4.2 Принципы миграции

 

Рассмотрим наклонную отражающую поверхность CD геологического (глубинного) разреза на рис.4.24а. Мы хотим получить разрез с нулевым выносом по профилю Ох. При передвижении по Ох пары «источник - сейсмоприемник» (s, g) первое вступление нормально падающего луча регистрируется в точке А. Здесь мы предполагаем среду с постоянной скоростью v = 1, поэтому координаты «время» и «глубина» становятся взаимозаменяемыми. Вступление отраженной волны в точке А обозначено С? на разрезе вертикальных времен (рис.4.14b). При перемещении от точки А вправо вступления нормально падающего луча регистрируются от наклонной отражающей поверхности CD. Последнее вступление зарегистрировано в точке В, которая обозначена D? на рис.4.14b. (В данном эксперименте дифрагированные волны от краев отражающей поверхности CD исключены с целью упрощения обсуждения). Сравните геологический разрез на рис.4.14а, выраженный в глубине, с сейсмическим разрезом с нулевым выносом на рис.4.14b, выраженным во времени. Истинное положение отражающей поверхности CD в разрезе накладывается на временной разрез для сопоставления. Видно, что истинное геологическое положение отражающей поверхности CD отличается от положения отражения С?D?.

Рис.4.13 Выборки ОСТ, смоделированные по профилю «скорость-глубина» на рис.4.11а. (а) Выборки из сложной части модели глубин; (b) выборки из более простой части модели глубин. Положения ОСТ указаны на рис.4.11а (смоделировано Deregowski и Barley; British Petroleum).

 

Из этих простых геометрических построений видно, что отражение С?D? на временном разрезе должно быть мигрировано в его истинное положение CD. Из геометрического описания миграции (рис.4.14) можно сделать следующие наблюдения:

 

1. 1.     Угол падения отражающей поверхности на геологическом разрезе больше, чем на временном разрезе; следовательно, миграция увеличивает крутизну отражающих поверхностей.

2. 2.     Длина отражающей поверхности, как видно на геологическом разрезе, меньше, чем на временном разрезе№ следовательно, миграция укорачивает отражающие поверхности.

3. 3.     Миграция перемещает отражающие поверхности вверх по восстанию.

Пример на рис.4.1 демонстрирует эти наблюдения. В частности, после миграции (А) отражение от наклонной поверхности (В) переместилось вверх по падению, стало короче и угол падения его увеличился.

Как упоминалось в предыдущем разделе, общепринятый результат миграции отображается во времени, как входной суммарный разрез. Чтобы различить две оси времен, обозначим ось времен на суммарном разрезе как t, а ось времен на мигрированном разрезе – как t. Преобразование оси времен в ось глубин выполняется с помощью соотношения z = vt/2. Исследуем горизонтальное и вертикальное смещения, которые можно видеть на мигрированном временном разрезе. Величина горизонтального и вертикального смещения, имеющего место при мигрировании наклонной отражающей поверхности С?D? в ее истинное положение CD может быть количественно охарактеризована. Рассмотрим участок отражающей поверхности АВ (рис.4.15). Допустим, что АВ мигрирует в А?В? и что точка С на АВ мигрирует в точку С? на А?В?. Горизонтальное и вертикальное (во времени) смещения d_x и d_t и угол падения после миграции (все измерено на мигрированном временном разрезе) можно выразить в единицах скорости в среде v, времени пробега t и кажущегося наклона отражающей поверхности (на немигрированном временном разрезе). Chun и Jacewitz (1981) вывели следующие уравнения:

(4.1)

(4.2)

(4.3)

где , как измерено на немигрированном временном разрезе.

 

Рис.4.14 Принципы миграции: участок C?D? отраженной волны на временном разрезе (b) при миграции смещается вверх по восстанию, укорачивается, угол его падения увеличивается и он попадает в свое истинное положение в разрезе CD (а). (Chun и Jacewitz, 1981).

Таблица 4.2. Горизонтальное и вертикальное смещения точек на наклонных отражающих поверхностях с различными глубинами и изменения угла падения по измерениям на временном разрезе в результате миграции. Рис.4.15 Количественный анализ процесса миграции. Точка С по наклонной отражающей поверхности АВ после миграции смещается в C?. Величину, горизонтального смещения dx, вертикального смещения dt и угол падения после миграции можно рассчитать по уравнениям (4.1), (4.2) и (4.3). Здесь Dх = AD, Dt = BD.

 

Чтобы лучше понять эти выражения, рассмотрим числовой пример. Для реальной скоростной функции, возрастающей с глубиной, возьмем пять отражающих участков на различных глубинах. Чтобы не усложнять задачу, допустим, что величина Dt/Dx одинакова для всех участков (10мс на интервал между трассами, равный 25м). По уравнениям (4.1) – (4.3) рассчитаем горизонтальное и вертикальное смещения d_x и d_t и наклоны (в мс на трассу) после миграции. Результаты представлены в таблице 4.2.

Обратите внимание, что углы наклона после миграции становятся больше, чем до миграции. Чем глубже отражение, тем на большую величину происходит миграция; например, на времени 4с горизонтальное смещение составляет более 4км , а вертикальное равно 1.6с. По уравнению (4.1) видно, что горизонтальное смещение d_x возрастает со временем отражения t. Более того, d_x является функцией квадрата скорости. Если ошибка определения скорости, используемой в миграции, равна 20%, ошибка смещения отражения составляет 44%. Вертикальное смещение d_t также возрастает со временем.

На рис.4.14 допустим, что разрез с нулевым выносом был зарегистрирован только между точками поверхности А и В. В результате миграции мы видим, что отражение от наложенной поверхности C?D? мигрирует за пределы зарегистрированного разреза. Следовательно, данные на суммарном разрезе не обязательно ограничиваются участком под сейсмическим профилем. Обратное утверждение даже более существенно: структура, расположенная под сейсмическим профилем, может не быть зарегистрированной на сейсмическом разрезе. На площадях со структурными наклонами длина профиля должна выбираться с учетом горизонтальных смещений отражений от структур, характеризующихся наклоном. Это важное замечание, особенно при проведении 3-D сейсмических работ. Площадной охват съемки на поверхности обычно больше, чем охват разреза, представляющего интерес. Кроме того, время регистрации должно быть достаточно протяженным. Например, если были зарегистрированы только ОЕ секунд (рис.4.14), участок C?D? дает только часть полного изображения CD. Пример увеличенного времени регистрации при удлиненном профиле для больших углов наклона отражающей поверхности показан на рис.4.1. Чтобы получить хорошее изображение границы соляного купола необходимо, чтобы данные регистрировались в течении более 6 секунд.

Концепции, описанные выше, показаны на примере модели отражения от наклонной поверхности (рис.4.16) с включением дифрагированных волн от краев отражающей поверхности. Наклонные отражающие поверхности на разрезе с нулевым выносом являются более крутопадающими, укороченными и смещенными вверх по восстанию (как результат миграции). Чем больше угол падения, тем больше смещается отражение в процессе миграции.

Мы рассматривали только линейные отражающие поверхности. Возьмем более реальную геологическую ситуацию, включающую исправленные ОП (рис.4.17). Имеются три синклинали и одна небольшая антиклиналь. Синклинали выглядят как «петли» на разрезе с нулевым выносом. Используя принципы, выведенные из геометрических построений на рис.4.14, можно видеть, что в результате миграции участок А перемещается вверх по восстанию (влево). Аналогично, участок В перемещается вправо, а участок С с плоской верхней частью вообще не перемещается. Следовательно, после миграции обнаруживаются фланги «петли», ассоциированных с синклиналями. С другой стороны, небольшая антиклиналь на разрезе с нулевым выносом выглядит более широкой, чем на мигрированном разрезе. Снова отметим, что в результате миграции участок D перемещается вверх по восстанию. Итак, в результате миграции произошло расширение синклинали и сжатие антиклинали. Скорости миграции также влияют на каждый разрез структуры; при более высоких скоростях происходит миграция на большее расстояние; следовательно, размер антиклинали уменьшается.

Почему синклиналь на суммарном разрезе имеет вид «петли»? Ответ можно видеть на рис.4.18, где смоделирована симметричная синклиналь. При данной картине разреза на рис.4.18а можно рассчитать нормально падающие лучи, чтобы вывести разрез с нулевым выносом (рис.4.18b). Чтобы не загромождать рисунок, показаны только пять ОСТ. В точках 2 и 4 имеются два хорошо различимых вступления, а в точке 3 можно выделить три вступления Строя промежуточные лучи, на временном разрезе можно восстановить характер синклинали в виде «петли». Завершите процедуру, построив годограф на рис.4.18b.

На рис.4.19 и 4.20 показаны два примера полевых данных, содержащих синклинали и антиклинали. На рис.4.19 обратите внимание, что в результате миграции синклиналь расширяется, а антиклиналь сужается. На рис.4.20 «петли», ассоциированные с двумя небольшими антиклиналями А и В, увеличиваются с глубиной. После миграции происходит развязывание «петель» и синклинали можно проследить.