Как сделать структурную карту
Обновлено: 04.07.2024
В статье рассмотрена возможность автоматизации одного из этапов интерпретации сейсмических данных – построение структурных карт. Все возможные методы построения карт для заданной модели наглядно представлены в виде графа. С помощью системы компьютерной математики Wolfram Mathematica реализован прогноз глубин, отражающих горизонтов различными методами. Эффективность автоматизации показана на синтетическом примере. Ключевые слова: прогноз глубин, погрешность, автоматизация
AUTOMATION OF TESTING METHODS FOR BUILDING STRUCTURAL MAPS
A.V. Ekimenko
Gazpromneft NTC LLC, RF, Saint-Petersburg
The article considers the possibility of automation of one of the stages of seismic data interpretation – horizons depth prediction. All possible methods for a given model are clearly represented in the form of a graph. The prediction of depths reflecting horizons by various methods is implemented in Wolfram Mathematica. The efficiency of automation is shown in the synthetic example.
Keywords: depth prediction, error, automation
Структурные карты – один из основных результатов сейсмической интерпретации. Анализируя многочисленные отчеты по интерпретации, можно сделать вывод, что структурные карты строятся, как правило, очень ограниченным количеством способов. Это методы, использующие среднюю скорость, интервальную скорость и линейные зависимости между временами и глубинами. Реже для построений привлекают скорости ОГТ (т. е. определенные по сейсмограммам общей глубинной точки). Выбор того или иного метода построения структурной поверхности основан на оценке погрешности прогноза глубин. Количество целевых отражающих горизонтов (ОГ), по которым требуется построить структурные карты может быть велико, например, на ряде участков Оренбургской области до 20 штук. Исходя из этого, тестирование даже относительно простых методов для большого количества ОГ занимает значительное время в рамках интерпретации. В этой статье приведен пример автоматизации процесса тестирования методик. Речь не идет об автоматическом расчете собственно карт глубин и построении карт погрешности, по мнению автора, даже ускорение процесса тестирования может существенно упростить структурные построения и сделать работу более комфортной.
Процесс тестирования методик построения структурных карт можно разделить на несколько составляющих:
• определение целей – отражающих горизонтов, которые требуется перевести в глубинную область;
• подготовка набора экспериментальных данных по участку работ: отбивки скважин, времена прихода волн (T), скорости общей глубинной точки (Vогт), годографы вертикального сейсмического профилирования (ВСП), список может дополняться;
• выбор модели прогноза глубин: модель средней скорости, линейной регрессии, скорости ОГТ и пр.
Необходимо оценить параметры модели по имеющимся исходным данным и выполнить прогноз глубин (Z) целевых ОГ. Многообразие вариантов определяется тем, что прогноз может выполняться как независимо для каждого ОГ, так и с использованием информации по соседним ОГ. Например, часто в регионе опорная поверхность или вышележащий ОГ вскрыты большим количеством скважин – тогда его целесообразно использовать для построения нижележащих интервалов.
В результате оценки параметров каждой из моделей ветви графа будут характеризоваться величинами погрешности прогноза.
Разделение процесса структурных построений на отдельные составляющие, как на приведенной схеме (рис. 1), позволяет добавлять те методы, которые геофизик считает нужным. В данном случае рассмотрены самые простые и одновременно наиболее популярные: средняя скорость, линейная регрессия, скорости ОГТ.
Метод средней скорости заключается в оценке среднего арифметического значения скорости по имеющимся скважинам. Собственно, само значение средней скорости определяется только глубиной интересующего пласта и временем пробега.
где Vср – это средняя скорость, Z – глубина пласта в точке скважины, T – двойное время. Имея средние скорости в точках скважин рассчитывается одно значение Vср, которое используется для прогноза глубин.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ КАРТ РЕАЛИЗОВАНА В ПО WOLFRAM MATHEMATICA СОВМЕСТНО С ПАКЕТОМ GEOLOGYIO, КОТОРЫЙ ПОЗВОЛЯЕТ ИМПОРТИРОВАТЬ ГЕОФИЗИЕЧИСКИЕ ДАННЫЕ И ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАЗНЫЕ МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ КАРТ.
На рис. 2 вычисление средней скорости показано синими стрелками.
Этот метод самый простой и может быть использован в любом случае. Используя среднее значение скорости по группе скважин, можно рассчитать структурную карту и по величине невязок вычислить погрешность. В тех случаях, когда скорость распространения волн увеличивается с глубиной, меньшая погрешность будет достигаться использованием не постоянной средней скорости, а использованием линейной регрессии Z (T).
где Z – глубина пласта, T –двойное время, β2 и β2 – коэффициенты регрессии. В ряде случаев предпочтительнее использовать модель интервальной скорости. Например, если одна из границ может быть выбрана в качестве опорной (вскрыта бÓльшим числом скважин), то следующую границу можно получить, вычислив скорость между этой границей и опорной через толщину (dZ) и разницу времен (dT). Подобная ситуация показана на рис. 1 красными стрелками. По аналогии с методом средней скорости можно построить регрессию вида dZ (dT).
где Vинт – интервальная скорость dZ – толщина пласта, dT – интервальное время, β1 и β2 – коэффициенты регрессии.
Если строение участка не может быть описано только лишь одним значением скорости или регрессией, то целесообразно использовать скорости, определяемые по сейсмическим данным ( Vогт). В таком случае наиболее простым подходом является расчет средней скорости на основании Vогт.
Описанные подходы используются в подав ляющем большинстве проектов по интерпретации.
Поскольку выбор той или иной модели определяется по величине погрешности, то ниже приведены некоторые правила расчета.
Нужно иметь в виду, что в ряде случаев интервальная скорость демонстрирует низкий уровень погрешности толщин, однако общая погрешность при использовании интервальной скорости может превышать значения, полученные через среднюю скорость. В таком случае использование интервальной скорости может быть оправданным, когда опорный горизонт вскрыт большим числом скважин (например, скважинами структурного бурения, равномерно распределенными по участку работ).
Рассмотрим работу автоматического тестирования на синтетическом примере. Модель включает три горизонта, глубины и скорости которых могут меняться по горизонтали. Глубины (H1, H2, H3) и скорости (VINT1, VINT2, VINT3) описаны следующими зависимостями от координаты Х:
В целом геометрия горизонтов совпадет с ранее представленной моделью на рис. 2. Все три горизонта имеют моноклинальное строение и монотонно изменяющуюся скорость. Во времена прихода волн добавлен случайный шум, меняющийся в пределах от –15 до 15 мс.
Анализируя графики можно отметить, что для всех трех горизонтов существует тесная корреляция времен и глубин, что, как правило, является основанием в пользу выбора метода линейной регрессии для прогноза глубин. Но в целом для такой модели возможны все те же способы расчета, что показаны на рис. 1, за исключением скорости ОГТ (она в данном расчете не использована).
Результатом автоматического теста всех возможных методов прогноза расчета является табл. 1. Из такой таблицы по величине погрешности можно выбрать оптимальный метод прогноза глубины.
1. Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин. – М.: Наука, 1974. – 108 с.
2. Hastings C., Mischo K., Morrison M. – Hands-on Start to Wolfram Mathematica and Programming with the Wolfram Language. – Champaign: Wolfram Media, 2016. – 484 p.
1. Zaydel A. N. Measurement errors of physical quantities. Moscow, Nauka, 1974. 108 p. (in Russ).
2. Hastings C., Mischo K., Morrison M. Hands-on Start to Wolfram Mathematica and Programming with the Wolfram Language. Champaign, Wolfram Media, 2016. 484 p.
Метод треугольников — один из наиболее распространенных способов построения структурных карт в геологической практике. Чаще всего он применяется, если территория разбурена равномерной сетью скважин, а картируемые структурные формы предполагаются изометричными или брахиморфными. Этот метод заключается в том, что структурная форма представляется в виде системы плоскостей, каждая из которых строится по трем точкам. На рис. 16.2 показано такое представление поверхности P по пяти скважинам. Эта поверхность представлена четырьмя треугольниками ABC, ВСД, ДСЕ, ЕСА.
При применении метода треугольников после нанесения скважин, определения сечения стратоизогипс и общего анализа структуры приступают собственно к построению структурной карты. Работа проводится в следующей последовательности:
Разбивка на треугольники. Для этого соединяют между собой точки расположения смежных скважин, в результате чего получается система треугольников. При этом можно соединять только те скважины, между которыми поверхность залегает моноклинально. Стороны треугольников не должны пересекаться друг с другом и не должны пересекать ось структуры, а треугольники должны быть как можно более равносторонними. Вдоль каждой стороны треугольника предполагается равномерное изменение абсолютной отметки пласта. На рис. 16.3 приведен вариант возможной разбивки площади на треугольники.
Презентация на тему: " ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ КАРТЫ МЕТОДОМ СХОЖДЕНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ СТРУКТУРЫ. (1 занятие) На основе Структурной карты по кровле мела, построенной методом." — Транскрипт:
1 ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ КАРТЫ МЕТОДОМ СХОЖДЕНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ СТРУКТУРЫ. (1 занятие) На основе Структурной карты по кровле мела, построенной методом треугольников.
2 Сущность метода схождения заключается в изучении характера изменения вертикальных мощностей между двумя геологическими поверхностями – первой (опорной), по которой имеется подробная структурная карта, и второй (картируемой), по которой ее следует построить. Применение этого метода возможно, если исследуемый горизонт вскрыт ограниченным числом глубоких скважин (не менее 3-4), равномерно расположенных по площади, а по одному из горизонтов верхней части осадочного чехла имеется структурная карта, точность которой обоснована большим количеством фактического материала. Метод применим в районах с простым тектоническим строением. Метод нельзя применять в районах развития рифовых массивов, соляных диапиров, а также в зонах выклинивания отдельных комплексов пород при перерывах в осадконакоплении и размывах.
3 Исходные данные скв. Координаты скважин Альтитуда устья, Глубина залегания кровли Y (долгота) X (широта) KJ н/в н/в н/в Структурная карта по кровле мела
4 Алгоритм выполнения 1.Построение карты схождения (карты равных вертикальных мощностей); 2.Вычитание из структурной поверхности кровли мела поверхности мощностей меловых отложений; 3.Построение структурной карты кровли юры; 4.Построение профиля структуры; 5.Оформление работы.
5 1. Построение карты равных вертикальных мощностей (карты изохор) 1.1. Вычислить значения вертикальных мощностей меловых отложений в скважинах, вскрывших обе геологические поверхности. Мощность меловых отложений = глубина залегания кровли J – глубина залегания кровли К Скважина 2: 780 – 570 = 110 Скважина 3: 763 – 600 = 163 скв. Координаты скважин Альтитуда устья, Глубина залегания кровли Y (долгота) X (широта) KJ н/в н/в н/в
6 1.2. Подписать полученные значения вертикальных мощностей у соответствующих скважин. 1. Построение карты равных вертикальных мощностей (карты изохор)
7 1.3. Разбить отрезки между скважинами на треугольники аналогично тому, как это делалось в предыдущей работе Провести интерполяцию между скважинами. Сечение изохор по возможности должно соответствовать сечению изогипс карты верхней поверхности (кровли К).
8 1. Построение карты равных вертикальных мощностей (карты изохор) 1.5. Соединить точки с одинаковыми значениями вертикальных толщин плавными линиями. Полученная карта – это карта изохор (карта равных вертикальных мощностей).
9 1. Построение карты равных вертикальных мощностей (карты изохор) 1.6. Оформить карту изохор.
10 2. Вычитание из структурной поверхности кровли мела поверхности мощностей меловых отложений 2.1. В точках пересечения изохор со стратоизогипсами по кровле мела путем вычитания найти значения абсолютных отметок кровли юры. А.о. кровли юры = а.о. кровли мела – вертикальная мощность
11 3. Построение структурной карты кровли юры 3.1. Соединить плавными линиями точки, имеющие одинаковые а.о. картируемой поверхности.
12 3. Построение структурной карты кровли юры 3.2. Оформить полученную карту.
13 4. Построение профиля структуры 4.1. Выбрать направление и место профиля (самое информативное направление).
14 4. Построение профиля структуры 4.2. Выбрать вертикальный масштаб будущего профиля, так, чтобы наглядно показать структуру при минимальных искажениях. Рекомендуется выбрать его таким, чтобы сечение стратоизогипс было равно 1 см Построить рамку профиля (вертикальные масштабные линии).
15 4. Построение профиля структуры 4.4. Спроецировать линии пересечения стратоизогипс с профилем на соответствующую высоту на профиле (как это делали при построении рельефа) Соединив полученные точки, построить профиля структур.
16 6. Оформление работы 6.1. Самостоятельно оформить все построенные геологические чертежи.
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Построение структурной карты методом Схождения. Построение профиля структуры. (1 занятие) На основе Структурной карты по кровле ме. Презентация на заданную тему содержит 16 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Построение структурной карты методом Схождения. Построение профиля структуры. (1 занятие) На основе Структурной карты по кровле мела, построенной методом треугольников.
Сущность метода схождения заключается в изучении характера изменения вертикальных мощностей между двумя геологическими поверхностями – первой (опорной), по которой имеется подробная структурная карта, и второй (картируемой), по которой ее следует построить. Применение этого метода возможно, если исследуемый горизонт вскрыт ограниченным числом глубоких скважин (не менее 3-4), равномерно расположенных по площади, а по одному из горизонтов верхней части осадочного чехла имеется структурная карта, точность которой обоснована большим количеством фактического материала. Метод применим в районах с простым тектоническим строением. Метод нельзя применять в районах развития рифовых массивов, соляных диапиров, а также в зонах выклинивания отдельных комплексов пород при перерывах в осадконакоплении и размывах.
Алгоритм выполнения Построение карты схождения (карты равных вертикальных мощностей); Вычитание из структурной поверхности кровли мела поверхности мощностей меловых отложений; Построение структурной карты кровли юры; Построение профиля структуры; Оформление работы.
Читайте также: