دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک

پایان نامه کارشناسی ارشد

 عنوان:

افزایش کیفیت مقطع کوچ زمانی توسط روش تصویر سازی سطح برانبارش مشترک در حوزه دورافت مشترک

استاد راهنما:

دکتر مهرداد سلیمانی منفرد

چکیده:

لرزه نگاری بازتابی عمومی ترین روش ژئوفیزیکی برای اکتشاف نفت و گاز است که امکان دست یابی به تصویر ساختار های زیر سطحی با استفاده از اندازه گیری های غیر مستقیم در سطح را فراهم می کند. به تصویر کشیدن جزئیات بیشتر ساختارهای زیر سطح، هدف تحقیقات در پژوهشگاههای دانشگاهی و صنعت نفت و گاز است که در نهایت به مفسر کمک می کند تا موقعیت کاوش و استخراج نفت و گاز را با تخمین درستی تعیین کند. با روشن شدن اهمیت تصویر سازی لرزه ای زیر سطحی در ابتدای بخش بالا دستی صنعت نفت، لزوم بدست آوردن تصاویر عمقی یا زمانی با کیفیت هر چه بیشتر و با نسبت سیگنال به نوفه بالاتر بر هیچ کس پوشیده نیست.

روش بر انبارش نقطه میانی مشترک همراه با تصحیح برون راند نرمال و تصحیح برون راند شیب برای نیل به چنین هدفی در فاصله ای نه چندان دور از ابتدای شروع فعالیت های اکتشاف لرزه ای ابداع گردید. ولی این روش در محیط هایی که با بازتابنده های پر شیب یا تغییرات سرعت جانبی مواجه هستیم، قادر به استفاده از تمام داده های سهیم در بازتاب از یک نقطه نمی باشد. در این گونه موارد استفاده از روش CRS به دلیل بهره گیری از اطلاعاتی شامل شکل بازتابنده ها (از قبیل شیب و انحنای بازتابنده) می تواند به عنوان راه حل مشکل مذکور تلقی شود. در هنگامی که بجای در نظر گرفتن یک سطح بازتاب روی بازتابنده، یک نقطه روی آن درنظر گرفته شود، روش CRS به یک حالت خاص که همان روش CMP است، تبدیل می شود. در این صورت مزیت روش CRS نسبت به روش CMP با در نظر گرفتن یک سطح بازتاب به جای یک نقطه بازتاب با آشکار کردن رخ دادهای بازتابی بصورت دقیق تر مشخص می شود. سطح بازتاب در روش CRS با بازه (Aperture) همانند تعیین بازه در روش های کوچ مشخص می شود. به منظور حفظ اعتبار معادلات تئوری پرتو در این مناطق، تعیین شرایط تفسیر سازی این الزام را ایجاب می کند که در مناطق با ساختارهای پیچیده از بازه کوچک تر استفاده شود. با هر چه کوچکتر کردن این بازه در ساختارهای پیچیده، مزیت این روش کم رنگ تر خواهد شد. روش هایی برای تصویرسازی مناطق پیچیده مثل روش های RTM و Gaussian Beam Migration (GBM)و CDS ارائه شده اند که هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند که البته توسعه یا برطرف کردن آنها هدف اصلی در این تحقیق نمی باشد. در این تحقیق هدف اصلی بر طرف کردن مشکل مذکور (تصویرسازی در مناطق پیچیده) در روش CRS می باشد. این کار نه تنها در ایران انجام نشده بلکه در پردازش هایی که در سایر کشورها انجام شده نیز نتایج کار قابل اتکا نبوده اند. در مورد این تحقیق نیز علی رغم به دست آوردن نتایج بهتر ،ممکن است نتیجه ایده ال یا آن چیزی که مطلوب نظر است حاصل نشود. در این پایان نامه روش برانبارش CO (برگلر،2001) بر اساس مفاهیم گرفته شده از روش برانبارش CRS برای تصویر‌سازی دو بعدی معرفی می شود. این روش بروی داده‌های واقعی اعمال می شود و با روش برانبارش CRS مقایسه خواهد شد. روش برانبارش CO نیز نیازی به مدل سرعت ندارد وتنها سرعت لایه سطحی کفایت می‌کند. این روش مانند روش برانبارش CRSروشی مبتنی بر داده‌ها است و همچنین تمامی مراحل برانبارش بطور خودکار و با استفاده از آنالیز همدوسی انجام می‌شود. پنج پارامتر برانبارش در این روش توصیف کننده ی عملگر برانبارش CO است که مربوط به نشانگرهای جبهه‌ی موج هستند. در صورتی که لایه سطحی زیر خط لرز‌های در دسترس باشد، این نشانگرها قابل محاسبه می‌باشند. در این روش علاوه برا اینکه کیفیت رخدادهای بازتابی افزایش می‌یابد، نشانگرهای مهمی از جبهه ی موج بدست می‌آید.

فصل اول: مقدمه

مقدمه:

تقریبا تمامی شرکت‌های نفتی به تفسیرهای لرزه برای انتخاب سایت‌های برداشت نفت اعتماد می‌کنند. بنابراین توجه بیشتر به بهبود بخشیدن مقاطع لرزه‌ای امری اجتناب ناپذیر می‌نماید. روش‌های لرزه‌ای به منظور مطالعات آب‌های زیرزمینی، مهندسی شهری، تعیین سنگ بستر، سد‌سازی و راه‌سازی نیز بکار گرفته می‌شوند (شریف^[1]، 1995).

تکنیک اساسی در روش‌های لرزه‌ای شامل ایجاد موج لرزه‌ای و اندازه‌گیری زمان برگشت موج از بازتابنده‌های زیرسطحی توسط گیرنده‌های سطحی می‌باشد. گیرنده‌ها معمولا بر روی یک خط مستقیم به نام خط لرزه‌ای در نزدیکی چشمه لرزه‌ای قرار می‌گیرند. زمان‌سیر مو‌ج‌های بازتابی وابسته به خواص الاستیک لایه‌های زیرسطحی و همچنین موقعیت، جهت‌یابی و انحنای بازتابنده است. بنابراین می‌توان با استفاده از زمان رسید‌های موج‌های بازتابی اطلاعات مفیدی از لایه‌های زیرسطحی بدست آورد.

عموما پیش از اینکه داده‌ها تفسیر شوند، یکسری فرآیند پردازشی باید بر روی داده‌های برداشت شده اعمال شود. باتوجه به ایلماز^[2] (1987) یکسری فرایند‌های استاندارد به منظور آماده‌سازی داده‌های لرزه‌ای به منظور تفسیر لرزه‌ای وجود دارد. سه فرایند مهم پردازش واهمامیخت^[3]، برانبارش^[4] و کوچ^[5] اساس پردازش‌های معمول است. در این پایان‌نامه به مرحله‌ی برانبارش از فرآیند پردازش پرداخته می‌شود. مقطع برانبارش اولین تصویر زیرسطحی را در اختیار مفسر قرار می‌دهد و همچنین داده ورودی برای مرحله‌ی کوچ پس از برانبارش را بدست می‌دهد.

با جابجایی آرایه چشمه و گیرنده در امتداد خط لرزه‌ای دسته داده‌های دارای همپوشانی بدست می‌آید. این دسته داده‌ها، وابسته به موقعیت چشمه گیرنده در روی خط لرزه‌ای است. در نتیجه زمان رسید‌ها نیز وابسته به موقعیت چشمه و گیرنده است. پس از پردازش، از داده‌های سه بعدی برای بدست آوردن تصاویر زیرسطحی دوبعدی استفاده می‌شود. برای پردازش، طبق معمول داده‌ها براساس نقطه‌ی میانی مشترک میان چشمه وگیرنده و نیم‌دورافت (نصف فاصله‌ی بین چشمه و گیرنده) ذخیره می شوند. در این صورت داده‌های دارای همپوشانی در فضای قرار می‌گیرند (مربوط به زمان رسید‌ها است) (برگلر، 2001 ).

متاسفانه دسته داده‌ها فقط شامل سیگنال‌ها (هر رخدادی که به منظورکسب اطلاعات زیرسطحی ثبت می‌شود‌) نمی‌باشند، بلکه نوفه‌ها نیز به همراه سیگنال‌ها ثبت می‌شوند. نوفه‌ها به دو دسته‌ی همدوس و ناهمدوس تقسیم می‌شوند. در بیشتر طرح‌های پردازشی فقط از بازتاب‌های اولیه استفاده می‌شود، بازتاب‌های چندگانه متعلق به نوفه‌های همدوس هستند. نوفه‌های ناهمدوس یا تصادفی قابل پیش‌بینی نیستند. یعنی نمی‌توان از یک روی ردلرزه اطلاعات سایر ردها را تشخیص داد. نوفه‌های تصادفی بر اثر لرزش هایی که بوسیله‌ی باد در گیرنده و یا بوسیله‌ی قدم زدن یک جانور در نزدیکی گیرنده ممکن است ایجاد شود (برگلر،2001).

هدف از برانبارش، بالا بردن کیفیت سیگنال‌ها و تضعیف نوفه‌ها بوسیله‌ی جمع بستن رخدادهای همبسته^[6] در دسته داده‌های دارای همپوشانی است. عملگر برانبارش دورافت صفر^[7]رخدادهای واقعی را در فضای در نزدیکی نقطه دورافت صفر تقریب می‌زند. این نقطه بطور فرضی و با فرض قرارگیری چشمه و گیرنده در یک نقطه در نظر گرفته می‌شود. نتیجه‌ی برانبارش در امتداد عملگر برانبارش ZO را می‌توان به نقطه‌ی دورافت صفر نسبت داد. با قرارگیری تمامی این نقاط برانبارش در کنار هم، مقطع برانبارش دورافت صفر حاصل می‌شود. روش برانبارش ZO به روش برانبارش نقطه‌ی میانی مشترک^[8](CMP) و فرایند برونراند نرمال^[9]/برونراند شیب^[10] (NMO/DMO) معروف شده است. در روش‌های معمول برای برانبارش نیاز به مدل سرعت دقیق می‌باشد. اشتباه در مدل سرعت باعث می‌شود که نتایج برانبارش قابل اتکا نبوده و تصویر‌سازی مطلوبی صورت نگیرد (بایکولوف، 2009 ). در سال‌های اخیر روش برانبارش جدیدی معرفی شده که کیفیت مقطع برانبارش را از نظر نسبت سیگنال به نوفه و همچنین پیوستگی بازتابها بهبود بخشیده است. یکی از این روش‌ها ، روش برانبارش سطح بازتاب مشترک^[11] (CRS) است. در این روش بر خلاف روش‌های معمول نیازی به تهیه مدل سرعت برای برانبارش نیست و فقط به سرعت لایه سطحی نیاز است. با این حال این روش در مواجه با شیب‌های متداخل با مشکل روبروست (من^[12]،2002). در چند سال اخیر سلیمانی (2009) با معرفی روش برانبارش سطح پراش مشترک^[13] (CDS) سعی در بر طرف کردن این نقیصه داشته است که تا حد مناسبی در این امر موفق بوده است. با این حال هر یک از این روش‌ها در اعماق بیشتر به دلیل تضعیف انرژی بازتاب‌ها قادر به تصویر‌سازی مناسبی نمی باشند. بالارستاقی (1391) با استفاده از تکنیک برانبارش CDS در دورافت محدود توانسته بر این مشکل فائق آید و بازتاب‌ها در اعماق پایین‌تر بخوبی در این روش تصویر‌سازی می‌شوند.

برانبارش دورافت مشترک^[14] (CO) مشابه برانبارش ZO است، با این تفاوت که برانبارش برای یک نقطه در گروه^[15]CO انجام می‌شود. در واقع عملگر برانبارش CO رخداد‌های بازتابی را در فضای در نزدیکی نقطه‌ای با دورافت ثابت تقریب می‌زند. با جمع بستن رخدادهای همبسته در امتداد عملگر برانبارش و اختصاص دادن این نقاط به نقاط انتخاب شده در گروه CO، مقطع برانبارش CO بدست می‌آید.

در این پایان‌نامه روش برانبارش CO (برگلر،2001) بر اساس مفاهیم گرفته شده از روش برانبارش CRS برای تصویر‌سازی دو‌بعدی معرفی می شود. این روش بر روی داده‌های واقعی اعمال می‌شود و با روش برانبارش CRS مقایسه خواهد شد. روش برانبارش CO نیز نیازی به مدل سرعت ندارد و تنها سرعت لایه سطحی کفایت می‌کند. این روش مانند روش برانبارش CRSروشی مبتنی بر داده‌ها است و همچنین تمامی مراحل برانبارش بطور خودکار و با استفاده از آنالیز همدوسی انجام می‌شود. پنج پارامتر برانبارش در این روش توصیف کننده‌ی عملگر برانبارش CO است، که مربوط به نشانگرهای جبهه‌ی موج هستند. در این روش علاوه برا اینکه کیفیت رخدادهای بازتابی افزایش می‌یابد، نشانگرهای مهمی از جبهه ی موج بدست می‌آیند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.