Коррекция остаточной статики

Для большинства наземных и некоторых данных, полученных на мелководных участках, перед суммированием требуется выполнить дополнительный шаг. В выборках, исправленных за нормальное приращение на рис.1-49а обратите вынимание, что сигналы не такие гладкие, как в других выборках. Приращение в выборках ОСТ не всегда следует совершенной гиперболической траектории. Часто это можно отнести за счет неоднородностей скоростей вблизи поверхности, которые обуславливают проблему –статического или динамического искажения. Изменения скоростей в латеральном направлении вследствие сложного строения перекрывающих отражений могут привести к тому, что приращение будет отрицательным, т.е. отражение на данных трассах вступает раньше, чем на ближних. Подробное исследование скоростных спектров показывает, что в некоторых из них селекция выполняется проще (рис.1-50а), чем в других (рис.1-51а). Скоростной спектр, который соответствует ОСТ 297 характеризуется резко выраженными пиками когерентности, ассоциированными с хорошо различимыми трендами скорости. Скоростной спектр, который соответствует ОСТ 188, осложнен помехами и его сложно интерпретировать.

Чтобы улучшить качество суммирования, на выборках ОСТ, исправленных за нормальное приращение, выполняется коррекция остаточной статики (Раздел 3.4). Это делается с учетом изменения поверхностных условий, т.е. смещения во времени зависят только от положений ПВ и сейсмоприемников, а не от лучей, которые соединяют их. Коррекция остаточной статики применяется к первоначальным выборкам ОСТ, не исправленным за нормальное приращение. Скоростной анализ часто выполняется повторно с целью улучшенной селекции скоростей (рис.1-50b и 1-51b). При этом улучшенном скоростном поле в выборки ОСТ вводятся поправки за нормальное приращение (рис.1-49b). Наконец, выборки суммируются, как показано на рис.1-52b Для сравнения на рис. 1-52а показана сумма без коррекции остаточной статики. Непрерывность отражения между средними точками 53 и 245 улучшена.

Рис.1-44 Спектры скоростей, выведенные по выборкам ОСТ на рис.1-42. Обратите внимание на тренд, общий для всех скоростных функций и на возрастающую потерю разрешающей способности на поздних временах.

Обработка после суммирования

Прогнозируемая деконволюция (Разделы 2.6 и 2.7) иногда эффективно подавляет реверберационные волны или короткопериодные кратные волны и далее отбеливает спектр. Изменяющаяся во времени полосовая фильтрация (Раздел 1.2.4) применяется для подавления частотных полос, осложненных помехами. Некоторые типы усиления (Раздел 1.5) применяются для подчеркивания слабых отражений (сравните рис. 1-48 и 1-53). Для сохранения истинных амплитуд вместо изменяющегося во времени масштабирования амплитуд суммы применяется функция выравнивания относительных амплитуд, постоянная от трассы к трассе (Раздел 1.5). Это медленно изменяющаяся во времени функция усиления, которая усиливает слабые отражения на поздних временах, не нарушая соотношения амплитуд при переходе от трассы к трассе, которые могут быть обусловлены отражательной способностью разреза.

Миграция

Миграция суммированного разреза с применением средней скорости смещает отражения от наклонных границ в истинные положения и разрушает дифрагированные волны (рис.1-54). Общепринятая последовательность обработки представлена на рис.1-55. Каждый из описанных выше процессов подробно рассматривается в последующих главах.

Применение

Усиление представляет собой изменяющееся во времени масштабирование; функция масштабирования основана на определенном критерии. Часто усиление применяется к сейсмическим данным для отображения. Другое назначение усиления – коррекция сферического расхождения. Полевой рекорд представляет волновое поле, сформированное одним взрывом.

Рис.1-45

Рис.1-46

Рис.1-47 Выборки ОСТ на рис.1-46 после обнуления рассеянных зон, которое устраняет ухудшающее действие растянутого сигнала (очень низкие частоты) на качество суммирования.

Рис.1-48 Сумма ОСТ, ассоциированная с выборками на рис.1-47. Треугольники указывают точки скоростного анализа на рис.1-44.

Рис.1-49 Выборки ОСТ, исправленные за нормальное приращен по наземному профилю (а) до и (b) после коррекции остаточной статики. Искаженные сигналы (ОСТ 191, 216) почти сгладились (b).

Рис.1-50 Скоростные спектры, выведенные по тем же данным, что и на рис.1-49, (а) до и (b) после коррекции остаточной статики. Между спектрами, выведенными из ОСТ 297 до и после коррекции особого различия нет. Времена отражения в этой выборке не имели существенных сдвигов, вызванных остаточной статикой.

Рис.1-51 Скоростные спектры, выведенные по тем же данным, что на рис.1-49, (а) до и (b) после коррекции остаточной статики. После коррекции произошло улучшение до времени 2.6с.

Рис.1-52 Суммы ОСТ, полученные по выборкам на рис.1-49. На сумме (а) без коррекции остаточной статики можно видеть ложную структуру и недостаточную когерентность в окрестности ОСТ 149 – 197. То и другое отсутствует на разрезе (b) после коррекции остаточной статики.

Рис.1-53 Сумма ОСТ, ассоциированная с выборками на рис.1-47. Это та же сумма, что на рис.1-48 с применением изменяющегося во времени фильтра (TVF) с последующим применением среднеквадратичного усиления.

Рис.1-54 Мигрированная сумма ОСТ. Мигрированию подвергается фильтрованный суммированный разрез. К разрезу миграции применено усиление, как на рис.1-53.

Умозрительно, отдельный взрыв рассматривается как точечный источник, формирующий сферическое волновое поле. Разрез оказывает два воздействия на распространяющееся волновое поле. В однородной среде плотность энергии уменьшается пропорционально 1/r2, где r – радиус волнового фронта. Амплитуда волны пропорциональна квадратному корню плотности энергии; она затухает как 1/r. На практике скорость обычно возрастает с глубиной, что приводит к дальнейшему расхождению волнового фронта и более быстрому уменьшению амплитуд с расстоянием. Во-вторых, частотный состав первоначального сигнала источника изменяется в зависимости от времени по мере распространения. В частности, высокие частоты поглощаются быстрее, чем низкие частоты вследствие внутреннего затухания в породах. Механизмы ослабления являются предметом обширных исследований. Один из вероятных механизмов ослабления связан с поровыми

Рис.1-55 Блок-схема общепринятой обработки.

флюидами. По мере прохождения волнового фронта через породы происходит возмущение флюидов, заполняющих поры, причем в породах, насыщенных частично, возмущение сильнее, чем в полностью насыщенных породах. Поровые флюиды расходуют часть энергии распространяющегося волнового поля, что обуславливает зависящее от частоты затухание.

На рис.1-56 обратите внимание на расхождение волнового фронта и поглощение частот на полевой записи. Первое изображение представляет полевые данные без применения какой-либо функции восстановления усиления. На поздних временах происходит постепенное затухание амплитуды. Этот рекорд был пропущен через последовательность полосовых фильтров с шириной полосы пропускания 10Гц. Сигнал на изображении, соответствующем полосе 10-20Гц существует до времени почти 6с. На изображении, соответствующем 20-30Гц сигнал является видимым только до 4с. Просматривая следующие изображения, которые соответствуют более высоким частотам, можно видеть ограничение сигнала на меньших временах. Применим поправку за геометрическое расхождение к первоначальному полевому рекорду (крайнее левое изображение на рис.1-56). Результат показан на крайнем левом изображении на рис.1-57. Уровень амплитуды восстановлен на поздних временах. На этом рисунке показаны изображения, соответствующие различным фильтрам. Если сравнить изображения на рис.1-56 и 1-57, можно видеть, что поправка за геометрическое расхождение восстановила некоторые сигналы на поздних временах. Однако, эта поправка не восстановила амплитуды высоких частот в такой же мере, как низкие частоты, поскольку высокие частоты были подвержены более интенсивному затуханию. Сейчас нужно устранить эффект затухания, модифицируя амплитудный спектр сигнала (т.е. расширяя его). Это позволяет сделать деконволюция. Другой способ устранения эффекта затухания – изменяющееся во времени спектральное отбеливание. Оба процесса рассмотрены в Главе 2.

Как указывалось выше, амплитуды волн затухают по закону 1/r, где r – радиус сферического волнового фронта. Это действительно для однородной среды без ослабления. Для слоистого разреза затухание амплитуд может быть приблизительно описано как 1/[v²(t) ? t] (Newman, 1973). Здесь t – полное время пробега, а v(t) – среднеквадратическая скорость (Раздел 3.2) первичных отражений (т.е. однократных отражений), осредненная по площади съемки. Следовательно, функция усиления для компенсации геометрического расхождения определяется как g(t) = [v(t)/v(0)]² [t/t(0)], где v(0) – величина скорости при определенном времени t(0). Можно также использовать более строгое зависящее от выноса и времени описание функции поправки за геометрическое расхождение.

Ослабление уровня сигнала можно видеть в полевых рекордах на рис.1-58. Обратите внимание на слабо выраженные отражения, в частности ниже 1с. Это не означает, что ниже этого времени отсутствуют интенсивные отражения. Поскольку ослабление амплитуд является следствием расхождения волнового фронта, на поздних временах сигнал не виден. Как утверждалось выше, следует устранить этот эффект с целью восстановления любого сигнала, который может присутствовать на поздних временах рекорда.

Эти же рекорды после поправки за геометрическое расхождение показаны на рис.1-59. Отражения стали более интенсивными, но составляющие помех в данных также усилились. Это один из нежелательных аспектов усиления любого типа. Как показано на рис.1-60, помимо внешних помех могут усилиться когерентные помехи в данных. При использовании первичной функции скорости в процессе вводе поправки за геометрическое расхождение произошла перекоррекция амплитуд дисперсионных когерентных помех и кратных волн. Другой пример перекоррекции кратных волн показан на рис.1-57. Сравните левые изображения на рис.1-56 и 1-57.

Рис.1-56 Необработанный полевой рекорд без поправки за геометрическое расхождение (левое изображение) и его версии после полосовой фильтрации. По мере увеличения полос пропускания происходит ограничение амплитуд отраженных волн меньшими временами.

Рис.1-57 Тот же полевой рекорд, что на рис.1-56 (левое изображение) после поправки за геометрическое расхождение. Амплитуды восстановлены, но поглощение частот остается.

Рис.1-58 Необработанные полевые рекорды наземной съемки. Обратите внимание на быстрое затухание амплитуд на поздних временах.

Рис.1-59 Те же полевые рекорды, что на рис.1-58 после поправки за геометрическое расхождение. На поздних временах амплитуды восстановлены, но внешние помехи также усилились.

Рис.1-60 (а) Необработанный полевой рекорд морской съемки. До поправки за геометрическое расхождение преобладают преломленные и канальные волны (b) После поправки за геометрическое расхождение восстановились амплитуды отраженных волн, но кратные волны и когерентные помехи также усилились. (с) Уравновешивание трасс может до некоторой степени снизить уровень этой нежелательной энергии.

Рис.1-61 Усиление представляет собой изменяющееся во времени масштабирование основанное на функции g(t). Исходя из некоторых критериев, эта функция определяется на временных выборках, обозначенных кружками, которые обычно находятся в центре определенных временных окон вдоль трассы (1, 2, 3, 4). При усилении происходит умножение g(t) на амплитуды входной трассы.

На практике используются типы критериев усиления. Исходя из определенного критерия, функция усиления g(t) выводится из данных; происходит умножение этой функции на амплитуды трассы на каждой временной выборке. Это показано на рис. 1-61. Функция усиления определяется или оценивается на временных выборках, обозначенных точками и интерполируются между этими выборками. В следующих параграфах рассмотрены три общих типа усиления.