Исходные сейсмограммы обладают низким соотношением сигнал/шум из-за помех, связанных с работой судов

СЫСОЕВ А.П. , СЕЛЕЗНЕВ В.С. , СОЛОВЬЕВ В.М. , БРЫКСИН А.А. , ЛИСЕЙКИН А.В. 
ОАО «Сибнефтегеофизика», Россия, Геофизическая служба СО РАН, Россия

Геофизической службой СО РАН в течение последних лет отработан ряд сейсморазведочных профилей на акваториях рек Обь, Вах, Енисей, Лена и др. общей протяженностью более 2500 пог.км [Селезнев и др, 2004, 2006]. Совместно с ОАО «Сибнефтегеофизика» создана методика обработки данных речной сейсморазведки, основная специфика которых, в отличие от данных наземных работ, заключается в следующем.

Во-первых, в связи со сложной траекторией речного русла и невозможностью по техническим причинам точного совмещения линии приема и возбуждения, расположение срединных точек отражения на плоскости наблюдения представляет хаотичное множество со значительным отклонением от линии наблюдений.

Во-вторых, при погружении сейсмической косы на дно возможно смещение ее положения течением реки.

В-третьих, исходные сейсмограммы в ряде случаев обладают низким соотношением сигнал/шум из-за помех, связанных с работой судов, промышленных помех при прохождении участков крупных городов, волновых процессов в водном слое и импульсных помех от разрядов атмосферного электричества.

Все перечисленные особенности не позволяют применять стандартные процедуры обработки методом ОГТ данных речной сейсморазведки и в связи с этим, потребовалась их адаптация.

Процедура обработки речных сейсморазведочных данных на пути от получения исходных сейсмограмм до построения окончательного временного разреза состоит из следующих этапов:

описание системы наблюдений; уточнение координат пунктов приема; корректирующая фильтрация; коррекция статических и кинематических поправок; подавление помех и вычитание кратных волн; миграционные преобразования до суммирования; окончательное суммирование и обработка разреза.

Описание системы наблюдения выполняется с использованием интерактивной системы PreProc (разработка ОАО «Сибнефтегеофизика»). В данной системе осуществляется: описание расстановок, ввод топографических данных, интерактивный контроль системы наблюдения, задание траверсной линии, получение сейсмограмм в формате SEGY и SPS файлов. Контроль системы наблюдения выполняется путем автоматического расчета теоретического годографа первых вступлений (с учетом геометрии расстановки и априорных статических поправок) и наложением его на реальные сейсмограммы в процессе их просмотра на экране. В местах аномального несовпадения теоретического и реального годографов проводились дополнительный анализ всех исходных данных с целью обнаружения ошибок в описании положения пунктов геофизических наблюдений.

Выбор траверс линии проводится по области рассеивания средних точек. В интерактивном режиме задается траверс линия профиля, вдоль которой выполняется формирование сейсмограмм ОГТ по признаку принадлежности координат трасс площадкам (бинам) с характерными размерами порядка 25*500 м. Выбор столь большого поперечного размера бина обусловлен необходимостью сохранения в сейсмограммах ОГТ трасс, с большим отклонением от линии профиля в точках излома, а также сохранения в сейсмограммах ОГТ трасс с большими удалениями приемник-источник для эффективного подавления кратных волн. В итоге получаются сейсмограммы ОПВ в формате SEGY с заполненными заголовками и стандартные SPS-файлы с полным описанием системы наблюдения. Этот материал записывается для хранения и использования в обработке.

В полевых условиях технологически сложно точно оценить смещения координат донных сейсмоприемников. Коррекция координат выполняется в приложении SDITR комплекса GeovecteurPlus по первым вступлениям преломленных волн. Методика уточнения положения пунктов приема основана на определении расстояния из времени пробега волны. Она широко применяется в морской сейсмике и в сейсмологии при определении эпицентров землетрясений. При использовании прямой волны, скорость которой в водном слое известна и практически постоянна, этот метод дает очень высокую точность. Однако, при небольших глубинах, прямая волна выходит в первые вступления только на ближних удалениях. Использование данной методики для преломленной волны возможно при следующих допущениях о модели среды: на участке, в пределах используемых удалений, преломляющая граница горизонтальна и скорость вдоль границы постоянна.

Кроме того, при анализе результатов принимаются следующие правила: расстояние между приемниками внутри расстановки не может превышать заданного шага между каналами; более вероятно смещение всей расстановки или ее части по курсу судна за счет инерционного движения косы.

Начальный этап обработки сейсмограмм, в ходе которого осуществляется подготовка данных для последующей работы, состоит из комбинации следующих процедур:

присвоение уточненной геометрии, биннинг; коррекция амплитуд за затухание; поверхностно-согласованная минимально-фазовая деконволюция; полосовая фильтрация (6-110 Гц); поверхностно-согласованная нормировка амплитуд; ослабление высокоамплитудных помех. Перед дальнейшей обработкой выполняется присвоение геометрии с учетом уточненных положений пунктов приема и определяется новое положение траверс линии. Коррекция амплитуд за затухание как правило выполняется по закону геометрического расхождения с подбором масштабирующего коэффициента.

Основной процедурой этапа начальной обработки является деконволюция, учитывающая неидентичность поверхностных условий. В используемом алгоритме каждая трасса выражается в виде комбинации фильтра, общего для всех трасс и фильтров, которые характеризуют источник и приемник. Для выравнивания амплитуд с учетом поверхностных условий выполняется программная поверхностно-согласованная нормировка. Для подавления высокоамплитудных помех применяется программа REDSP, предназначенная для частотно-зависимого редактирования сейсмических данных.

Коррекция статических и кинематических поправок выполняется с помощью программы FAKOR3D, в которой реализован метод расчета корректирующих статических поправок в рамках 3-х факторной модели. В процессе разделения факторов выполняется гармонизация потрассных сдвигов, что существенно снижает вероятность «перехода с фазы на фазу». Программа позволяет за один просчет выполнять заданное число циклов коррекции статических и кинематических поправок. Для каждого цикла задаются параметры работы программы: режимы корреляции, максимальные сдвиги, режимы коррекции кинематики (внутри окна или во всем временном интервале).

Этап подавления помех на сейсмограммах, включает в себя следующие процедуры: подавление нерегулярных помех по сейсмограммам ОПВ; подавление среднескоростных помех по сейсмограммам ОПП; вычитание кратных волн; коррекция остаточных кинематических поправок.

Миграционные преобразования до суммирования проводятся с целью учета сейсмического сноса и повышения пространственной разрешенности.

Для этого выполняется следующая последовательность процедур: подавление нерегулярных помех по сейсмограммам ОГТ; коррекция скорости за наклон границы (DMO-преобразование); коррекция остаточных кинематических поправок; коррекция переменных по времени остаточных фазовых сдвигов; подавление нерегулярных помех по разрезам равных удалений; миграция сейсмограмм в FX-области.

Задача, решаемая на этапе окончательного суммирования и обработки разреза – повышение пространственной и временной разрешенности. Для этого выполняется следующая последовательность процедур: окончательное суммирование с коррекцией остаточных фазовых сдвигов; ноль-фазовая деконволюция; подавление случайных помех в частотно пространственной области; гармонизация амплитудного спектра; зависимая от угла наклона медианная фильтрация; окончательная потрассная нормировка; полосовая фильтрация.

Литература
Селезнев В.С., Соловьев В.М., Сысоев А.П., Бабушкин С.М., Еманов А.Ф., Брыксин А.А. Сейсмические исследования на акваториях: проблемы, результаты, перспективы. Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа: Материалы седьмой научно-практической конф. Том 1, Ханты-Мансийск, Издательский дом «ИздатНаукаСервис», 2004, с.204-212.
Селезнев В.С., Соловьев В.М., Сысоев А.П., Бабушкин С.М., Брыксин А.А. Детальные сейсмические исследования на акваториях и в транзитных (вода-суше) зонах. Пути повышения эффективности геолого-разведочных работ на нефть и газ в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия): Материалы всероссийской конференции, СНИИГГиМС, Новосибирск, 2006, с.212-215.

Нефть и газ арктического шельфа-2008: материалы конференции