Оптимальне комбінування сейсмічних даних з різними спектральними характеристиками
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i5.2019.183637Ключові слова:
combining seismic surveys, multichannel Wiener filter, optimal frequency-dependent weighted summation, optimal complementary signalАнотація
За потреби спільного використання сейсмічних знімань, що перекриваються, і при тестуванні різних джерел енергії геофізикам доводиться мати справу з даними, що мають різні спектральні характеристики. При цьому дуже важливою обставиною є те, що такі дані містять одну й ту саму інформацію про відбивну здатність середовища, яка для нас становить інтерес. Для оптимального комбінування таких даних, в основі якого лежить оцінювання загальної відбивної здатності середовища, у статті запропоновано використовувати багатоканальну зворотну вінерівську фільтрацію.Щоб уникнути проблем, пов'язаних з можливим розходженням систем спостереження у зніманнях, що перекриваються, запропоновано знизити обсяг оброблюваної інформації та комбінувати остаточні сейсмічні зображення, отримані в результаті кожного з незалежних знімань або з різними джерелами. Викладено теорію оптимального методу і проаналізовано структуру отриманого розв'язку. Метод може бути репрезентований як поєднання оптимального частотно-залежного зваженого підсумовування зображень з подальшою одноканальною зворотною вінерівською фільтрацією (деконволюцією) результату підсумовування. Виконано теоретичне зіставлення оптимального методу зі спрощеними аналогами, у яких першим кроком є просте не-зважене підсумовування без усунення і з усуненням фазових спектрів елементарних сигналів зображень. Показано, що чим більше розходження спектрів сигнальних компонент зображень на даній частоті, тим більша перевага оптимального методу їх комбінування над спрощеними варіантами. Підкреслено, що оскільки можливості сейсморозвідки дють змогу переважно змінювати тільки параметри сигналів, найбільший ефект від оптимального методу може бути досягнутий шляхом максимального взаємного переміщення (мінімального взаємного перекриття) уздовж осі частот спектрів елементарних сигналів зображень, що комбінуються. Це теоретично підтверджується розрахунком спектра оптимального додаткового сигналу, додавання якого до існуючого набору для участі в оптимальному комбінуванні забезпечує максимальну ефективність цієї процедури. Обґрунтовано, що оптимальнуа процедуру слід виконувати тільки в межах частотного інтервалу, де усереднений за числом зображень сигнал превалює над осередненим шумом. Метод випробувано на модельних матеріалах, його ефективність монотонно зростає зі збільшенням вхідного відношення сигнал—завада, кількості зображень, що беруть участь в перетворенні, і взаємного частотного зсуву їхніх спектрів, тобто зі зменшенням ступеня перекриття цих спектрів. Ефективність методу підтверджено на польовому профілі у Дніпровсько-Донецькій западині, відпрацьованому незалежно з вибуховими та вібраційними джерелами. Оптимальний метод забезпечує найбільш регулярні та роздільні відбиття на всьому зображенні, що значно перевищує за якістю результати незалежних одноканальних де-конволюцій зображень, отриманих з обома типами джерел, і їх спрощеного перетворення.
Посилання
Ampilov, Yu.P., Barkov, A.Yu., Yakovlev, I.V., Filippova, K.E., & Priyezzhev I.I. (2009). Almost everything about seismic inversion. Part 1. Tekhnologii seismorazvedki, 6(4), 3—16 (in Russian).
Kostrygin, Yu.P. (1991). Seismic surveys with complex sounding signals. Moscow: Nedra, 176 p. (in Russian).
Tyapkin, Yu.K. (1991). Optimum frequency range of the corrective filtering of seismic records. Geofizicheskiy zhurnal, 13(1), 62—69 (in Russian).
Tyapkin, Yu.K. (1994). Optimized estimates of a complicated multichannel seismic record model with statistical and deterministic regularization. Geologiya i geofizika, 35(1), 128—135 (in Russian).
Tyapkin, Yu.K. (1998). Increasing the resolving power of seismic method based on optimized use of records with different spectral characteristics. 1. Theory and method. Geofizicheskiy zhurnal, 20(1), 82—90 (in Russian).
Tyapkin, Yu.K., Prikhodchenko, D.F., & Nekrasov, I.A. (2005). Optimizing the process of extracting the signal from a multichannel seismic record. Geofizicheskiy zhurnal, 27(5), 718—729 (in Russian).
Tyapkin, Yu.K., & Silinskaya, E.A. (2007). Deconvolution of seismic records with the optimization of weighted normalized quadratic functionals. 2. Frequency domain. Geofizicheskiy zhurnal, 29(6), 32—44 (in Russian).
Tyapkin, Yu.K., Shatilo, A.P., & Starostenko, E.V. (1993). Iterative algorithms for optimum in L1 and L2 estimation of the phase characteristic of a seismic signal using the recording trispectrum. Geofizicheskiy zhurnal, 15(2), 85—92 (in Russian).
Carter, D., & Pambayuning, S. (2009). Extended bandwidth by a frequency domain merge of two 3D seismic volumes. The Leading Edge, 28(4), 400—406. doi: 10.1190/1.3112752.
Deplante, C. (2009). Spectral Fusion: a tool to merge low and high frequency datasets. International Petroleum Technology Conference, Paper 14078. doi:10.2523/IPTC-14078-MS.
Dittert, K.K. (1987). Method for filtering and combining seismic data having different spectral characteristics. US Patent no. 4,715,021.
Franks, L.E. (1969). Signal Theory. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 332 p.
Greer, S., & Fomel, S. (2018). Matching and merging high-resolution and legacy seismic images. Geophysics, 83(2), V115—V122. doi: 10.1190/geo2017-0238.1.
Hesthammer, J., & Lokkebo, S.M. (1997). Combining seismic surveys to improve data quality. First Break, 15(4), 103—115. doi: 10.3997/1365-2397.1997010.
Horn, R.A., & Johnson, C.R. (1985). Matrix Analysis. Cambridge Univ. Press.
Kumar, R., Al-Saeed, M.A., Lipkov, Y., & Roth, J. (2011). Seismic source comparison for shallow targets in north Kuwait field: 81st SEG Annual Meeting, Expanded Abstracts (pp. 102—106). doi: 10.1190/1.3627380.
Mohan, T.R.M., Yadava, C.B., Kumar, S., Mishra, K.K., & Niyogi, K. (2007). Prestack merging of land 3D vintages — A case history from Kavery Basin, India: 77th SEG Annual Meeting, Expanded Abstracts (pp. 437—441). doi: 10.1190/1.2792458.
Navarro, J., Thiessen, J., Zoch, H.-J., Janie, H., & Fischer, K. (1999). Depth imaging in the Heide-Buesum transition zone area: 61st EAGE Conference and Exhibition, Extended Abstracts, Paper 1-03. doi: 10.3997/2214-4609.201407600.
Pipping, J.C.P., Wever, A., Bachmann, R., Smirnov, V., & Deneuvillers, S. (2019). K18-Golf Field seismic and reservoir modeling challenges. First Break, 37(5), 59―65.
Potter, G., Mann, A., Jenkerson, M., & Rodriguez, J.-M. (1997). Comparison of marine vibrator, dynamite and airgun sources in the transition zone: 59th EAGE Conference and Exhibition, Extended Abstracts, Paper B018.
Robinson, E.A. (1967). Multichannel Time Series Analysis with Digital Computer Programs. Holden-Day, San Francisco.
Suarez, G.M. & Stewart, R.R. (2009). Seismic source comparison for compressional and converted-wave generation at Spring Coulee, Alberta: 79th SEG Annual Meeting, Expanded Abstracts (pp. 99—103). doi: 10.1190/1.3255919.
Tyapkin, Y.K. (2001). Optimum primary and supplementary signals optimizing the seismic data resolution. Journal of Applied Geophysics, 46(3), 175—187. doi: 10.1016/S0926-9851(01)00037-4.
Tyapkin, Y., & Silinskaya, E. (2007). Seismic data resolution enhancement by optimizing the generalized radius of gyration: 69th EAGE Conference and Exhibition, Extended Abstracts, Paper P268. doi: 10.3997/2214-4609.201401917.
Tyapkin, Yu., & Ursin, B. (2005). Optimum stacking of seismic records with irregular noise. Journal of Geophysics and Engineering, 2(3), 177―187. doi: 10.1088/1742-2132/2/3/001.
Werner, H., & Krey, Th. (1979). Combisweep — a contribution to sweep techniques. Geophysical Prospecting, 27(1), 78—105. doi: 10.1111/j.1365-2478.1978.tb00960.x.
White, R.E. (1977). The performance of optimum stacking filters in suppressing uncorrelated noise. Geophysical Prospecting, 25(1), 165—178. doi: 10.1111/j.1365-2478.1977.tb01158.x.
Wiggins, R.A., & Robinson, E.A. (1965). Recursive solution to the multichannel filtering problem. Journal of Geophysical Research, 70(8), 1885—1991. doi: 10.1029/JZ070i008p01885.
Yassi, N., & Kaba, A. (2013). Seismic source comparison in Surat Basin, Queensland: 23rd ASEG-PESA International Geophysical Conference, Abstracts. doi: 10.1071/PVv2013n165p55.
Yordkayhun, S., Ivanova, A., Giese, R., Juhlin, C., & Cosma, C. (2009). Comparison of surface seismic sources at the CO2SINK site, Ketzin, Germany. Geophysical Prospecting, 57(1), 125—139. doi: 10.1111/j.1365-2478.2008.00737.x.
Zafiropoulos, G., Tziolas, C., Dimitrakopoulos, D., & Economou, A. (1996). Field comparison of seismic sources for coal exploration: 58th EAGE Conference and Exhibition, Extended Abstracts, Paper PO22. doi: 10.3997/2214-4609.201408794.
Ziolkowski, A., (1993). Determination of the signature of a dynamite source using source scaling, Part 1: Theory. Geophysics, 58(8), 1174—1182. doi: 10.1190/1.1443501.
Ziolkowski, A., & Lerwill, W.E. (1979). A simple approach to high resolution seismic profiling for coal. Geophysical Prospecting, 27(2), 360—393. doi: 10.1111/j.1365-2478.1979.tb00975.x.
Ziolkowski A.M., Lerwill W.E., March D.W., & Peardon L.G. (1980). Wavelet deconvolution using a source scaling law. Geophysical Prospecting, 28(6), 872—901. doi: 10.1111/j.1365-2478.1980.tb01266.x.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
