Subsurface geological features of interest in hydrocarbon exploration are three dimensional in nature. Examples include salt diapirs, overthrust and folded belts, major unconformities, reefs, and deltaic sands. A two-dimensional (2-D) seismic section is a cross-section of a three-dimensional (3-D) seismic response. Despite the fact that a 2-D section contains signal from all directions, including out-of-plane of the profile, 2-D migration normally assumes that all the signal comes from the plane of the profile itself.

В данном учебном пособии излагаются основные сведения о местоположении обработки полевой сейсморазведочной информации в сейсморазведочной информационной системе, об используемых вычислительных платформах, об организации комплексов обрабатывающих программ, рассмотрены наиболее употребительные алгоритмы. Организация пользовательского интерфейса рассмотрена на примере комплексов RadExPro Plus и Seis Win, используемых на кафедре геофизики Саратовского государственного университета.

Хотя методы миграции, рассмотренные в Главе 4, основаны на предположении о слоистой среде, простые изменения, вносимые в основные алгоритмы, обеспечивают их точность в ситуациях, когда скорость незначительно изменяется в горизонтальном направлении. Например, среднеквадратичные скорости могут изменяться в горизонтальном направлении в миграции Кирхгоффа. В конечноразностном методе, пока вариации скорости в латеральном направлении остаются незначительными, элемент тонкой линзы может быть опущен (см. Приложение С.2), и скоростная функция, используемая в элементе дифракции, может изменяться в латеральном направлении. В f-k-методе (миграция Stolt) приведение в соответствие с вариациями скорости в латеральном направлении осуществляется путем изменения коэффициента растяжения от 0 до 1. Даже при изменении скорости результатом этих трех методов является временной разрез и, следовательно, термин «миграция во времени».

Данные АК представляют прямое измерение скорости, с которой сейсмические волны распространяются в разрезе в зависимости от глубины. Сейсмические данные, с другой стороны, обеспечивают непрямое измерение скорости. Основываясь на этих двух типах информации, сейсморазведчик получает большое количество различных типов скоростей, таких как интервальная, кажущаяся, средняя, среднеквадратичная, мгновенная, фазовая, групповая, по ОГТ, суммирования и миграции. Однако, наиболее достоверная скорость, получается по сейсмическим данным. Это та, которая дает лучшую сумму. Если предположить, что разрез является сложным, скорость суммирования относится к скорости ОГТ, которая, в свою очередь, относится к среднеквадратичной скорости (ур. 3.4), из которой выводятся средняя и интервальная скорости.

Интервальная скорость – это средняя скорость в интервале между двумя отражающими поверхностями. В блоке пород с определенным литологическим составом на интервальную скорость влияют несколько факторов: <...>

Преобразование Фурье является фундаментальной составляющей анализа сейсмических данных и применяется почти на всех стадиях обработки. Данный временной ряд, такой как сейсмическая трасса, может быть полностью, однозначным образом описана в виде суммы ряда синусоид, каждая из которых характеризуется своей амплитудой, частотой и задержкой по фазе (относительным выравниванием). Этот процесс выполняется путем прямого преобразования Фурье. И наоборот, сейсмическая трасса может быть синтезирована при данных частотных составляющих. Этот процесс выполняется путем обратного преобразования Фурье. Краткое математическое исследование преобразования Фурье приводится в Приложении А.

В книге известного американского ученого описаны методы обработки сейсмических материалов с помощью ЭВМ. В ней рассмотрены теория прямых и обратных фильтров, применение метода наименьших квадратов при обработке наблюдений, теория продолжения волновых полей. Особый интерес представляет предложенный автором метод учета сейсмического сноса, позволяющий преобразовывать волновые поля быстро и   качественно.

Книга предназначена для инженеров-сейсморазведчиков, занимающихся теорией и методикой обработки наблюдений. Она может быть полезна студентам старших курсов вузов и аспирантам по специальностям «Сейсморазведка» и «Прикладная математика».

В докладе представлены направления научных исследований в области грязевого вулканизма, за последние 20 – 25 лет, по которым получен ряд важных научных результатов, позволяющих в свете новых данных раскрыть некоторые характерные особенности грязевулканической деятельности в Азербайджане. В аспекте новой тектонической концепции рассмотрены закономерности пространственно – временного распределения грязевых вулканов, связанные с позднеорогенными фазами альпийского тектогенеза, влияние сейсмичности на грязевой вулканизм, разработана методика дешифровки аэрокосмофотоматериалов для выявления новых наземных и погребенных грязевых вулканов, предложена новая морфогенетическая классификация вулканов, изотопно-геохимическими исследованиями выявлена природа нефтей, выносимых грязевыми вулканами и т.д. Проблема грязевого вулканизма издавна привлекает внимание исследователей своей уникальностью возникновения в строго определенных геодинамических единицах. Сегодня следует считать установленным, что этот феномен природы связан с процессами, происходящими в кайнозойском выполнении молассовых прогибов с доминирующей ролью отложений палеоген – миоцена. Существующие научные материалы и практические данные однозначно свидетельствуют о связи грязевого вулканизма с осадочно – породными бассейнами кайнозоя. К ним относится, в частности, Джейранкечмез – Южнокаспийская впадина, сложенная огромной мощности (25 – 30 км) осадочными отложениями мезокайнозоя, в разрезе которых орогенные молассы играют важную роль. Надо отметить, что еще в 90 – х годах прошлого столетия в наших научных публикациях (Алиев, 1992, 1997, 1999) было высказано мнение о связи образования и проявления грязевых вулканов с палеоген-миоценовым комплексом, без участия в этом процессе мезозойских отложений, что нашло свое подтверждение многочисленными фактическими данными в результатах последующих исследований грязевых вулканов Азербайджана. В своем докладе я хотел – бы вкратце остановиться на некоторых важнейших направлениях научных исследований, которые нами выполнены за последние 25 лет в области грязевого вулканизма. Эти направления научных исследований следующие: 1.Тектоника грязевулканических областей, особенности проявления вулканизма и новая морфогенетическая классификация грязевых вулканов. 2.Извержения грязевых вулканов в Азербайджане за последние два столетия и связь грязевулканической деятельности с сейсмичностью. 3.Изотопно – геохимические исследования проявлений нефти, выносимых грязевыми вулканами.

Данные АК представляют прямое измерение скорости, с которой сейсмические волны распространяются в разрезе в зависимости от глубины. Сейсмические данные, с другой стороны, обеспечивают непрямое измерение скорости. Основываясь на этих двух типах информации, сейсморазведчик получает большое количество различных типов скоростей, таких как интервальная, кажущаяся, средняя, среднеквадратичная, мгновенная, фазовая, групповая, по ОГТ, суммирования и миграции. Однако, наиболее достоверная скорость, получается по сейсмическим данным. Это та, которая дает лучшую сумму. Если предположить, что разрез является сложным, скорость суммирования относится к скорости ОГТ, которая, в свою очередь, относится к среднеквадратичной скорости (ур. 3.4), из которой выводятся средняя и интервальная скорости. Интервальная скорость – это средняя скорость в интервале между двумя отражающими поверхностями.

Преобразование Фурье является фундаментальной составляющей анализа сейсмических данных и применяется почти на всех стадиях обработки. Данный временной ряд, такой как сейсмическая трасса, может быть полностью, однозначным образом описана в виде суммы ряда синусоид, каждая из которых характеризуется своей амплитудой, частотой и задержкой по фазе (относительным выравниванием). Этот процесс выполняется путем прямого преобразования Фурье. И наоборот, сейсмическая трасса может быть синтезирована при данных частотных составляющих. Этот процесс выполняется путем обратного преобразования Фурье. Краткое математическое исследование преобразования Фурье приводится в Приложении А. Алгоритмы обработки сейсмических данных часто могут быть описаны или реализованы в частотной области проще, чем во временной. В разделе 1.2 вводится одномерное (1-D) преобразование Фурье и рассматриваются некоторые свойства временного ряда во временной и в частотной областях. Многие методики обработки (одно- или многоканальной) включают операнд (сейсмическую трассу) и оператор (фильтр). Простое применение анализа Фурье состоит в разработке нуль-фазовых частотных фильтров, обычно в форме полосовой фильтрации. В результате 1.3 исследуются 40 выборок ОПВ, записанных в разных частях мира с различными типами источников и регистрирующей аппаратуры (Yilmaz и Cumro, 1983). Введены различные типы сейсмической энергии: отраженные волны, когерентные помехи, такие как кратные волны, боковые волны, поверхностные волны, случайные помехи окружающей среды. В разделе 1.4 приводится основная последовательность обработки данных и примеры полевых данных. В обработке данных имеются три основные стадии, каждая из которых направлена на улучшение сейсмической разрешающей способности, под которой подразумевается способность разделять два отражения, расположенные близко друг к другу.

1. Деконволюция выполняется по оси времен с целью повышения временной разрешающей способности путем сжатия основного импульса приблизительно до единичного и подавления реверберационных волн.

2. Суммирование сжимает размер выноса, тем самым, уменьшая объем сейсмических данных до плоскости сейсмического разреза с нулевым выносом и повышая отношение сигнал/помеха.

3. Миграция обычно выполняется на суммированном разрезе (который предполагается разрезом с нулевым выносом) с целью повышения разрешающей способности в горизонтальном направлении путем рассеивания (collapsing) преломленных волн и перемещения отражений от наклонных поверхностей в их истинные положения.

Вторичные процессы реализуются на определенных стадиях с целью улучшения рабочих характеристик деконволюции, суммирования и миграции. Когда когерентные помехи устраняются, например, с помощью пространственной фильтрации, можно улучшить деконволюцию и скоростной анализ. Коррекция остаточной статики также улучшает скоростной анализ и, следовательно, качество суммированного разреза.

Большая часть содержащегося в книге материала появилась в виде записей лекций для магистерского курса вначале по нефтяной сейсморазведке в Оксфордском университете и затем по разведочной геофизике в Имперском колледже Лондонского университета. Основной контингент слушателей этих курсов составляют вчерашние студенты-геологи, физики, математики, инженеры, геофизики или других естественно-научных специальностей, которые работают в различных компаниях, занимающихся разведкой углеводородного или минерального сырья. Математическая подготовка слушателей всегда была неоднородной. По этой причине в данной книге математическое содержание сведено к минимуму. Тем не менее предполагается, что читатель знаком с основными принципами дифференциального и интегрального исчислений, рядами Фурье и основами матричной алгебры, включая понятия собственных значений, собственных векторов и диагонализации. Мы вполне отдаем себе отчет в том, что некоторые из рассматриваемых здесь вопросов освещены также и в других прекрасных книгах, причем нередко на значительно более строгом уровне. Взяться за написание этой книги нас побудила уверенность в том, что практические советы и указания всегда в дефиците. Предполагается, что читатель имеет доступ к вычислительной системе (и соответствующему математическому обеспечению), и вопрос состоит в том, как с максимальной пользой ее эксплуатировать. Глава 1 кратко знакомит читателя с вычислительной техникой, обычно используемой при промышленной обработке сейсмических данных. В гл. 2 приводятся теоретические основы для гл. 3, посвященной более практическим вопросам. Здесь можно заметить почти полное отсутствие символов интегралов по сравнению с обозначениями сумм. Поскольку на практике все вычисления выполняются на цифровых вычислительных машинах, основное внимание уделено дискретному преобразованию Фурье. В гл. 3 и 4 описываются решения задач, которые в любом сейсмическом центре по обработке данных приходится ежедневно решать множество раз. Мы признательны компаниям Merlin Profilers Ltd и Ensign Geophysics Ltd, предоставившим нам свои вычислительные системы, программы и средства машинной графики, а также компаниям ARCO я Merlin Profilers Lid, давшим разрешение на публикацию материалов, использованных в этих главах. В гл. 5 мы попытались представить на возможно более простом уровне теорию геофизических обратных задач. Вычислительные системы на базе малых и универсальных ЭВМ обычно имеют в составе библиотеки подпрограмм все необходимые модули для выполнения любых описанных в этой главе процедур. Исключение могут составлять лишь некоторые алгоритмы томографии. Многие студенты и коллеги помогали нам в работе над книгой либо непосредственно, либо оказывая косвенное влияние. Всем им мы весьма благодарны. Однако особенную признательность хотелось бы выразить А. Горски за его большую помощь в обсуждении двумерных спектральных методов (гл. 2 и 3); С. Смиту за его вклад в разд. 3.6; Г. Паркесу за участие в подготовке гл. 4; М. Ористег-лио, Ш. Стейнсби, М. Ловриджу и А. Мейсону за некоторые идеи, включенные в гл. 5; П. Беннету и Э. Райту за чтение корректуры и полезные замечания; компании Ensign Geophysics Ltd, разрешившей Дж. Мейкину завершить работу над рукописью, и членам наших семей, которые мирились с нервозной обстановкой, вызываемой литературными амбициями авторов.