Способ и устройство для анализа обменных волн

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к области обработки сейсмических данных. Более конкретно изобретение связано с вопросами миграции и анализа скоростей обменных волн. Уровень техники Современная методология анализа скоростей или визуализации p-s сейсмических данных(известных также как данные "обменной волны") требует знания скорости р-волн для определения скорости обменной s-волны. Одна из причин использования обменных волн заключается в том, что на некоторых участках, где нет данных по р-волнам, могут быть выделены sволны. Очевидно, что в этом случае невозможно получить точное значение скорости р-волны. Поэтому производится оценка скорости падающих р-волн и восходящих s-волн для вычисления отношения Vp/Vs. Сейсмические волны на сборке анализируются и скорость определяется по кривой "нормального годографа", наилучшим образом соответствующего реальным волнам в сейсмических данных. В конкретном примере, показанном на фиг. 1, приведен временной разрез по р-волнам,на котором присутствует газовое облако 10. На этом участке определение скорости р-волны не может быть сделано. Фиг. 2 является p-s изображением, показывающим, что s-волны проходят через газовое облако. Определенная эффективная скорость обменных волн является средневзвешенной скоростью падающих и восходящих волновых полей, однако, неизвестно, равно ли отношение скорости s-волны Vs к скорости р-волны Vp 40/60, 50/50 или какому-нибудь другому значению. В некоторых случаях, когда имеются данные по р-волнам, отношение Vs/Vp оценивается путeм определения Vp по р-р данным (например, по записям гидрофона или вертикального геофона в многокомпонентной установке). В альтернативном варианте могут быть использованы значения Vp скорости по данным каротажа ближайших скважин. Когда используются р-р данные, временное уравнение, зависящее только от Vp, сопоставляется с временами прихода волн в сейсмических данных. Vp изменяется и по максимальной энергии определяется правильное значение Vp. Затем анализируются данные по обменным волнам (например, по записям горизонтальной компоненты многокомпонентного приeмника) и используется другое уравнение. Это уравнение зависит от Vp и Vs. Предполагается, что Vp было получено по записям геофона или гидрофона. Затем Vs изменяется, и правильное значение Vs будет соответствовать максимальной энергии. Если Vp определено неправильно, то Vs также будет неправильным. Затем выполняется введение кинематических поправок (NMO), поправок за наклон 2 сейсмических горизонтов (DMO) и миграция. Поскольку эти процессы в значительной мере зависят от правильности определения Vp, то ошибки могут быть большими. Таким образом, существует потребность в создании способа и устройства для анализа скорости обменных волн, в которых необходимость в сейсмокаротажных данных уменьшается или полностью исключается, а также уменьшается зависимость от точности Vp анализа. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является решение рассмотренных выше проблем. Поэтому в соответствии с одним аспектом изобретения предлагается способ для обработки данных,содержащих обменные волны, способ включает формирование из сейсмических данных сборки обменных волн с нулевым выносом (сборки,полученной методом центрального луча), в которой до минимума сокращены временные сдвиги за счeт введения кинематических поправок; выполнение миграции сборки с нулевым выносом, по существу независящей от скорости; проведение скоростного анализа полученной мигрированной сборки; и введение кинематических поправок в упомянутую мигрированную сборку с использованием значения скорости,полученного при скоростном анализе. В предпочтительном варианте осуществления способа операция формирования сборки включает введение кинематической поправки в данные с обменными волнами с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают данные с введeнными кинематическими поправками; введение поправок за наклон сейсмических горизонтов в данные с введeнными кинематическими поправками, в результате чего получают данные с введeнными поправками за наклон; и введение обратных кинематических поправок в данные с введeнными поправками за наклон с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают сборку с нулевым выносом. Операция формирования сборки обменных волн с нулевым выносом может также включать формирование биновой сборки с общей точкой обмена. В следующем предпочтительном варианте операция скоростного анализа включает выполнение скоростного анализа, существенно не зависящего от скорости р-волны, а операция введения кинематических поправок включает введение кинематической поправки второго порядка или кинематических поправок, порядок которых выше второго. В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается устройство для обработки сейсмических данных с обменными волнами,содержащее средства для формирования из сейсмических данных сборки обменных волн с нулевым выносом, в которой до минимума сокращены временные сдвиги за счeт введения 3 кинематических поправок; средства для выполнения миграции упомянутой сборки, причем миграция по существу не зависит от скорости; средства для проведения скоростного анализа полученной мигрированной сборки; и средства для введения кинематических поправок в упомянутую мигрированную сборку с использованием значения скорости, полученного при скоростном анализе. В предпочтительном варианте реализации устройства средства для формирования сборки обменных волн с нулевым выносом содержат средства для введения кинематической поправки в данные с обменными волнами с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают данные с введeнными кинематическими поправками; средства для введения поправок за наклон сейсмических горизонтов в данные с введeнными кинематическими поправками, в результате чего получают данные с введeнными поправками за наклон; и средства для введения обратных кинематических поправок в данные с введeнными поправками за наклон с использованием скорости кинематической поправки, при этом результатом этого этапа обработки будет сборка с нулевым выносом. Средства для формирования сборки обменных волн с нулевым выносом могут также содержать средства для формирования биновой сборки с общей точкой обмена. В следующем предпочтительном варианте средства для проведения скоростного анализа включают средства для проведения скоростного анализа, по существу не зависящего от скорости р-волны, а средства для введения кинематических поправок включают средства для введения кинематической поправки второго порядка или кинематических поправок, порядок которых выше второго. В соответствии со следующим аспектом изобретения предлагается устройство для обработки сейсмических данных с обменными волнами, содержащее миграционный модуль, установленный и выполненный с возможностью приeма сборок обменных волн с нулевым выносом и получения на выходе мигрированной сборки, по существу не зависящей от результатов скоростного анализа; модуль скоростного анализа, установленный и выполненный с возможностью приeма мигрированной сборки с упомянутого миграционного модуля и проведения скоростного анализа этой сборки; и модуль кинематических поправок, установленный и выполненный с возможностью приeма мигрированной сборки с миграционного модуля, приема скоростной модели с упомянутого модуля скоростного анализа и введения кинематических поправок в мигрированную сборку с использованием значения скорости, определенного при скоростном анализе. 4 Перечень фигур чертежей Для более полного понимания сущности настоящего изобретения и вытекающих из него преимуществ ниже приводится раздел, содержащий подробное описание примеров реализации изобретения совместно с сопровождающими его фигурами, где фиг. 1 является изображением данных р-р волн; фиг. 2 является изображением данных p-s волн; фиг. 3 является блок-схемой, иллюстрирующей способ реализации настоящего изобретения; фиг. 4 является блок-диаграммой, иллюстрирующей один из вариантов реализации изобретения. Следует, однако, отметить, что приложенные фигуры иллюстрируют только типовые варианты реализации настоящего изобретения, и поэтому они не могут считаться ограничивающими его объем, так как изобретение допускает другие, в равной степени эффективные, варианты реализации. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Рассмотрим теперь фиг. 3, иллюстрирующую блок-схему этапов обработки, предложенной в одном из не ограничивающих примерных вариантов реализации изобретения, в которой на вход поступает сборка 20 обменных волн с нулевым выносом. В этих данных отсутствует или введена сравнительно небольшая кинематическая поправка (NMO), которая изменяет положение данных на временной оси в соответствии с принятым значением скорости. Затем на этапе 22 сборки 20 с нулевым выносом подвергаются не зависящей от скорости миграции, результатом этой процедуры будут мигрированные данные 24. На этапе 26 производится скоростной анализ мигрированных данных 24 с последующим введением на этапе 28 зависящей от скорости кинематической поправки в мигрированные данные 24, которая определяется на основе использования скоростной модели 27,полученной на этапе 26 скоростного анализа. Полученные мигрированные данные 29 затем используются для дальнейшей обработки,включая суммирование и другие процедуры. Сборки 20 с нулевым выносом в соответствии с различными вариантами реализации изобретения могут быть сформированы различными способами, которые могут предложить компетентные в этой области специалисты. В одном варианте реализации сборки с нулевым выносом получают при реализации способа обработки обменных волн, описанного в Harrison,M.P., 1992 "Обработка P-S поверхностных сейсмических данных: анализ анизотропии, кинематическая поправка за наклон и миграция",Ph.D. Тезисы, Калгари Университет, находятся вUMI Диссертационной Службы, (800) 5210600), включенной в описание путем ссылки. Затем, после обработки данных по Harrison способу, выполняется введение обратной кинематической поправки с использованием скорости обменной волны. Опытными специалистами могут быть предложены различные методы оценки скорости обменной волны. Согласно одному из вариантов изобретения оценка скорости обменной волны производится способом,описанным Thompson, Leon в 1998 г. в "Сейсмология обменных отраженных волн в анизотропной, неоднородной среде" (68 ое ежегодное собрание международного общества геофизиковразведчиков 2048-2051), включенной в описание путем ссылки. Предполагается, что могут быть применены и другие способы, включая Harrison,M.P., и Stewart, R.R., 1993, "Миграция после суммирования P-SV сейсмических данных"(Геофизика, 58,8, 1127-1135). Результатом этого этапа обработки будут сборки с нулевым выносом, в которых до минимума сокращены временные сдвиги за счeт введения кинематических поправок. В альтернативном варианте для оценки отношения Vs/Vp используются данные каротажа скважин, в то время как в других вариантах используется простое предположение о величине отношения Vs/Vp (например, 2). И в этом случае результатом обработки будут сборки с нулевым выносом без введения гиперболической кинематической поправки. Могут быть применены и другие способы получения сборок с нулевым выносом, в которых до минимума сокращены временные сдвиги за счeт введения кинематических поправок, включая Tessmer, G.,и Behle A., 1988 "Технология суммирования данных способом общих отражающих точек для обменных волн" (Геофизическая разведка, 36,661-688). Не зависимая от скорости миграция, выполняемая на этапе 22, применяется в различных вариантах реализации изобретения с использованием способов, известных компетентным в этой области специалистам. В соответствии с одним из конкретных вариантов радиальная миграция производится способом, описанным Gerald, H.F., и др., "Изменение наклона и изображение до суммирования", Рефераты 18 ой ежегодной конференции по технологии морских работ, 75-84, включeно в описание путем ссылки, и Fowler, P.J., 1999, "Сравнительный обзор методов временной миграции до суммирования", 67 ая ежегодная международная конференция SEG, расширенные рефераты, 1571-1574,включено в описание путем ссылки. Опытными специалистами могут быть предложены другие способы, практически не зависящие от скорости миграции. Одним из таких примеров является способ, предложенный Bancroft, J.C., и Geiger,H.D., 1994, "CRP сборки с эквивалентным выносом" (64 ое ежегодное собрание международного 6 общества геофизиков-разведчиков, 672-675). Скоростной анализ мигрированных данных 24 на этапе 26 выполняется различными способами, которые известны компетентным в этой области специалистам. В соответствии с одним из конкретных вариантов реализации скоростной анализ включает определение наилучшего соответствия гиперболической кинематической поправки сейсмическим данным. Полученная скоростная модель будет зависеть как от скорости р-волны, так и скорости s-волны. Другие способы также считаются приемлемыми, включая Taner, M.T., и Koehler, F., 1969,"Получение спектров скорости с использованием цифрового компьютера и применение функций скорости" (Геофизика, 34,6, 859-881). Введение зависящей от скорости кинематической поправки на этапе 28 также может быть выполнено различными методами, известными компетентным в этой области специалистам, одним из которых является исключение нормального годографа. Различные способы введения кинематических поправок хорошо знакомы обычным специалистам в этой области. Другие способы введения зависящей от скорости кинематической поправки также считаются приемлемыми, включая Schultz, P.S., и Claerbout, J.F.,1978, "Оценка скорости и продолжение вниз с использованием синтеза волновых полей" (Геофизика, 43,4, 691-714), и Berryhill, J.R., 1984"Приведение волнового уравнения к заданному уровню до суммирования" (Геофизика, 49, 20642066). Рассмотрим теперь фиг. 4, иллюстрирующую устройство, которое используется в соответствии с другим аспектом изобретения в не ограничивающем примерном варианте, содержащее средства 40 для получения сборок 20 с нулевым выносом. При этом отсутствуют или сведены к минимуму смещения данных по временной оси в сборке 20 в результате введения кинематической поправки или применения других, зависящих от скорости временных сдвигов,вследствие исключения операции введения кинематической поправки или благодаря введению обратной кинематической поправки после введения поправки за наклон сейсмических горизонтов (DMO). В соответствии с одним из конкретных вариантов средства 40 содержат программный модуль, который выполняет операцию введения кинематической поправки с использованием оценки скорости, полученной любым из способов, известных компетентным в этой области специалистам, введение в данные поправки за наклон сейсмических горизонтов после введения кинематической поправки и введение обратной кинематической поправки с использованием той же скорости, при этом на выходе будет получена сборка с нулевым выносом. Далее предусмотрены средства 42 для выполнения не зависимой от скорости миграции 7 22, которые осуществляют миграцию 22 сборки с нулевым выносом 20, в результате, будут получены мигрированные данные 24. В соответствии с одним из конкретных вариантов средства 42 включают программный модуль миграции,установленный и предназначенный для приема сборок с нулевым выносом 40 и получения на выходе мигрированного массива данных 24, не существенно зависящего от результатов скоростного анализа. Предусмотрены также средства 44 для осуществления скоростного анализа 26 мигрированных данных 24 и средства 46 для введения зависящей от скорости кинематической поправки на этапе 28 в мигрированные данные 24 с использованием скоростной модели 27, полученной в результате скоростного анализа на этапе 26. Полученные мигрированные данные 29 затем могут быть использованы для дальнейшей обработки, включая суммирование и другие процедуры. Согласно одному из конкретных вариантов средства 44 содержат программный модуль для скоростного анализа, установленный и предназначенный для получения мигрированных данных 24 от средств 42 и проведение скоростного анализа мигрированных данных. Различные средства 40-46 включают компьютерные программные модули, написанные вCube Manager (коммерчески доступная сейсмическая обрабатывающая система, известная компетентным в этой области специалистам),которая действует в оперативной системе Юникс с применением компьютеров с массовым параллелизмом, таких как, например, SP2 производства IBM. Другие средства 40-46 могут быть предложены компетентными в этой области специалистами и будут в альтернативных вариантах включать только программные средства, или только аппаратное обеспечение, или комбинацию программных и аппаратных средств. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки сейсмических данных с обменными волнами, включающий следующие операции: формирование из сейсмических данных сборки обменных волн с нулевым выносом, в которой до минимума сокращены временные сдвиги за счт введения кинематических поправок; миграция упомянутой сборки, по существу,не зависящая от скорости; скоростной анализ полученной мигрированной сборки и введение кинематических поправок в упомянутую мигрированную сборку с использованием значения скорости, полученного при скоростном анализе. 8 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция формирования сборки включает введение кинематической поправки в данные с обменными волнами с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают данные с введнными кинематическими поправками; введение поправок за наклон сейсмических горизонтов в данные с введнными кинематическими поправками, в результате чего получают данные с введнными поправками за наклон; и введение обратных кинематических поправок в данные с введнными поправками за наклон с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают сборку с нулевым выносом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция формирования сборки обменных волн с нулевым выносом включает формирование биновой сборки с общей точкой обмена. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция скоростного анализа включает выполнение скоростного анализа, существенно не зависящего от скорости р-волны. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция введения кинематических поправок включает введение кинематической поправки второго порядка. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция введения кинематических поправок включает введение кинематических поправок,порядок которых выше второго. 7. Устройство для обработки сейсмических данных с обменными волнами, содержащее средства для формирования из сейсмических данных сборки обменных волн с нулевым выносом, в которой до минимума сокращены временные сдвиги за счт введения кинематических поправок; средства для выполнения миграции упомянутой сборки, причем миграция, по существу,не зависит от скорости; средства для проведения скоростного анализа полученной мигрированной сборки и средства для введения кинематических поправок в упомянутую мигрированную сборку с использованием значения скорости, полученного при скоростном анализе. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем,что упомянутые средства для формирования сборки обменных волн с нулевым выносом содержат средства для введения кинематической поправки в данные с обменными волнами с использованием скорости кинематической поправки, в результате чего получают данные с введнными кинематическими поправками; средства для введения поправок за наклон сейсмических горизонтов в данные с введнными кинематическими поправками, в результате чего получают данные с введнными поправками за наклон; и средства для введения обратных кинематических поправок в данные с введнными поправками за наклон с использованием скорости кинематической поправки, при этом результатом этого этапа обработки будет сборка с нулевым выносом. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем,что упомянутые средства для формирования сборки обменных волн с нулевым выносом включают средства для формирования биновой сборки с общей точкой обмена. 10. Устройство по п.7, отличающееся тем,что упомянутые средства для проведения скоростного анализа включают средства для выполнения скоростного анализа, по существу, не зависящего от скорости р-волны. 11. Устройство по п.7, отличающееся тем,что упомянутые средства для введения кинематических поправок включают средства для введения кинематической поправки второго порядка. 12. Устройство по п.7, отличающееся тем,что упомянутые средства для введения кинематических поправок включают средства для вве 10 дения кинематических поправок, порядок которых выше второго. 13. Устройство для обработки сейсмических данных с обменными волнами, содержащее миграционный модуль, установленный и выполненный с возможностью прима сборок обменных волн с нулевым выносом и получения на выходе мигрированной сборки, по существу,не зависящей от результатов скоростного анализа; модуль скоростного анализа, установленный и выполненный с возможностью прима мигрированной сборки с упомянутого миграционного модуля и проведения скоростного анализа этой сборки; и модуль кинематических поправок, установленный и выполненный с возможностью прима мигрированной сборки с миграционного модуля, приема скоростной модели с упомянутого модуля скоростного анализа и введения кинематических поправок в мигрированную сборку с использованием значения скорости,определенного при скоростном анализе.