Определение временного сдвига между сейсмическими трассами на основе анализа их фазочастотных характеристик

Abstract

Актуальность работы. Процедуры определения временного сдвига, получившие широкое распространение на практике, не всегда гарантируют правильность определения статических поправок. Возникающие при этом ошибки приводят к искажению кинематических параметров отраженных волн, что отрицательно сказывается на всех дальнейших построениях. Поэтому разработка эффективного метода определения временных сдвигов является актуальной проблемой, с успешным решением которой связываются перспективы повышения достоверности построения структур, подготавливаемых для разведки на нефть и газ. Цель исследования: разработать и исследовать надежность алгоритма определения временных сдвигов между сейсмическими трассами на основе оптимальной и субъоптимальной обработки фазочастотных характеристик отраженных волн, регистрируемых при поиске нефтяных и газовых месторождений. Методы исследования: статистический синтез и анализ оптимальных решающих правил, цифровая обработка сигналов, методы дискретного преобразования Фурье, математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Результаты. Показана возможность извлечения полезной информации из фазочастотных характеристик сейсмических сигналов для получения эффективных оценок временных сдвигов между трассами. На основе теории статистических решений построен оптимальный алгоритм определения временных сдвигов по мгновенным взаимным фазовым спектрам. Для практической реализации алгоритма предложен переход от оптимальной к субоптимальной обработке компонент мгновенного взаимного фазового спектра путем равновесного суммирования. Показано, что равновесная обработка приводит к уменьшению суммарного отношения сигнал/шум для практически используемой полосы частот почти вдвое. Однако даже такие потери позволяют получать достаточно надежные оценки временных сдвигов при наличии интенсивных нерегулярных помех и симметричных распределениях временных сдвигов с большой дисперсией.

The relevance of the study. The procedures for determining temporary shift, which are widely spread in practice, do not always guarantee the accuracy in defining static corrections. The arising errors lead to a distortion of kinematic parameters of the reflected waves. This affects adversely all subsequent constructions. Therefore, development of the effective method for determining the temporary shift is the relevant issue. The prospects of increasing the reliability of designing the structures, prepared for oil and gas exploration, are related to the successful solution of the problem. The aim of the study is to develop and explore the reliability of the algorithm for determining the temporary shifts between seismic traces based on the optimal and suboptimal processing of phase-frequency characteristics of the reflected waves recorded when searching for oil and gas fields. The methods used in the study: statistical synthesis and analysis of optimal decision rules, digital signal processing, methods of discrete Fourier transform, mathematical modeling and computer experiment. The results. The authors showed the possibility of extracting useful information from the phase-frequency characteristics of seismic signals for obtaining the effective estimates of temporary shifts between traces. Based on the theory of statistical solutions the optimal algorithm for determining the temporary shifts by the instantaneous mutual phase spectra was built. For practical implementation of the algorithm, the authors proposed a transition from optimal to suboptimal processing of the components of the instantaneous mutual phase spectra by summing the equilibrium. It is shown that the equilibrium processing leads to almost twice reduction of the total signal/noise ratio for practically used strip of frequency. Even such losses allowed obtaining rather reliable estimates of temporary shifts at the intense irregular interference and symmetric distributions of temporary shifts with large dispersion.