بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل سرعت1 امواج لرزه ای همواره از مسائل مهم و مورد بحث در فرآیند پردازش داده های لرزهای بوده اند. تحلیل سرعت به طور معمول بر روی یک گروه نقطه میانی مشترک و با استفاده از روش شباهت پیاده سازی می شود. در واقع تحلیل سرعت شامل جستجو برای مقادیر شباهت، به ازای سرعت ها و زمان هایی که در یک بازه دلخواه قرار دارند، می باشد. چنین جستجویی که طیف سرعت نامیده می شود فقط بر روی یک گروه نقطه میانی مشترک پیاده سازی می شود.
عملگر برانبارش سطح پراش مشترک که بسط داده شده عملگر نقطه میانی مشترک است چندین گروه نقطه میانی مشترک را بجای یک گروه در نظر می گیرد. در این مقاله با استفاده از روش سطح پراش مشترک مبتنی بر مدل، پارامترهای مورد نیاز این عملگر با استفاده از تکنیک دنبال کردن پرتو به صورت جنبشی و به صورت دینامیکی بر روی مدل های سرعت ثابت بدست آورده می شوند.
همچنین نشانگرهای دیگر نظیر زاویه خروج موج و شباهت در امتداد سطح پراش مشترک تعیین می شوند. از این طریق می توان سرعت مطلوب را برای هر نمونه از مقطع دور افت صفر تعیین کرد.روش پیشنهادی برروی یک داده مصنوعی پیاده سازی شده است و نتایج بدست آمده با روش های معمول پیشن مقایسه شده و از این طریق توانایی های روش پیشنهادی در تعیین سرعت بازتابندهای زیر سطی حتی با وجود تعداد کم لرزه نگاشت های موجود در یک گروه نقطه میانی مشترک آشکار گردیده است.
مقدمه
در روش های معمول، آنالیز سرعت برانبارش فقط بر روی یک نقطه میانی مشترک پیاده سازی می شود و تنها پارامتر مورد جستجو سرعت برانبارش می باشد. در مقابل روش برانبارش سطح بازتاب مشترک تعدادی از گروههای نقطه میانی مشترک که مجاور یکدیگر می باشند را به منظور آنالیز سرعت برانبارش در نظر میگیرد. در واقع در روش برانبارش سطح بازتاب مشترک فرض بر آن است که حوادث لرزه ای بجای یک نقطه بازتابنده در ارتباط با یک سطح بازتابنده زیر سطحی می باشند.
رابطه بین روش آنالیز سرعت برانبارش و روش سطح بازتاب مشترک، به وسیله هرتوک و همکارانش در سال 2007 تشریح گردیده است .این روش برای شیبه سازی هر نمونه از مقطع دور افت صفر فقط یک عملگر برانبارش که دارای بیشترین همدوسی با حوادث لرزه ای است را به منظور برانبارش در نظر می گیرد . در صورتی که در یک نمونه از مقطع دور افت صفر فقط یک حادثه لرزه ای شرکت داشته باشد، در نظر گرفتن یک عملگر برانبارش کفایت می کند. اما در حضور یک بازتابنده غیر مسطح و یا یک نقطه پراش در عمق ممکن است دو یا چند حادثه لرزه ای در هم و یا با هم در یک نمونه از مقطع دور افت صفر شرکت نمایند.
در چنین حالتی در نظر گرفتن فقط یک عملگر برانبارش برای هر نمونه از مقطع دور افت صفر به منظور شبیه سازی این مقطع که شامل تمامی حوادث لرزه ای، بازتابنده ها و منحنی های پراش باشد دیگر کافی نیست. برای در نظر گرفتن چنین تداخل شیب هایی، پیشنهاد شد تا به جای یک عملگر، تعداد محدودی عملگر به منظور برانبارش برای یک نمونه از مقطع دور افت صفر در نظر گرفته شود 7]،6،.[2 به این ترتیب تا حدودی مشکل تداخل شیب در مقاطع برانبارش شده مرتفع گردید. اما مشکل بزرگ روش پیشنهاد شده در نداشتن یک معیار برای مشخص کردن نقاطی که دارای تداخل شیب می باشند و همچنین تعیین تعداد حوادث لرزه ای که در یک نمونه از مقطع دور افت صفر شرکت داشته اند، می باشد.
برای بدست آوردن مقطع برانبارش شده ای که شامل تمامی حوادث لرزه ای تداخل شده در یکدیگر باشد؛ سلیمانی وهمکارانش در سال 2009 با ترکیب مفهموم روش سطح برانبارش بازتاب مشترک و تصحیح برون راند شیب [8]، بجای در نظر گرفتن فقط یک عملگر و یا تعداد محدودی عملگر برانبارش، بازه پیوسته ای از شیب ها را به منظور برانبارش برای هر نمونه از مقطع دور افت صفر در نظر گرفتند .آن ها عملگر برانباش سطح بازتاب مشترک را به منظور آشکار سازی بیشتر هذلولی های پراش، تبدیل به عملگر برانبارش سطح پراش مشترک که در ارتباط با یک نقطه پراش عمقی می باشد، استفاده نمودند .
روش برانبارش سطح پراش مشترک به صورت موفقیت آمیزی بر روی داده های زمینی پیاده سازی شده است.[3] این روش که روش برانبارش سطح پراش مشترک مبتنی بر داده نامیده می شود، برای هر شیب، عملگر برانبارش بایستی با استفاده از آنالیز همدوسی به شکل مبتنی بر داده، در داده های قبل از برانبارش تعیین شود.که فرآیندی بسیار زمان بر می باشد. این زمان بر بودن، روش را تبدیل به یک روش آزمایشگاهی و پژوهشی کرده است تا یک روش که بتوان عملاً از آن در صنعت استفاده نمود به منظور کاربردی نمودن روش سطح پراش مشترک مبتنی بر داده، روش سطح پراش مشترک مبتنی بر مدل معرفی شده و بر روی داده مصنوعی سیگزبی تو اِی [15] و داده زمینی در کشور آلمان [14] به صورت بسیار موفقیت آمیز پیاده سازی گردیده است. همچنین این روش برروی یک داده واقعی زمینی در شمال شرق کشور پیاده سازی شد و برتری های آن نسبت به روش های پیشین آشکار سازی شد.
تحقیقات نشان داد که عملگر برانبارش روش سطح پراش مشترک مبتنی بر مدل، انطباق خوبی با حوادث لرزه ای دارد. از این رو می توان از این عملگر که حالت بسط داده شده عملگر برانبارش نقطه میانی مشترک است به منظور تعیین سرعت برانبارش با دقت بیشتری استفاده نمود.
روش برانبارش سطح پراش مشترک با توسعه روش برانبارش سطح بازتاب مشترک2معرفی شده است. این روش نسبت به روش برانبارش سطح بازتاب مشترک با توجه به تکیه بیشتر بر روی پراش ها بجای بازتاب ها، توانایی های بیشتری در آشکار سازی ناپیوستگی ها و گسل ها دارد. این روش در سال 2011 به صورت آکادمیک معرفی شده و بعد از روش برانبارش سطح بازتاب مشترک به تدریج به صورت یک روش در مقیاس تحقیقاتی- صنعتی در برخی از شرکتهای بزرگ نفتی در حال پیاده سازی است.
این روش در ایران فقط در یک مورد و در منطقه شمال شرق کشور پیاده سازی شده و با روش برانبارش سطح بازتاب مشترک و روش برانبارش سطح پراش مشترک مقایسه شده است. با این حال، هنوز به عنوان یک روش ضروری در روند پردازش صنعتی و تعیین جایگاه آن در صنعت مورد آزمون قرار نگرفته است. مقایسه نتایج این روش با روش های معرفی شده پیشین مانند روش برانبارش سطح بازتاب مشترک نشان از توانایی های این روش در پردازش داده های لرزه ای و انطباق مناسب عملگر برانبارش آن با حوادث لرزه ای دارد.
از طرف دیگر فرآیند آنالیز سرعت و به دست آوردن سرعت برانبارش - مدل سرعت - یکی از مراحل جدایی ناپذیر از مراحل پردازش داده های لرزه ای می باشد. این فرآیند تا کنون با استفاده از عملگر نقطه میانی مشترک و فقط بر روی یک نقطه میانی مشترک انجام می شده است. با توجه به این که عملگر روش برانبارش سطح بازتاب مشترک، عملگر بسط داده شده تری نسبت به عملگر نقطه میانی مشترک است؛ به نظر می رسد به منظور بهینه سازی فرآیند آنالیز سرعت، استفاده از این عملگر جدید و دقیق ضروری به نظر می رسد.
همچنین در برخی نقاط ممکن است به دلیل عدم دسترسی، تعدادی از لرزه نگاشت های موجود در یک نقطه میانی مشترک را از دست برود که این امر موجب کاهش دقت در تعیین میزان سرعت در نقطه میانی مشترک مربوطه می گردد. چنین مشکلی در روش پیشنهادی مرتفع خواهد شد به این دلیل که در عملگر برانبارش روش برانبارش سطح بازتاب مشترک از لرزه نگاشتهای مجاور یک عملگر نقطه میانی مشترک نیز به منظور تعیین سرعت استفاده می شود.
مراحل انجام آنالیز سرعت با استفاده از فرآیند روش پیشنهادی
مرحله اول: در نظر گرفتن یک مدل سرعت ثابت
مرحله دوم: در نظر گرفتن یک مکان - یک گروه نقطه میانی مشترک -
مرحله سوم: در نظر گرفتن زمان ابتدای برداشت یک رد - اولین نمونه برداشت شده یک رد لرزه -
مرحله چهارم: در نظر گرفتن ابتدای بازه زاویه های خروج موج3
مرحله پنجم: انجام تکنیک دنبال کردن پرتو4 و بدست آوردن پارامتر های عملگر برانبارش سطح بازتاب مشترک مبتنی بر مدل
مرحله ششم: افزایش زاویه خروج موج و رفتن به مرحله 5 یا رفتن به مرحله بعد در صورت رسیدن به انتهای بازه زاویه های خروج موج
مرحله هفتم: افزایش زمان و رفتن به مرحله 4 یا رفتن به مرحله بعد در صورت رسیدن به انتهای زمان برداشت یک ردلرزه
مرحله هشتم: در نظر گرفتن گروه نقطه میانی مشترک بعد و رفتن به مرحله 3 یا رفتن به مرحله بعد، در صورت رسیدن به انتهای گروه های نقطه میانی مشترک
مرحله نهم: در نظر گرفتن مدل سرعت ثابت بعدی و رفتن به مرحله 2 یا پایان فرآیند در صورت رسیدن به مدل سرعت پایانی در نظر گرفته شده.
به ازای هر مدل سرعت ثابت سه مقطع انحنای رخداد موج بازتابی یا شعاع انحنای موج عمود در نقطه ورود - مقدار عمق - ؛ زاویه خروج موج و همدوسی به دست آورده می شود. حال با انتخاب یک گروه نقطه میانی مشترک از مقاطع همدوسی بدست آمده می توان طیف سرعت گروه نقطه میانی مشترک دلخواه را تعیین نمود.
روش پیشنهادی بر روی یک خط از داده های لرزه ای دو بعدی که قبلا به روش نقطه میانی مشترک پردازش شده اند پیاده سازی شده است؛ تا امکان مقایسه سرعت های برانبارش بدست آمده امکان پذیر باشد.
در شکل 1 نحوه انتخاب طیف سرعت برای یک نقطه میانی مشترک دلخواه از روی مقاطع همدوسی را نشان می دهد.
شکل:1 نحوه بدست آوردن طیف سرعت از روی مقاطع همدوسی بدست آمده از روش سطح پراش مشترک مبتنی بر مدل آنالیز سرعت بر روی داده های مصنوعی تعیین نسبت سیگنال به نوفه در عمل سخت است، چون جداسازی سیگنال کار مشکلی می باشد. کیفیت داده های لرزه ای را می توان براساس کیفیت و چگونگی برانبارش نهایی ارزیابی نمود. بنابراین، بازبینی دیداری برانبارش نهایی، اساس قضاوت کیفیت یا نسبت سیگنال به نوفه داده های لرزه ای میباشد. علاوه بر این روابط دامنه و همبستگی عرضی یا جانبی رخدادهای لرزه ای، اساس قضاوت نسبت سیگنال به نوفه در برانبارش نهایی می باشد
هدف از برانبارش، بالا بردن کیفیت سیگنالها و تضعیف نوفهها بوسیلهی جمع بستن رخدادهای همبسته5 در دسته دادههای دارای همپوشانی است. عملگر برانبارش دورافت صفر 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 دورافت صفر6 را میتوان به نقطهی دورافت صفر نسبت داد. با قرارگیری تمامی این نقاط برانبارش در کنار هم، مقطع برانبارش دورافت صفر حاصل میشود.
مدل و داده های لرزه ای مصنوعی در این تحقیق با استفاده از نرم افزار منبع باز سایزمیک یونیکس7 ایجاد شده است. مدل مصنوعی ساخته شده در شکل 2 نشان داده شده است. این مدل شامل چهار لایه می باشد. طول پروفیل برداشت 20 کیلومتر انتخاب شده و عمق مدل مورد نظر شش کیلومتر است. مشخصات آرایش برداشت بر روی این مدل در جدول 1 آورده شده است.
جدول:1 متغیرهای به کار گرفته شده در برداشت لرزه ای مصنوعی
مدل سرعت به دست آمده با استفاده از کد های نوشته شده و دستورات لازم در نرم افزار سایزمیک یونیکس به دست میآید.
شکل :2 مدل سرعت مصنوعی ایجاد شده در نرم افزار سایزمیک یونیکس
