sintético será criada.
2. Correlacionar os Traços Sintéticos com os Refletores Sísmicos Reais
- Utilize uma aplicação automatizada de correlação, como o Seismic Well Tie na plataforma, para adaptar a forma de onda sintética resultante à escala vertical da seção sísmica.
- Ajuste o sismograma sintético para aumentar a sobreposição entre os refletores de alta amplitude da forma de onda sintética e da forma de onda real.
- Ajuste repetidamente o sismograma sintético e a forma de onda real. Quando a sobreposição atingir o máximo, o intérprete terá alcançado os "melhores ajustes" entre o sismograma sintético obtido e as formas de onda reais.
- Repita o processo até que as correlações atinjam o nível desejado.
- Realize a correlação utilizando o software fornecido.
- Ative a janela criada na etapa 1.6.3, que é o perfil de tempo de ida automaticamente gerado a partir do perfil acústico.
NOTA: Este perfil de 'tempo de ida' criado automaticamente não está perfeitamente correlacionado com os refletores sísmicos reais. Os usuários devem calibrar as correlações entre o perfil de tempo de ida e os refletores sísmicos reais. - Para calibrar essas correlações, escolha um refletor contínuo e representativo que seja interceptado pelo poço. Em seguida, ajuste manualmente a profundidade do perfil do poço. Por exemplo, para ajustar a profundidade do perfil DT, clique com o botão direito no One-Way Time Log na árvore do poço | selecione a ferramenta Calculator | e adicione um pequeno incremento de tempo (por exemplo, 10 ms) digitando 'DT=DT+10' na caixa de diálogo da ferramenta Calculator.
- Se o incremento de '10 ms' for muito grande ou muito pequeno, altere o incremento para outro valor de tempo (pode ser um valor negativo) na ferramenta 'calculator'. Verifique repetidamente a correlação entre o perfil do poço e o horizonte sísmico selecionado e ajuste o incremento de tempo repetidamente, até que a correlação esteja perfeitamente calibrada.
- Ative a janela criada na etapa 1.6.3, que é o perfil de tempo de ida automaticamente gerado a partir do perfil acústico.
3. Extração de Diques Basálticos
- Escolha 2 refletores de alta amplitude que envolvam os diques em camada-alvo.
NOTA: A maioria das intrusões se manifesta nos dados sísmicos como pacotes de reflexão sintonizados, nos quais as reflexões das interfaces superior e inferior da intrusão não podem ser distinguidas. A sintonização ocorre quando a espessura vertical da intrusão está entre λ/4 e λ/8 (λ é o comprimento de onda sísmico)19. Portanto, os diques em camada aparecem como um conjunto de reflexões fortes na seção sísmica, e sua espessura aparente é falsa. - Extraia sondas entre os horizontes correspondentes aos dois refletores de alta amplitude.
NOTA: Existem diferentes ferramentas baseadas na técnica de renderização que podem ajudar os intérpretes a visualizar melhor os alvos, como "sondas de caixa", "sondas de superfície" e "sondas de poço". No entanto, para a identificação das interfaces entre os diques em camada e as camadas encaixantes, a melhor ferramenta é a "sonda de superfície". ("Sonda de superfície, etc." são termos do software 'Petrel'. Os usuários do software devem estar familiarizados com esses termos). - Remova as áreas ao redor dos objetos geológicos de interesse alterando o valor do limiar de opacidade da conectividade de vóxel. Defina o valor padrão do limiar como 20%. O método de visualização por "renderização de opacidade" é usado aqui para exibir o resultado da extração dos diques basálticos ( Figura 2C).
NOTA: Existem reflexões de alta amplitude ao longo da superfície entre rochas ígneas e rochas sedimentares devido à grande diferença em impedância acústica. Torne as partes de baixa amplitude transparentes para destacar a forma dos corpos ígneos. - Como o valor de isolamento pode ser superior a 20–30%, altere o valor em pequenos incrementos para garantir que todos os corpos ígneos importantes sejam mantidos; quanto maior o valor, maior o risco de perda do volume dos corpos ígneos reais.
- Realize a operação com o software fornecido.
- Clique no painel Interpretação Sísmica, clique em Inserir uma Sonda de Horizonte. Uma sonda será adicionada na árvore de sondas de interpretação de geocorpos do painel de entrada. Dê dois cliques na sonda de horizonte adicionada e uma janela pop-up aparecerá.
- Clique na aba Horizontes na janela pop-up e escolha duas superfícies sísmicas que isolem a zona de diques em camada. Clique em OK para aplicar a operação.
- Verifique a sonda recém-adicionada na árvore de sondas de interpretação de geocorpos mostrada no painel de entrada. Um cubo sísmico então aparecerá na janela 3D.
- Dê dois cliques na sonda e escolha a aba Opacidade. Um histograma da amplitude sísmica será exibido na aba. Use o botão esquerdo do mouse para desenhar uma linha no histograma e controlar a opacidade do cubo sísmico. As partes de baixa amplitude do cubo devem ficar invisíveis e as partes de alta amplitude serão mantidas.
- Ajuste repetidamente o histograma até que a forma desejada do geocorpo de interesse seja alcançada.
4. Extração dos Condutos Alimentares
- Escolha horizontes de reflexão contínuos e de alta energia em diferentes profundidades abaixo do fluxo de lava superficial.
- Realize cortes temporais ao longo dos horizontes selecionados para identificar descontinuidades correspondentes aos dutos verticais.
- Ajuste repetidamente o Tempo de Dupla Viagem (TWT) para obter a melhor imagem das descontinuidades dos dutos.
NOTA: Os dados sísmicos não conseguem imagens adequadas de estruturas verticais; portanto, são escolhidas imagens melhores provenientes de volumes de amplitude e volumes de variância, comparando-se a nitidez em diferentes tempos de percurso. - Experimente diferentes técnicas de corte e selecione aquela que melhor represente as descontinuidades.
NOTA: Diferentes ferramentas podem ser utilizadas aqui, como o corte por volume de variância. Sua base teórica reside na similaridade entre cada perfil sísmico e as amostras sísmicas adjacentes nos dados sísmicos. Outra ferramenta, o cubo de variância, é um novo conjunto de dados processado a partir dos dados sísmicos convencionais, útil para identificar alterações na estrutura e litologia, combinação planar da falha, etc.20 - Represente os cortes em diferentes tempos de percurso ou profundidades em um espaço 3D.
- Realize a operação com o software fornecido.
- Dê um duplo clique em Atributos de Volume na árvore de geofísica do painel de processos. Marque Métodos Estruturais na coluna de categoria e Variância na coluna de atributo. Selecione o cubo sísmico na caixa de entrada e ajuste os demais parâmetros na aba de parâmetros. Para melhor desempenho de visualização, marque a caixa na coluna de realização. Um cubo de variância é criado na árvore sísmica do painel de entrada.
- Clique com o botão direito no cubo de variância e clique em Inserir Interseção de Corte Temporal para exibir mais interseções horizontais na janela 3D. Utilize a ferramenta Manipular Plano na barra de ferramentas da janela 3D para ajustar a localização dos cortes e otimizar a exibição dos dutos.
- Clique com o botão direito no cubo de amplitude sísmica e clique em Inserir Interseção de Corte Temporal para exibir mais interseções horizontais na janela 3D. Realize a mesma operação descrita na etapa 4.6.2 para ajustar a localização dos cortes e otimizar a exibição dos dutos.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
Vamos demonstrar a utilidade das técnicas descritas acima, aplicando-lhes a 2 tipos de corpos de rochas ígneas, peitoris horizontais e verticais condutos vulcânicos. Extração dos peitoris é realizada usando a técnica de processamento opaco, e interpretação do conduto vulcânico é realizada usando a técnica de fatiamento.
Extração de peitoris
Poços de perfuração industriais...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
Aqui demonstramos 2 métodos para ilustrar a morfologia e estrutura do sistema de encanamento de vulcões basálticas enterrados; um processamento de opacidade, o outro é a hora de corte.
O método de renderização de opacidade é apropriado para geo-corpos que possuem contínua e perto de interfaces horizontais com os estratos encasing. Com este método, pode-se extrair a morfologia 3D de lóbulos de magma. Normalmente, as direções de fluxo devem estar no eixo longo dos lóbulos magma. Também é importa...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Os autores reconhecem o apoio financeiro da NSFC para WT (grant, n. º 41272368) e QKX (grant, n. º 41630205).
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| O Petrel E& Plataforma de software P | Versão do software Schlumberger | :2014 |
Referências
- 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).
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
