Xử lý số liệu địa chấn
Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Chơng Xử lý số liệu địa chấn Xử lý số liệu địa chấn trình áp dụng hệ thống thiết bị máy tính chơng trình phần mềm nhằm khai thác biến đổi thông tin nhận đợc từ băng địa chấn để có kết lát cắt, đồ địa chấn phản ánh đặc điểm môi trờng đối tợng cần nghiên cứu Quá trình xử lý số liệu bao gồm nhiệm vụ nh hiệu chỉnh bất đồng phần lát cắt (hiệu chỉnh tĩnh), hiệu chỉnh khoảng cách thu nổ (hiệu chỉnh động), lọc tín hiệu, cộng sóng điểm sâu chung, xác định tốc độ, hiệu chỉnh dịch chuyển địa chấn Quá trình xử lý số liệu địa chấn phải đạt đợc mục đích tăng tỷ số lợng tín hiệu so với nhiễu tăng độ phân giải thời gian Đây vấn đề phức tạp, đòi hỏi phát triển thiết bị xử lý hệ thống chơng trình phần mềm Để hình dung khối lợng tài liệu cần tính toán, giả sử tín hiệu địa chấn đợc mã hoá thành từ gồm 18 bit, bớc rời rạc hoá 2ms, khối lợng thông tin chứa băng địa chấn có 48 mạch dài 6sec 6ì18ì500ì48 = 2,5.106 bit Khối lợng phép tính số học logic cần phải thực xử lý theo tổ hợp chơng trình mức độ phức tạp trung bình 103 - 104 phép tính cho từ địa chấn Nh để xử lý băng địa chấn cần thực khoảng 108-109 phép tính Để nghiên cứu 1km tuyến địa chấn phải dùng đến 10-20 băng địa chấn, số lợng tính toán cần sử dụng để xử lý số liệu địa chấn lớn Trên sở nh vậy, trung tâm xử lý cần có loại máy tính tốc độ nhanh (>104 - 105 phép tính/sec), tổ hợp thiết bị (thiết bị vào ra, máy in, khối nhớ ngoài), có hệ thống chơng trình phần mềm phát triển, có sơ đồ xử lý tốt cán trình độ cao 4.1 Hệ thống thiết bị (phần cứng) Các trung tâm xử lý thờng gồm thiết bị nh máy tính điện tử, máy tính chuyên dụng, thiết bị vào Tất thiết bị tạo thành phần cứng trung tâm xử lý (hình 4.1) Hệ thống máy tính Công nghệ xử lý số liệu địa chấn đòi hỏi khối lợng tính toán lớn nên trung tâm xử lý phải dùng hệ thông máy tính lớn nh Cray, Vax, IBM SP2, NEC Các dàn siêu máy tính kết hợp nhiều CPU để xử lý song hành chu trình xử lý Để giải phóng máy tính điện tử khỏi tính toán cồng kềnh, ngời ta trang bị thiết bị tính chuyên 55 Mai Thanh Tân dụng để thực phép tính đơn giản với tốc độ cao nh máy tính tích chập, tính hàm tơng quan, tính phổ nhanh Các thiết bị ngoại vi "vào - ra" Các thiết bị "vào- ra" cho phép chuyển thông tin chứa băng địa chấn vào máy tính chuyển kết xử lý từ máy tính Hình 4.1 Hệ thống phần cứng xử lý số liệu địa chấn Thiết bị "vào" làm nhiệm vụ đọc số liệu từ băng địa chấn, biến đổi chúng khuôn phù hợp để gửi vào nhớ máy tính Nếu băng địa chấn có khuôn trùng với khuôn từ máy tính thiết bị vào làm nhiệm vụ đọc số liệu để gửi vào nhớ máy tính Để đa số liệu địa chấn băng từ tơng tự vào máy tính, cần sử dụng thiết bị "vào" đặc biệt Ngoài hệ thống đọc tín hiệu, thiết bị có dịch mã tơng tự - số tạo khuôn để biến số tín hiệu tơng tự xếp thông tin phù hợp với khuôn máy tính Thiết bị "ra" chuyên dụng cho phép đa kết xử lý in ảnh vẽ quan sát mắt thờng cách dễ dàng Các máy vẽ máy chụp hình địa chấn thờng gồm nhớ đệm, giải mã số - tơng tự, mạch đọc thiết bị vẽ hình Băng từ Băng từ phơng tiện lu giữ số liệu thông dụng tin cậy Băng từ đợc sử dụng để ghi số liệu thực địa, lu giữ kết xử lý để vào số liệu xử lý trung gian Có nhiều loại băng từ dợc sử dụng công nghệ xử lý Băng đờng từ đợc sử dụng rộng rãi từ năm đầu 90 trở trớc, băng chứa đợc tối đa 100Mb, mật độ ghi gồm 800, 1600, 3200 6250bpi Các loại băng từ 3480, 3490 gần loại băng từ 3590 DLT đợc sử dụng rộng rãi dung lợng lớn tốc độ đọc- ghi nhanh Đĩa từ Đĩa từ có tốc độ truy cập nhanh gấp nhiều lần so với loại băng từ Tuy nhiên chúng có dung lợng hạn chế Công nghệ đĩa từ phát triễn nhanh chóng, góp phần thúc đẩy phát triễn công nghệ xử lý W S01 W S02 W S03 H ub S erv er P lo tte r D L T ta p e 56 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí 4.2 Hệ thống chơng trình (phần mềm) giai đoạn xử lý Hệ thống chơng trình xử lý tập hợp chơng trình xử lý chơng trình Xu chung trung tâm xử lý sử dụng phần mềm xử lý thông dụng viết bổ sung thêm chơng trình đặc biệt Quá trình xử lý số liệu đợc phân thành giai đoạn tiền xử lý xử lý Giai đoạn tiền xử lý: giai đoạn chuẩn bị số liệu cho trình xử lý, đa băng địa chấn thực địa vào băng từ máy tính Kết thúc giai đoạn toàn số liệu cần xử lý đợc xếp nhớ theo thứ tự cần thiết để tiến hành trình xử lý Quá trình tiền xử lý thờng đợc tiến hành thiết bị chuyên dụng không liên quan với máy xử lý trung tâm Giai đoạn xử lý Để xử lý tài liệu địa chấn phản xạ, cần phải sử dụng nhiều chơng trình khác nhằm thực chức nh lọc loại nhiễu, tiến hành hiệu chỉnh nh hiệu chỉnh tĩnh (hiệu chỉnh mức độ uốn lợn tuyến, thay đổi đới tốc độ nhỏ, chiều sâu nguồn, chiều sâu độ cao đặt máy thu), hiệu chỉnh động (hiệu chỉnh thay đổi khoảng cách thu - nổ, hiệu chỉnh dịch chuyển địa chấn (đa điểm phản xạ sóng vị trí thực nó) Quá trình xử lý bảo đảm cho lát cắt địa chấn phù hợp với đặc điểm lát cắt địa chất Các chơng trình tham gia vào trình xử lý đợc xếp theo trình tự định đợc gọi chuỗi xử lý (qui trình xử lý) - Chuỗi xử lý chuẩn: Là chuỗi xử lý đợc sử dụng để xử lý tất tài liệu thuộc vùng nghiên cứu nhằm giải nhiệm vụ địa chất đặt mức độ bình thờng với đặc điểm địa chấn - địa chất có mức độ phức tạp trung bình Trong chuỗi xử lý chuẩn thờng nghiên cứu đặc trng động học trờng sóng phản xạ để thu đợc lát cắt thời gian (hoặc lát cắt chiều sâu) - Chuỗi xử lý đặc biệt: Chuỗi xử lý đợc sử dụng để xử lý có chọn lọc tài liệu tuyến đoạn tuyến quan trọng nhằm xác hoá khai thác thêm thông tin địa chấn - địa chất phần quan trọng phức tạp đối tợng địa chất Trong chuỗi xử lý đặc biệt thờng sử dụng thuật toán chơng trình phức tạp nhằm khai thác thêm thông tin đặc trng động lực trờng sóng nh hình dạng, biên độ, phổ tần số 4.3 phép biến đổi xử lý số liệu địa chấn Xử lý số liệu địa chấn thực chất trình biến đổi tín hiệu, nhằm biến đổi tập hợp số liệu phức tạp từ băng địa chấn (bao gồm tín hiệu có 57 Mai Thanh Tân ích nhiễu) để có kết thể lát cắt địa chấn chứa tín hiệu có ích loại bỏ loại nhiễu Cơ sở trình biến đổi coi trình phức tạp tổng trình có dạng đơn giản nh dạng sin điều hoà dạng hàm vuông góc Để biến đổi hàm phức tạp thành hàm khác theo ý muốn, cần phân tích hàm thành tổng hàm đơn giản sử dụng phép biến đổi thích hợp để biến đổi hàm đơn giản đó, kết có hàm mong muốn Hiện thăm dò địa chấn sử dụng phép biến đổi tín hiệu khác nh phép tích chập, biến đổi Fourier, biến đổi Z a Phép tích chập (convolution) Phép tích chập thực trình biến đổi tín hiệu coi hàm phức tạp tổng thành phần có dạng hàm vuông góc Giả sử gọi hàm cần biến đổi lối vào x(t), hàm đợc biến đổi theo mong muốn lối y(t), đặc trng trình biến đổi g(t), tính toán cho thấy: + y (t ) = x( ) g (t ).d Tích phân đợc gọi tích chập x(t) với hàm g(t) đợc ký hiệu: y(t) = x(t) g(t) Đây thuật toán đợc sử dụng rộng rãi xử lý số liệu địa chấn Trên hình 4.2 nêu thí dụ minh hoạ có dạng hàm x(t), cần biến đổi chúng để trở thành hàm y(t) theo ý muốn Muốn cần tích chập hàm x(t) với hàm đặc trng đợc thiết kế g(t) Kết đạt đợc hàm y(t) gần giống với hàm y(t) mong muốn y(t ) x(t) g(t) y(t) Hình 4.2 Thí dụ minh hoạ trình tích chập b Phép biến đổi Fourier Phép biến đổi Fourier thực trình biến đổi tín hiệu coi hàm phức tạp tổng hàm sin điều hoà có tần số khác từ thấp đến cao Trên hình 4.3 minh hoạ hàm phức tạp hàm điều hoà thành 58 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí phần có tần số khác Các kết nghiên cứu hàm biến đổi miền thời gian chẳng hạn nh mạch địa chấn có dạng f(t) biểu diễn qua miền tần số dới dạng F() Nh biết dạng hàm f(t) xác định phổ tần số F() ngợc lại Điều cho thấy sử dụng phép biến đổi để làm thay đổi thành phần phổ miền tần số biến đổi hàm tơng ứng miền thời gian để trở thành hàm khác theo ý muốn Mối quan hệ hàm f(t) phổ tần số F() đợc xác định công thức biến đổi Fourier : f (t) = F( j)e jtd F( j) = f ( t )e j t dt Từ mối quan hệ này, kết nghiên cứu chứng minh đợc bề rộng xung theo thời gian bề rộng phổ tần số ngợc nhau, có nghĩa xung kéo dài bề rộng phổ tần số thu hẹp ngợc lại Trên hình 4.4 nêu số thí dụ mối quan hệ hàm thời gian phổ tần số Điều cần đợc lu ý xét lọc tín hiệu Ngoài biến đổi Fourier tính chập, xử lý địa chấn sử dụng phép biến đổi Z Các kết nghiên cứu cho thấy phép biến đổi Fourier dạng đặc biệt phép biến đổi Z với Z = e -jt Hình 4.3 Hàm phức tạp hàm thành phần có dạng sin điều hoà thời gian tần số Hình 4.4 Một số thí dụ quan hệ hàm theo thời gian phổ tần số 59 Mai Thanh Tân 4.4 lọc sóng địa chấn Trong thăm dò địa chấn, thông tin thu nhận đợc sóng có ích mà bao gồm loại nhiễu khác Để nâng cao chất lợng tài liệu cần phải tách biệt tăng cờng sóng có ích đồng thời loại trừ loại nhiễu Nói cách khác phải tăng độ phân giải biên độ (tăng biên độ sóng có ích so với nhiễu) tăng độ phân giải thời gian (tách biệt rõ sóng có ích lát cắt thời gian) Để giải nhiệm vụ cần tiến hành trình lọc sóng với lọc mạch lọc nhiều mạch Lọc mạch dựa vào khác biệt tần số loại sóng khác đến điểm thu, sở để thiết kế lọc sử dụng biến đổi Fourier Lọc nhiều mạch dựa vào khác hớng sóng đến máy thu thể qua tốc độ biểu kiến, sở lọc nhiều mạch cộng sóng theo quy luật khác Quá trình lọc sóng tiến hành trình thu nổ xử lý số liệu Trong trình thu nổ sử dụng lọc mạch nh lọc tần số cao, lọc tần thấp, lọc dải tần số hệ giao thoa nh ghép nhóm nguồn nổ, ghép nhóm máy thu, hỗn hợp sóng Trong trình xử lý số liệu sử dụng lọc mạch nh lọc phát hiện, lọc phục hồi, lọc nén lọc nhiều mạch nh cộng ĐSC, dịch chuyển địa chấn 4.4.1 Lọc sóng mạch Các lọc mạch đợc thiết kế để hạn chế nhiễu mạch địa chấn dựa vào khác tần số tín hiệu nhiễu Trong trờng hợp tín hiệu có ích nhiễu có dải tần số khác biệt tách rời cần sử dụng lọc tần số nh lọc tần cao, lọc tần thấp, lọc dải Các lọc cho phép tăng cờng sóng có ích nằm dải tần số định hạn chế nhiễu có tần số nằm dải Tuy nhiên, phổ sóng có ích nhiễu không tách biệt cách rõ ràng lọc làm méo tín hiệu hiệu lọc bị hạn chế Để bảo toàn sóng có ích hạn chế tối đa phông nhiễu cần sử dụng lọc tối u bảo đảm cho sóng địa chấn sau lọc sai khác so với tín hiệu có ích mong muốn Cơ sở để thiết kế lọc tối u dựa vào phơng trình Wiener bảo đảm tín hiệu đợc lọc tín hiệu có ích mong muốn có sai số bình phơng trung bình nhỏ Bộ lọc đợc gọi lọc Wiener Trong trình lọc, để tăng biên độ sóng có ích cần nén thành phần phổ nhiễu, muốn phải thu hẹp dải phổ sóng có ích để tách biệt với phổ nhiễu Tuy nhiên việc giảm bề rộng phổ tín hiệu dẫn tới tăng chiều dài xung, điều làm giảm độ phân giải 60 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí thời gian Nh vậy, khả phân giải biên độ phân giải thời gian có đòi hỏi ngợc cần phải tìm giải pháp thoả đáng Trong điều kiện cụ thể, tuỳ vào tơng quan biên độ tín hiệu có ích nhiễu mà sử dụng tiêu chuẩn tối u khác - Trờng hợp tín hiệu yếu so với nhiễu cần tập trung tăng độ phân giải biên độ để phát tín hiệu có ích giảm độ phân giải thời gian Khi tiêu chuẩn tối u lọc phải đạt giá trị cực đại tỉ số cờng độ tín hiệu so với nhiễu Bộ lọc đợc xây dựng sở tiêu chuẩn tối u gọi lọc phát tối u - Trờng hợp tín hiệu mạnh nhiễu cần u tiên tăng độ phân giải thời gian giảm khả phân giải biên độ Tiêu chuẩn đặt sau lọc bề rộng xung hẹp Bộ lọc đợc gọi lọc nén xung Bộ lọc tăng khả phân giải thời gian gọi lọc ngợc đặc trng tần số chúng gần nh ngợc với phổ tín hiệu Thí dụ so sánh lát cắt địa chấn trớc sau sử dụng lọc ngợc đợc minh hoạ hình 4.5 Đối với số loại nhiễu nh sóng nổ lặp, sóng vệ tinh, sóng lặp từ đáy biển thờng xuất sóng có ích làm cho dạng xung kéo dài Từ dạng tín hiệu biết dự báo dạng nhiễu xuất triệt tiêu chúng lọc ngợc tiên đoán a b Hình 4.5 So sánh lát cắt địa chấn trớc (a) sau (b) sử dụng lọc ngợc Đặc điểm thay đổi phức tạp môi trờng địa chất không ổn định điều kiện thu nổ làm cho hình dạng xung dao động địa chấn liên hệ với sóng định dọc tuyến quan sát không đồng Điều làm cho việc theo dõi chúng phức tạp giảm hiệu cộng sóng Để tạo mạch địa chấn có dạng xung đồng đều, cần dùng lọc chỉnh dạng Bộ lọc đợc xây dựng theo tiêu chuẩn xung địa chấn sau lọc có hình dạng gần giống so với xung chuẩn Các lọc 61 Mai Thanh Tân đợc xây dựng để đạt đợc xung địa chấn lối theo tiêu chẩn mong muốn nên đợc gọi lọc tối u 4.4.2 Lọc nhiều mạch Lọc sóng nhiều mạch hệ thống cộng sóng, cho phép cộng dao động sóng đến điểm quan sát tuyến với hớng sóng đến khác nhằm tăng cờng sóng có ích so với nhiễu Lọc sóng nhiều mạch thực công tác thực địa (ghép nhóm máy thu, hỗn hợp sóng, thu sóng chỉnh hớng ) trình xử lý số liệu (cộng sóng điểm sâu chung, dịch chuyển địa chấn ) Các sóng có ích nhiễu có tốc độ khác nên hớng sóng đến máy thu khác Nếu xác định đợc quy luật tốc độ sóng có ích cộng sóng theo quy luật tốc độ cho phép tăng tỷ số biên độ sóng có ích so với loại nhiễu khác (có quy luật tốc độ khác với sóng có ích) Mặt khác cộng sóng nhiều mạch cho phép tăng hiệu ứng thống kê để hạn chế loại nhiễu ngẫu nhiên 4.5 Hiệu chỉnh tĩnh Trong trình thăm dò địa chấn, điều kiện thu phát sóng mặt (độ sâu phát sóng, địa hình đặt máy thu, bề dày tốc độ lớp phủ bở rời sát mặt đất ) thờng không đồng nên ảnh hởng xấu đến chất lợng tài liệu Để giải vấn đề cần hiệu chỉnh để đa điểm nổ điểm thu mức chuẩn Lợng hiệu chỉnh nh sóng xuất thời gian khác nên gọi "hiệu chỉnh tĩnh Loại hiệu chỉnh cần đợc quan tâm khảo sát vùng có địa hình phức tạp đất liền, Khi đo địa chấn biển, cần hiệu chỉnh C chiều sâu đặt nguồn phát chiều hth V1 sâu cáp thu ht O Trên hình 4.6 mô tả hình ảnh h hiệu chỉnh tĩnh khảo sát O đất liền Giả sử phát sóng điểm V2 O thu sóng C Lớp đất đá bở rời gần mặt đất (lớp đợc gọi R lớp tốc độ nhỏ) có tốc độ truyền mặt đất, đáy đới tốc độ nhỏ, sóng v1, nhỏ so với lớp đá Hình 4.6 Hiệu chỉnh tĩnh đất liền phía dới có tốc độ v2 Cần hiệu 62 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí chỉnh để đa điểm nổ thu mức chuẩn Gọi tn tt lợng hiệu chỉnh thời gian điểm nổ điểm thu Giá trị hiệu chỉnh tĩnh đợc tính là: t = tn + tt Vì điểm nổ nằm dới đáy lớp tốc độ nhỏ nên cần hiệu chỉnh điểm nổ: tn = hn v2 n Trong hn khoảng cách từ điểm nổ đến mặt mức, v2n tốc độ điểm nổ Hiệu chỉnh điểm thu đợc tính theo công thức: h ht tt = t + v1t v2 t Trong đó: ht bề dày lớp tốc độ nhỏ điểm thu, ht khoảng cách từ đáy lớp tốc độ nhỏ đến mặt mức, v1t v2t tốc độ truyền sóng lớp tốc độ nhỏ lớp đất đá phía dới điểm thu Để tính hiệu chỉnh tĩnh, địa hình tuyến khảo sát cần biết đặc điểm truyền sóng môi trờng sát mặt đất Với mục đích cần khảo sát lớp tốc độ nhỏ phơng pháp vi địa chấn giếng khoan Trong đó, chiều dày tốc độ truyền sóng lớp tốc độ nhỏ đợc xác định dựa vào kết đo thời gian truyền sóng dọc thành giếng khoan Các dao động sóng đợc tạo cách nổ kíp mìn dọc thành giếng khoan với khoảng cách điểm nổ khoảng - 2m Dao động sóng đợc thu nhận - máy thu đặt mặt đất, cách miệng giếng khoan từ vài mét đến vài chục mét Các tham số trạm địa chấn đợc điều chỉnh để ghi rõ sóng xuất điểm đặt máy thu Phơng pháp vi địa chấn giếng khoan cho phép nghiên cứu lớp tốc độ nhỏ cách tin cậy Tuy nhiên phơng pháp ĐSC sử dụng số liệu đo thời gian truyền sóng từ điểm nổ tới miệng giếng khoan gọi thời gian thẳng đứng Thời gian thẳng đứng đợc ghi nhận nhờ máy thu thẳng đứng cắm miệng giếng khoan nổ Tín hiệu từ máy thu đợc ghi mạch thẳng đứng băng địa chấn Dựa vào thời gian thẳng đứng xác định đợc, tính hiệu chỉnh tĩnh theo công thức: 63 Mai Thanh Tân t = ttd ht hn v2t v2 n ttd thời gian thẳng đứng xác định điểm thu, ht khoảng cách từ đáy giếng khoan nổ đặt điểm thu đến mặt mức, hn khoảng cách từ đáy giếng khoan nổ đến mặt mức Vì địa hình tuyến khảo sát, chiều sâu nổ mìn, thời gian thẳng đứng, tốc độ cha xác định đợc cách tỉ mỉ, nên hiệu chỉnh sơ cha thật xác Để khắc phục tình trạng trên, sau hiệu chỉnh tĩnh sơ cần tinh chỉnh hiệu chỉnh tĩnh Qúa trình tinh chỉnh hiệu chỉnh tĩnh đợc tiến hành máy tính chơng trình khác đợc thực theo nguyên tắc quay vòng nhiều lần nhằm nâng cao độ xác trình tinh chỉnh Để xác định sai số phép hiệu chỉnh sơ bộ, cần thống kê thông tin băng địa chấn thu nhận đợc dọc tuyến quan sát a b Hình 4.7 So sánh lát cắt địa chấn trớc(a) sau hiệu chỉnh tĩnh(b) Trên hình 4.7 nêu thí dụ so sánh lát cắt địa chấn trớc sau hiệu chỉnh tĩnh, rõ ràng mặt ranh giới lát cắt địa chấn sau hiệu chỉnh tĩnh đợc thể rõ ràng 4.6 Hiệu chỉnh động phân tích tốc độ 4.6.1 Hiệu chỉnh động Trong trình thu sóng, thời gian truyền sóng đến máy thu có khoảng cách tới nguồn nổ khác khác Máy thu đặt xa nguồn nổ quãng đờng truyền sóng lớn thời gian ghi nhận sóng tăng lên, điều đợc thể biểu đồ thời khoảng có dạng hypebol Nh có khác biệt thời gian truyền sóng t(x) máy thu đặt xa nguồn nổ khoảng x so với thời gian t0 sóng truyền theo tia pháp tuyến đến máy thu đặt trùng với điểm nổ Sự sai khác thời gian là: t = t(x) - t0 64 Mai Thanh Tân thuyết sóng tán xạ x Sau cộng mạch dọc theo đờng trùng với BĐTK y ( xD , z D ) = y x ( XD + x ) x x = x - xD hiệu chỉnh động Biên độ tổng y đợc đa lên điểm D lát cắt thời gian Đối với tập hợp điểm D khác mặt phẳng (x,z) ta thu đợc tranh phân bố yếu tố tán xạ dới dạng lát cắt độ sâu động lực Thực vậy, trờng hợp xảy ra, điểm D chọn trùng với điểm bất đồng thực môi trờng đờng cong trùng với BĐTK sóng tán xạ biên độ tổng cộng y có cờng độ lớn Nếu điểm D tâm tán xạ dọc theo đờng cong theo qui luật ngẫu nhiên hy vọng y Phơng pháp biến đổi D đòi hỏi khối lợng tính toán lớn phải thực MTĐT Khi lát cắt sâu tơng tự lát cắt thời gian động lực từ mạch tổng thẳng đứng với xD = const Việc cộng sóng biến đổi D tơng tự phơng pháp điểm sâu chung, khác hiệu chỉnh động tơng ứng với sóng tán xạ Khi xử lý tài liệu, Phơng pháp biến đổi D không từ băng địa chấn mà từ lát cắt thời gian ĐSC Điều cho phép không xét phần khổi lợng tính toán mà phát huy u điểm phơng pháp ĐSC hạn chế cách đáng kể sóng nhiễu ngẫu nhiên qui luật đặc biệt phản xạ nhiều lần Trên băng điểm sâu chung theo tuyến x (hình.4.16), BĐTK sóng tán xạ ĐSC điểm xD, zD, thực tế trùng với BĐTK sóng phản xạ từ mặt ranh giới phẳng qua diểm D với góc nghiêng (x x ) D = arctg Khi x = xD zD thi BĐTK điểm sâu chung sóng tán xạ phản xạ trùng ĐSC = tĐSC Điều bảo đảm cộng đồng pha sóng tán xạ điểm tâm ĐSC nằm yếu tố tán xạ tâm ĐSC Hình 4.16 Biến đổi tán xạ từ lát cắt ĐSC 74 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Càng xa D thời gian cực tiểu BĐTK ĐSC sóng tán xạ tăng lên doãng khác với BĐTK ĐSC sóng phản xạ Vì điều kiện cộng sóng tán xạ phơng pháp ĐSC xấu Trên lát cắt thời gian sóng tán xạ có dạng hypecbon theo BĐTK 0x, cực tiểu chúng nằm điểm có toạ độ xD Cờng độ sóng tán xạ lát cắt thời gian động lực giảm dần phía điểm xD Trong phơng pháp biến đổi D lát cắt thời gian ĐSC xD = const, tính định lợng ox đờng ghi yx(t0) đáy cộng Nếu tốc độ thay đổi theo chiều sâu Vtb(z) hiệu chỉnh tính theo công thức ox =ox ox = ( x xD 2Z D + Vtb ( z ) zD Khi đa hiệu chỉnh, ta cộng đờng ghi theo hệ số trọng số dx đa kết y lên điểm D lát cắt theo chiều sâu y (x D z D ) = d y ( x x x ox D + ox ) Trong dx = d(x - xD) giảm dần x - x0 tăng Điều cho phép giảm cờng độ sóng tán xạ xa điểm tán xạ Điều cho phép hạn chế ảnh hởng sóng tán xạ Phơng pháp Kirchhoff thực dịch chuyển theo thời gian theo độ sâu Để xác hoá phơng pháp biến đổi tán xạ trên, ta cần ý xung sóng tán xạ phụ thuộc vào hớng truyền sóng Điều khác biệt nguồn điểm tâm tán xạ Nguồn điểm tạo dao động truyền theo hớng với biên độ tâm dao động tạo dao động có biên độ phụ thuộc vào hớng truyền sóng Để hiệu chỉnh góc lệch, ta lấy biên độ mạch cần hiệu chỉnh chia cho cos Ngoài biên độ sóng tán xạ chịu ảnh hởng khuyếch tán mặt sóng Cuối ta cần ý tâm tán xạ không phát xung mà phát dao động với tần số pha xác định Phơng pháp dịch chuyển Kirchhoff theo thời gian tính đờng hyperbol tán xạ theo công thức từ mô hình vận tốc Khi áp dụng dịch chuyển theo độ sâu đờng cong hyperbol tán xạ đợc xác định theo phơng trình tia sóng Trên hình 4.17 lấy thí dụ so sánh lát cắt địa chấn trớc sau áp dụng dịch chuyển theo phơng pháp biến đổi tán xạ Trờng sóng phản xạ phần dới lát cắt thời gian t = 1.5 2.0 s đợc thể rõ ràng sau tiến hành dịch chuyển địa chấn 75 Mai Thanh Tân a b Hình 4.17 So sánh lát cắt địa chấn trớc (a) sau dịch chuyển theo biến đổi tán xạ (b) 4.7.3 Phơng pháp dịch chuyển trờng sóng (Dịch chuyển vi phân hữu hạn) Phơng pháp dịch chuyển trờng sóng đợc thực cách sử dụng giá trị sóng tán xạ ghi đợc khoảng cách để ngoại suy xuống vị trí nguồn phát sóng tán xạ Khi BĐTK sóng tán xạ đợc quy tụ điểm điểm sau dịch chuyển.Vậy ta coi ranh giới phản xạ tập hợp tâm tán xạ trờng sóng ghi đợc mặt ta tìm trờng sóng chiều sâu tăng dần Nó bớc hạ trờng xuống dới Sau bớc hạ trờng, trờng sóng nh đợc dịch chuyển vị trí máy thu hay tơng đơng với máy thu đợc chuyển xuống gần tâm tán xạ.các bớc dịch chuyển đợc thực liên tiếp Số liệu đầu bớc đợc lấy làm số liệu đầu vào bớc toàn số liệu trờng sóng sau trình dịch chuyển đợc biểu diễn dới dạng mặt cắt dịch chuyển Phơng pháp dịch chuyển trờng sóng khác với dịch chuyển F-K Kirchhoff thực dịch chuyển theo nguyên tắc khối, số liệu địa chấn 2D đầu vào lớp khối liệu nhiều trình xử lý khác đợc thực để tính lớp dới Việc chuyển trờng đợc thực khối liệu đợc xây dựng Mỗi lát cắt bớc hạ trờng đợc cho số liệu địa chấn thu đợc nguồn nổ máy thu đợc đặt độ sâu Nhóm dịch chuyển theo phơng pháp chuyển trờng sóng sử dụng số thuật toán nh sai phân hữu hạn FD, phơng pháp F-X, dịch pha Phơng pháp dịch chuyển FD truyền thống sử dụng phơng pháp sai phân hữu hạn để giải phơng trình sóng Claerbout đề xuất Thuật toán FD sử dụng vận tốc thay đổi theo thời gian không gian vrms(x,t) Hiệu chỉnh thay đổi vận tốc theo chiều ngang gần nên phơng pháp FD Claerbout thực dịch chuyển theo 76 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí thời gian Phơng pháp dịch chuyển FD bao gồm bớc: ngoại suy trờng sóng quy tụ Bớc ngoại suy bao gồm hạ trờng sóng thu đợc bề mặt theo phơng trình sóng Mỗi bớc hạ trờng sóng tơng tự nh dịch chuyển vị trí máy thu Các bớc dịch chuyển đợc tiến hành Số liệu đầu bớc dịch chuyển đợc lấy làm số liệu đầu vào bớc dịch chuyển Để tính đợc trờng sóng chiều sâu (thời gian truyền sóng) khác ta áp dụng phơng pháp vi phân toàn phần để giải phơng trình sóng Cleabout: 2 + + 2 P( x, z, y ) = x z t Trờng sóng ghi đợc bề mặt P(x,0,t), từ giá trị ta dựa vào phơng trình ta cần tính giá trị P(x,z,0) trờng sóng chiều sâu z thời điểm t = Trên hình 4.18 so sánh khác biệt lát cắt địa chấn trớc sau áp dụng dịch chuyển theo phơng pháp dịch chuyển trờng sóng Chất lợng lát cắt đợc nâng lên rõ rệt sau áp dụng dịch chuyển địa chấn, sóng tán xạ ảnh hởng đến lát cắt đợc loại bỏ Thuật toán dịch chuyển FD đòi hỏi khối lợng tính toán khổng lồ Trong trình giải phơng trình sóng, nhiều giả thiết đơn giản hoá phơng trình sóng đợc sử dụng nhằm giảm thiểu thời gian máy tính cho trình dịch chuyển Vì có thuật toán dịch chuyển FD 150, 300, 450 650 Dịch chuyển địa chấn theo phơng pháp chuyển trờng sóng thực điều kiện môi trờng vận tốc thay đổi Tuy nhiên góc dịch chuyển tối đa thờng đạt tới 650 đợc thực sau cộng điểm sâu chung Phơng pháp dịch chuyển theo thời gian trớc cộng F- K sử dụng qui luật vận tốc không đổi thay đổi theo độ sâu nên điều kiện địa chất phức tạp có hạn chế dịch chuyển mặt phản xạ nghiêng 77 Mai Thanh Tân a b Hình 4.18 So sánh lát cắt địa chấn trớc (a) sau dịch chuyển theo phơng trình sóng (b) Gần phơng pháp dịch chuyển F-X sử dụng lọc thay đổi theo thời gian không gian đợc phát triển áp dụng Dịch chuyển F-X áp dụng dịch chuyển thời gian dịch chuyển chiều sâu xác phơng pháp FD truyền thống Dịch chuyển địa chấn đòi hỏi khối lợng tính toán khổng lồ Vì lựa chọn phơng pháp dịch chuyển hay phơng pháp khác phụ thuộc vào mức độ phức tạp cấu trúc địa chất thời hạn kinh phí xử lý Phơng pháp Kirchhoff, F-X có khả hiệu chỉnh dịch chuyển với độ xác cao, nhiên lại đòi hỏi thời gian máy gấp nhiều lần so với dịch chuyển F-K Vì áp dụng kết hợp dịch chuyển F-K Phase-Shift (bớc 1) với dịch chuyển F-X Kirchhoff (bớc 2) nâng cao đợc hiệu xử lý, dịch chuyển xác với thời gian dịch chuyển nhanh 4.8 Các biện pháp hạn chế sóng nhiễu phản xạ nhiều lần Trong môi trờng địa chất phức tạp, đối tợng cần khảo sát nằm độ sâu lớn tín hiệu phản xạ thu đợc thờng yếu so với nhiễu Một số loại nhiễu ảnh hởng lớn đến chất lợng tài liệu địa chấn phải kể đến loại nhiễu phản xạ nhiều lần (PXNL) Nhiễu PXNL sóng phản xạ nhng lặp lại nhiều lần mặt ranh giới khác nên việc nhận biết loại trừ chúng khó khăn, dễ nhầm lẫn minh giải tài liệu Loại sóng có chu kỳ lặp phức tạp có biên độ khác tuỳ thuộc vào đặc điểm mặt ranh giới phản xạ có liên quan Cho đến có nhiều biện pháp khắc phục song nhiều vấn đề cha giải tốt Nghiên cứu lựa chọn phơng pháp hạn chế sóng PXNL nhằm nâng cao tỉ số tín hiệu/nhiễu trực tiếp góp phần cải thiện chất 78 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí lợng tài liệu mà ảnh hởng tích cực đến trình xây dựng mô hình tốc độ chọn tham số xử lý Để hạn chế sóng PXNL, đựa vào đặc điểm sau: - Dựa vào chu kỳ lặp: Sóng PXNL thờng lặp lại có tính chu kỳ, dự báo thời gian xuất sử dụng lọc tiên đoán sai số tiên đoán (trong miền T-X miền Tau-P) để loại trừ chúng - Dựa vào khác biệt tốc độ truyền sóng: Khi xuất đồng thời với sóng phản xạ lần từ tầng sâu, sóng PXNL lặp lại từ mặt ranh giới nằm nông nên tốc độ nhỏ so với sóng phản xạ lần Điều cho phép hạn chế PXNL cộng sóng điểm sâu chung, lọc F-K, lọc Radon - Dựa vào ảnh hởng mặt thoáng: Sóng phản xạ lần liên quan đến mặt ranh giới môi trờng, nhiều loại sóng PXNL bị phản xạ từ mặt thoáng, hạn chế PXNL sở sử dụng lý thuyết trờng sóng 4.8.1 Hạn chế sóng PXNL dựa vào tính chu kỳ a Lọc ngợc tiên đoán miền T-X: Có loại sóng PXNL xuất có tính chu kỳ dự báo đợc chu kỳ (sóng kèm, sóng vang từ đáy biển, sóng PXNL toàn phần từ mặt ranh giới địa chất ) Để loại trừ sóng PXNL loại cần sử dụng lọc tiên đoán để dự báo thời gian xuất sóng PXNL lọc ngợc sai số tiên đoán để loại bỏ chúng Bộ lọc thực hệ toạ độ thời gian (t) khoảng cách (x) nên đợc gọi lọc miền TX Tính chất chu kỳ sóng PXNL thờng với tia sóng đến thẳng góc với mặt ranh giới, nghĩa lọc có hiệu với mạch gần nguồn nổ Với mạch xa chu kỳ lặp sóng PXNL có thay đổi, điều kiện địa chất phức tạp cần phải kéo dài khoảng cách thu nổ để sử dụng mạch xa lọc bị hạn chế Điều đợc khắc phục sử dụng lọc Tau-P b Lọc ngợc tiên đoán miền Tau-P: Để khắc phục hạn chế lọc tiên đoán miền T-X, năm gần ngời ta nghiên cứu áp dụng thành công phơng pháp cọng nghiêng, lọc tiên đoán miền Tau- P Biến đổi Tau-P đợc sử dụng với mục đích xử lý khác nhau, xét ứng dụng biến đổi Tau-P để lọc sóng phản xạ nhiều lần Trong biến đổi Tau-P, trờng sóng đợc phân tích thành thành phần sóng phẳng Từ nguồn phát, sóng đợc truyền theo hớng, sóng phản xạ từ mặt ranh giới đến máy thu đặt cách nguồn 79 Mai Thanh Tân khoảng cách khác với góc tới khác nhau, khoảng cách thu nổ xa mặt phản xạ xa mặt phản xạ nông góc lệch lớn Hớng sóng tới đợc xác định hệ số đờng truyền sóng p = sin/v Các tín hiệu phản xạ từ mặt ranh giới với giá trị p = sin/v đợc ghi nhiều máy thu (hình 4.19) Trên tuyến quan sát, máy thu ghi lại nhiều sóng phẳng có hớng sóng đến (góc tới) khác Hình 4.19 Tia sóng đến máy thu khác với hệ số đờng truyền p = sin /v Giả sử sóng tới máy thu với góc tới (hình 4.20) Ta có: sin = vt/x Trong góc tới, x khoảng cách nhóm máy, t sai khác thời gian sóng đến nhóm thu Từ đó: t = (sin/v) x = px Để nắn thẳng BĐTK sóng phẳng với hệ số đờng truyền sóng p, băng điểm nổ chung, cần phải hiệu chỉnh thời gian trễ t Ta có: = t- p.x x khoảng cách thu nổ, t thời gian truyền sóng Sau hiệu chỉnh, giao động ứng với sóng phẳng có giá trị p trở nên đồng pha Sau ta cộng mạch băng ĐNC thu đợc đờng tổng sóng phẳng có đờng truyền sóng Đờng thể sóng phẳng với hệ số đờng truyền sóng p S (p, ) = P (x, + p.x ) Lặp lại nhiều lần bớc với giá trị p từ 1/v (ứng với = đến 90) ta thu đợc đờng tổng S (pi, ) Vậy băng ĐNC đợc chuyển thành băng cộng sóng theo hớng đổ (băng Tau- P) tơng ứng Băng Tau- P có trục hệ số đờng 80 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí truyền p, trục thời gian Mỗi mạch thể sóng phẳng truyền theo góc tới định, tức băng p thể thành phần sóng phẳng trờng sóng cầu (băng điểm nổ chung) t x Hình 4.20 Sóng phẳng đến máy thu với góc tới Trên hình 4.21 biểu diễn băng điểm nổ chung đợc biến đổi sang băng Tau- P Điểm A có khoảng cách thu nổ x = chuyển sang vị trí điểm A với p = = t miền Tau- P Để chuyển điểm B sang điểm B miền Tau- P cần cộng biên độ theo đờng tiếp tuyến với đờng hypebol điểm B Thời gian điểm tiếp tuyến cắt trục x = thời gian điểm B Tau- P Từ góc nghiêng tiếp tuyến ta tính đợc hệ số truyền sóng p điểm B Điểm C có = P =1/v biến đổi Tau- P điểm C Biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ băng ĐNC có dạng hypebol sau chuyển sang miền (, p) băng Tau- P có dạng elip Trên hình 4.22 nêu hình ảnh chu kỳ lặp sóng PXNL miền (t,x) miền (,p) P phản xạ lần M1, M2 phản xạ lần, lần tơng ứng Trong miền t-x khoảng thời gian lần phản xạ lặp thứ thứ hai khoảng cách xi = Với x 0, khoảng thời gian phản xạ lặp lại khác Khi chuyển sang miền Tau- P, khoảng thời gian lần phản xạ dọc theo phơng bán kính tức khoảng thời gian lần phản xạ mạch pi Nh vậy, miền Tau- P sóng PXNL có tính lặp lại mạch p Điều cho phép đạt hiệu cao áp dụng lọc ngợc tiên đoán miền (,p) để hạn chế phản xạ nhiều lần Cần ý rằng, độ lớn khoảng thời gian lần phản xạ mạch có hệ số đờng truyền po khác khác Vì vậy, ta cần thiết kế lọc tiên đoán cho mạch p băng cộng nghiêng 81 Mai Thanh Tân Một thí dụ so sánh hiệu lọc tiên đoán thông thờng miền Tau-P đợc nêu hình 4.23 C Xi Pj X C P=1/v B A 1/v A B R t a b Hình 4.21 Biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ có hình hypecbol miền T- X (a) biến đổi thành đờng elip miền Tau - P (b) Xi P P X P0 M1 M2 R t Hình 4.22 Tính chu kỳ phản xạ nhiều lần miền (x,t) (,p) 82 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí PXNL Hình 23 Băng địa chấn sau lọc ngợc tiên đoán thông thờng (a), áp dụng lọc Tau-P (b) 8.2 Hạn chế sóng PXNL dựa vào khác biệt tốc độ Một biện pháp có hiệu để hạn chế sóng phản xạ nhiều lần dựa vào khác biệt tốc độ biểu kiến sóng PXNL sóng phản xạ lần Trong nhóm phơng pháp này, việc cộng ĐSC, cộng ĐSC theo trọng số, loại bỏ mạch gần, lọc F- K thờng đợc sử dụng rộng rãi Sự khác biệt tốc độ sóng phản xạ lần sóng PXNL lớn hiệu phơng pháp cao a Cộng sóng điểm sâu chung + Cộng sóng điểm sâu chung công cụ nhằm tăng tỉ số tín hiệu/nhiễu đợc sử dụng để loại bỏ sóng phản xạ nhiều lần Sóng có ích sau hiệu chỉnh động đợc cộng đồng pha sóng PXNL bị cộng lệch pha Nh sau cộng ĐSC, tỷ số biên độ sóng PXNL so với sóng phản xạ lần bị giảm đáng kể Sự sai lệch hiệu chỉnh động d mạch xa lớn mạch gần nên để nâng cao hiệu hạn chế sóng PXNL, ngời ta thờng dùng biện pháp cộng ĐSC theo trọng số loại bỏ mạch gần trớc cộng 83 Mai Thanh Tân + Cộng ĐSC theo trọng số: Thờng mạch địa chấn gần nguồn nổ, khác biệt biểu đồ thời khoảng sóng PXNL sóng phản xạ lần ít, cộng sóng cần đa vào trọng số wi , giá trị trọng số mạch gần đợc chọn nhỏ so với mạch xa Biên độ tổng sau cộng A(t) đợc xác định theo công thức: N A (t ) = w a (t ) i i N w i N số bội, biên độ mạch thành phần, wi trọng số theo khoảng cách thu nổ Trọng số wi thờng đợc xác định thực nghiệm + Loại bỏ mạch gần Cũng nh phơng pháp cộng theo trọng số, việc loại bỏ mạch gần đợc áp dụng rộng rãi nhằm tăng hiệu trình cộng ĐSC việc hạn chế sóng PXNL Phơng pháp thờng có hiệu tỉ số tín hiệu/ nhiễu cao b Phơng pháp F- K Phơng pháp F- K nghiên cứu quan hệ tần số (f) số sóng (k), chúng đợc áp dụng để tách sóng PXNL sóng phản xạ có ích miền F-K Để việc tách sóng PXNL với sóng có ích đợc rõ ràng, hiệu chỉnh động cần sử dụng hàm tốc độ có giá trị nằm khoảng tốc độ sóng có ích sóng PXNL Nếu giá trị hiệu chỉnh động có hàm tốc độ nhỏ tốc độ sóng phản xạ có ích lớn tốc độ sóng PXNL sau hiệu chỉnh động biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ có ích bị nắn mức biểu đồ thời khoảng sóng PXNL cha đợc nắn thẳng Sau biến đổi sang miền F- K, sóng phản xạ có ích sóng phản xạ lặp nằm bên trục k = (hình 4.24) Bộ lọc F- K thờng đợc sử dụng để hạn chế sóng phản xạ nhiều lần với mạch xa nguồn nổ trờng hợp tỉ số tín hiệu/nhiễu cao mạch gần, khác biệt hiệu chỉnh động sóng có ích sóng PXNL nhỏ nên miền F- K chúng nằm không tách rời việc áp dụng lọc F-K hiệu Thí dụ so sánh lát cắt địa chấn trớc sau sử dụng lọc F-K đợc minh hoạ hình 4.25 84 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Hình 4.24 Sự phân tách sóng PXNL sóng có ích miền F-K a b Hình 4.25 So sánh lát cắt địa chấn trớc (a) sau (b) sử dụng lọc F-K b Biến đổi Radon Biểu đồ thời khoảng sóng PXNL băng ĐSC sau hiệu chỉnh động có dạng gần đờng parabol theo phơng trình: tj = + qxj2 Trong t0 thời gian biểu đồ thời khoảng x=0, q độ cong đờng parabol x khoảng cách thu nổ, tj thời gian mạch n 85 Mai Thanh Tân Biến đổi Radon thực chất phơng pháp cộng sóng theo đờng parabol Băng địa chấn ĐSC sau hiệu chỉnh động mô hình hoá thành tập hợp đờng parabol Biến đổi Radon m(qk,t0) băng địa chấn d(xj,t) đợc thực theo công thức sau: m ( q k , t0 ) = N d (x j j ,t j ) Và biến đổi băng địa chấn miền Radon m(qk, t0) miền t,x: d (x j ,t) = M m (q k =1 k , t0 ) Với t0= t - qkxj2 Trong xj khoảng cách thu nổ, m(qk, t0) biến đổi Radon, qk thông số Radon Bộ lọc Radon đợc áp dụng để tách sóng PXNL sóng có ích Khác với lọc F - K, chu trình áp dụng lọc Radon, tốc độ sóng phản xạ có ích đợc sử dụng để hiệu chỉnh động trớc thực biến đổi Radon Sau hiệu chỉnh động biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ đợc nắn thẳng lợng hiệu chỉnh động d không miền Radon nằm mạch có giá tri q = Sóng PXNL có hiệu chỉnh động d lớn không miền Radon có giá trị q Nh miền Radon sóng có ích sóng PXNL nằm vùng có vị trí khác Độ phân giải biến đổi Radon hạn chế thuật toán gần nên miền Radon tách biệt đợc sóng PXNL có hiệu chỉnh động d mạch xa Sự khác biệt hiệu chỉnh động d lớn tách sóng PXNL với sóng có ích rõ ràng hiệu lọc Radon cao Thí dụ áp dụng lọc Radon bể Cửu Long đợc minh hoạ hình 4.26 Sau lọc Radon sóng PXNL suy giảm đáng kể tín hiệu yếu từ đới nứt nẻ móng đợc phát Để lọc sóng PXNL cần loại bỏ vùng sóng PXNL miền Radon Sau biến đổi trở miền (t,x) nhận đợc băng địa chấn mà sóng PXNL đợc lọc Trong thực tế áp dụng lọc nhiễu PXNL theo sơ đồ xử lý khác Trong miền Radon tách đợc sóng PXNL cách lọc cắt phần sóng có ích, kết thực biến đổi Radon sóng PXNL Sau biến đổi Radon ngợc trở miền (t-x) đợc băng có sóng PXNL Lấy băng địa chấn (có sóng PXNL sóng có ích) trừ băng sóng PXNL nhận đợc băng địa chấn mà sóng PXNL đợc loại bỏ 86 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí PXNL Tín hiệu từ móng Hình 4.26 Hình ảnh băng địa chấn trớc sau lọc Radon 8.3 Hạn chế sóng PXNL dựa vào lý thuyết trờng sóng Các phơng pháp lọc sóng PXNL dựa vào tính chu kỳ dựa vào khác biệt tốc độ truyền sóng có hạn chế điều kiện tiên nghiệm không đợc thoả mãn Để khắc phục hạn chế này, số tác giả đề xuất phơng pháp hạn chế sóng PXNL dựa vào lý thuyết trờng sóng Một phơng pháp sử dụng lọc SRMA (Surface Related Multiples Attenuation) Cơ sở lọc khai thác khác biệt sóng phản xạ lần PXNL mối quan hệ với mặt ranh giới môi trờng địa chất không khí (mặt thoáng) Các sóng phản xạ lần (có ích) phản xạ từ các mặt ranh giới môi trờng địa chất mà không liên quan đến mặt thoáng phía Trong đó, sóng PXNL (nhiễu) sau phản xạ từ mặt ranh giới môi trờng địa chất lên, chúng bị phản xạ từ mặt thoáng phía để quay trở lại môi trờng phía dới Sự khác biệt cho phép hạn chế sóng PXNL có liên quan đến mặt thoáng lọc đợc xây dựng sở lý thuyết trờng sóng Giả sử nguồn phát đợc đặc trng ma trận S, đặc điểm mặt ranh giới phản xạ môi trờng địa chất phía dới đợc đặc trng ma trận R, ảnh hởng mặt ranh giới không khí môi trờng địa chất (mặt thoáng) tạo nên sóng PXNL quay xuống dới đợc đặc trng ma trận RO Trờng sóng phản xạ lần Po tập hợp trờng sóng tổng cộng (bao gồm sóng phản xạ lần PXNL) P Ta có: 87 Mai Thanh Tân Po= R * S P = R * [S + P * R O ] Từ ta có: P = Po / [I - R * RO] Theo cách viết này, hình thành sóng PXNL liên quan đến mặt ranh giới tự RO đợc mô tả thành phần nghịch đảo Để loại trừ sóng PXNL cần biến đổi P thành Po tạo nên trờng sóng phản xạ không tồn sóng PXNL liên quan đến mặt ranh giới tự Quá trình gồm bớc: tiên đoán sóng PXNL liên quan đến bề mặt tự toán tử, tiến hành chập theo thời gian không gian số liệu địa chấn với nó, cuối loại trừ sóng PXNL khỏi số liệu đầu vào Phơng pháp có u điểm không phụ thuộc vào thông tin tiên nghiệm cấu trúc địa chất nh đặc điểm sóng PXNL mà sử dụng số liệu địa chấn cần xử lý để mô tả loại sóng phản xạ nhiều lần liên quan đến mặt phản xạ tự Tuy nhiên phơng pháp có hạn chế không loại trừ đợc sóng phản xạ nhiều lần không liên quan đến mặt thoáng Kết hợp Radon SRMA chu trình xử lý nâng cao rõ rệt chất lợng tài liệu Trên hình 11 cho thí dụ hiệu áp dụng phơng pháp SRMA, sóng PXNL lát cắt (hình 11a) đợc lọc bỏ (hình 11b) a b Hình 11 Lát cắt địa chấn trớc (a) sau sử dụng lọc SRMA (b) 88 [...]... cắt địa chấn trớc và sau sử dụng bộ lọc F-K đợc minh hoạ trên hình 4. 25 84 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí Hình 4. 24 Sự phân tách sóng PXNL và sóng có ích trong miền F-K a b Hình 4. 25 So sánh lát cắt địa chấn trớc (a) và sau (b) sử dụng bộ lọc F-K b Biến đổi Radon Biểu đồ thời khoảng của sóng PXNL trong băng ĐSC sau khi hiệu chỉnh động có dạng gần đờng parabol theo phơng trình: tj = + qxj2 Trong. .. đoán thông thờng và trong miền Tau-P đợc nêu trên hình 4. 23 C Xi Pj X C P=1/v B A 1/v A B R t a b Hình 4. 21 Biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ có hình hypecbol trong miền T- X (a) biến đổi thành đờng elip trong miền Tau - P (b) Xi 0 P P X P0 M1 M2 R t Hình 4. 22 Tính chu kỳ của phản xạ nhiều lần trong miền (x,t) và (,p) 82 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí PXNL Hình 4 23 Băng địa chấn sau lọc ngợc... trong việc nâng cao chất lợng mặt cắt địa chấn Dịch chuyển địa chấn đòi hỏi khối lợng tính toán lớn Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ máy tính đã thúc đẩy sự phát triển nhanh của công nghệ dịch chuyển địa chấn Để làm sáng tỏ vấn đề này có thể xét mô hình trên hình 4. 13 Giả sử trong lát cắt có một mặt ranh giới nằm nghiêng với góc , nếu phát 70 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí sóng tại 2 vị... ngợc trở về miền (t-x) sẽ đợc băng chỉ có sóng PXNL Lấy băng địa chấn (có cả sóng PXNL và sóng có ích) trừ đi băng sóng PXNL sẽ nhận đợc băng địa chấn mà trên đó sóng PXNL đã đợc loại bỏ 86 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí PXNL Tín hiệu từ móng Hình 4. 26 Hình ảnh băng địa chấn trớc và sau khi lọc Radon 4 8.3 Hạn chế sóng PXNL dựa vào lý thuyết trờng sóng Các phơng pháp lọc sóng PXNL dựa vào tính... dịch chuyển này sử dụng biến đổi Fourer 2 chiều để biến đổi lát cắt địa chấn từ miềm t-x sang miền F-K (miền tần số- số sóng) Tần số F là thành phần biến đổi Fourer theo thời gian và số sóng K là 72 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí thành phần biến đổi Fourer theo không gian Việc hiệu chỉnh dịch chuyển đợc thực hiện trong miền F-K Trong môi trờng vận tốc không đổi, phơng pháp dịch chuyển F-K có... nhau Số liệu đầu ra của mỗi bớc đợc lấy làm số liệu đầu vào ở bớc tiếp theo và toàn bộ số liệu của trờng sóng sau quá trình dịch chuyển đó đợc biểu diễn dới dạng mặt cắt đã dịch chuyển Phơng pháp dịch chuyển trờng sóng khác với dịch chuyển F-K hoặc Kirchhoff vì nó thực hiện dịch chuyển theo nguyên tắc khối, trong đó số liệu địa chấn 2D đầu vào là lớp trên cùng của khối dữ liệu và nhiều quá trình xử lý. .. chuyển địa chấn Dịch chuyển địa chấn là bớc xử lý quan trọng trong mỗi chu trình xử lý Dịch chuyển địa chấn không những đa các yếu tố phản xạ về vị trí thực mà còn có tác dụng tích luỹ tín hiệu và là một bộ lọc nhiễu nhiều mạch Trong điều kiện địa chất phức tạp, qui luật vận tốc biến đổi nhanh theo chiều ngang và chiều đứng, việc lựa chọn phơng pháp dịch chuyển hiệu quả đóng vai trò quan trọng trong. .. Quá trình này gồm các bớc: tiên đoán sóng PXNL liên quan đến các bề mặt tự do bằng một toán tử, tiến hành chập theo thời gian và không gian của số liệu địa chấn với chính nó, cuối cùng loại trừ sóng PXNL ra khỏi số liệu đầu vào Phơng pháp này có u điểm là không phụ thuộc vào các thông tin tiên nghiệm về cấu trúc địa chất và cũng nh các đặc điểm của sóng PXNL mà sử dụng chính số liệu địa chấn cần xử lý. .. hơn nên tốc độ nhỏ hơn so với sóng phản xạ 68 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí một lần Vì vậy việc xuất hiện các dị thờng biên độ với tốc độ nhỏ hơn so với quy luật trên lát cắt phản ảnh sự tồn tại của nhiễu này (hình 4. 12.) v(m/s) t(s) Hình 4. 11 So sánh các lát cắt với giá trị tốc độ khác nhau a b c Hình 4. 12 Kết quả phân tích tốc độ: a Băng địa chấn; 69 Mai Thanh Tân b Quy luật tốc độ; c Biên... dịch chuyển theo 76 Thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí thời gian Phơng pháp dịch chuyển FD bao gồm 2 bớc: ngoại suy trờng sóng và quy tụ Bớc ngoại suy bao gồm hạ trờng sóng thu đợc ở bề mặt theo phơng trình sóng Mỗi bớc hạ trờng sóng tơng tự nh dịch chuyển vị trí của các máy thu Các bớc dịch chuyển đợc tiến hành kế tiếp nhau Số liệu đầu ra của mỗi bớc dịch chuyển đợc lấy làm số liệu đầu vào của bớc ... chơng trình xử lý chơng trình Xu chung trung tâm xử lý sử dụng phần mềm xử lý thông dụng viết bổ sung thêm chơng trình đặc biệt Quá trình xử lý số liệu đợc phân thành giai đoạn tiền xử lý xử lý. .. công nghệ xử lý W S01 W S02 W S03 H ub S erv er P lo tte r D L T ta p e 56 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí 4. 2 Hệ thống chơng trình (phần mềm) giai đoạn xử lý Hệ thống chơng trình xử lý tập hợp... xử lý (qui trình xử lý) - Chuỗi xử lý chuẩn: Là chuỗi xử lý đợc sử dụng để xử lý tất tài liệu thuộc vùng nghiên cứu nhằm giải nhiệm vụ địa chất đặt mức độ bình thờng với đặc điểm địa chấn - địa