Сейсмик амплитудасы мен толқын қашықтығы арақатынасы: AVO талдауы мұнай-газ кендерін, тау жыныстарының қасиеттерін анықтауда маңызды. Геофизикалық зерттеулерге арналған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сейсмикалық амплитуда мен толқынның жүру қашықтығы арасындағы байланыс
Relation between seismic amplitude and wave travel distance
Геофизика және рефлекциялық сейсмологияда амплитудаға қарсы офсет (AVO) немесе офсетпен амплитуданың өзгеруі – бұл сейсмикалық қасиет, амплитуданың көзі мен қабылдағыш арасындағы қашықтыққа (офсетке) тәуелділігін білдіретін жалпы термин. AVO-талдау – геофизиктердің тау жынысының сұйықтық мөлшерін, кеуектілігін, тығыздығын немесе сейсмикалық жылдамдығын, серпімді толқындар туралы ақпаратты, сұйықтық белгілерін (көмірсутектердің іздерін) анықтау үшін сейсмикалық деректерде қолдана алатын әдіс. Бұл құбылыс шағылысу коэффициенті мен түсу бұрышы арасындағы байланысқа негізделген және 20-шы ғасырдың басында Карл Зоопприц Зоопприц теңдеулерін жазғаннан бері түсініліп келеді. Физикалық себептеріне байланысты AVO амплитудаға қарсы бұрыш (AVA) деп те аталуы мүмкін, бірақ AVO көбірек қолданылатын термин, себебі геофизик түсу бұрышын өзгерту үшін офсетті өзгерте алады. (Суретті қараңыз)
In geophysics and reflection seismology, amplitude versus offset (AVO) or amplitude variation with offset is the general term for referring to the dependency of the seismic attribute, amplitude, with the distance between the source and receiver (the offset). AVO analysis is a technique that geophysicists can execute on seismic data to determine a rock's fluid content, porosity, density or seismic velocity, shear wave information, fluid indicators (hydrocarbon indications). The phenomenon is based on the relationship between the reflection coefficient and the angle of incidence and has been understood since the early 20th century when Karl Zoeppritz wrote down the Zoeppritz equations. Due to its physical origin, AVO can also be known as amplitude versus angle (AVA), but AVO is the more commonly used term because the offset is what a geophysicist can vary in order to change the angle of incidence. (See diagram)
Зоепприц теңдеулері
1919 жылы Карл Бернхард Зоепприц, жазық интерфейстегі түсетін P толқыны үшін шағылысқан және сынылған толқындардың амплитудаларын анықтайтын, түсу бұрышы мен алты тәуелсіз серпімді параметрлерге байланысты төрт теңдеу шығарды. Бұл теңдеулерде 4 белгісіз шама бар және оларды шешуге болады, бірақ олар шағылыс амплитудаларының тау жыныстарының қасиеттеріне қарай қалай өзгеретінін түсінуге көмектеспейді.
In 1919, Karl Bernhard Zoeppritz derived four equations that determine the amplitudes of reflected and refracted waves at a planar interface for an incident P wave as a function of the angle of incidence and six independent elastic parameters. These equations have 4 unknowns and can be solved but they do not give an intuitive understanding for how the reflection amplitudes vary with the rock properties involved.
Ричардс және Фрейзер (1976), Аки және Ричардс (1980)
П. Ричардс және К. Фрейзер қатты денелердің интерфейсіне P толқынының түсуі кезіндегі шағылысу және берілу коэффициенттерінің формулаларын кеңейтті және интерфейс бойынша серпімділік қасиеттерінің аз өзгесуін болжай отырып, нәтижені ыңғайластырды. Сондықтан, квадраттар мен дифференциалдық көбейтінділердің мәні өте кішкентай болып, нөлге жуықтап, есептен шығарылады. Бұл теңдеулердің түрі тығыздық пен P немесе S толқындарының жылдамдығының өзгеруінің шағылыс амплитудасына қалай әсер ететінін көрсетуге мүмкіндік береді. Бұл жуықтау 1980 жылы К. Аки және П. Ричардстың "Сандық сейсмология" кітабында кеңінен танымал болды және одан бері Аки мен Ричардстың жуықтауы деп аталады.
P. Richards and C. Frasier expanded the terms for the reflection and transmission coefficients for a P wave incident upon a solid solid interface and simplified the result by assuming only small changes in elastic properties across the interface. Therefore, the squares and differential products are small enough to tend to zero and be removed. This form of the equations allows one to see the effects of density and P or S wave velocity variations on the reflection amplitudes. This approximation was popularized in the 1980 book Quantitative Seismology by K. Aki and P. Richards and has since been commonly referred to as the Aki and Richards approximation.
Острандер (1980)
Острандер АВО эффектісінің тұңғыш практикалық қолданысын енгізіп, шифердің астындағы газды құмның амплитудасының офсетке қарай өзгеретінін көрсетті.
Ostrander was the first to introduce a practical application of the AVO effect, showing that a gas sand underlying a shale exhibited amplitude variation with offset.
AVO қиылысқан жерлері
CMP жинағы құрылады, іздер бірдей екі жақты жүріс уақытына сәйкестендіріледі, офсеттің өсу ретімен сұрыпталады және әрбір іздің белгілі бір уақыт горизонтындағы амплитудасы шығарылады. 2 мүшелі Шуи жуықтауын еске түсірсек, әрбір іздің амплитудасы офсетінің sin^2 функциясына қарсы сызылады және қатынас диаграммада көрсетілгендей сызықтық болады. Сызықтық регрессия қолданып, ең жақсы сәйкес келетін түзу сызық есептелуі мүмкін, ол тек 2 параметрді пайдаланып, амплитуданың офсетке қарай қалай өзгеретінін сипаттайды: қиылысу нүктесі, P, және градиент, G.
A CMP gather is constructed, the traces are conditioned so that they reference the same two way travel time, sorted in order of increasing offset and the amplitude of each trace at a specific time horizon is extracted. Remembering the 2 term Shuey Approximation, the amplitude of each trace is plotted against sin^2 of its offset and the relationship becomes linear, as seen in the diagram. Using linear regression, a line of best fit can now be calculated that describes how the reflection amplitude varies with offset using just 2 parameters: the intersect, P, and the gradient, G.
Шуи жуықтауынша, қиылысу нүктесі P, нөлдік офсеттегі амплитудаға (R(0)) сәйкес келеді, ал градиент G қалыпты емес офсеттегі мінез-құлқыны сипаттайды, бұл AVO градиенті деп аталатын шама. Әрбір CMP жинағындағы әрбір уақыт өлшемі үшін P (немесе R(0)) графигін G-ге қарсы салу AVO қиылыс графигін жасайды, оны әртүрлі тәсілдермен интерпретациялауға болады.
As per the Shuey approximation, the intersect P corresponds to R(0), the reflection amplitude at zero offset, and the gradient G describes the behaviour at non normal offset, a value known as the AVO gradient. Plotting P (or R(0)) against G for every time sample in every CMP gather produces an AVO crossplot and can be interpreted in a number of ways.
Интерпретация
АВО аномалиясы көбінесе шөгінділік қимада АВО-ның артуы ретінде байқалады, әсіресе көмірсутектердің қоры қоршаған тақтатастарға қарағанда "жұмсақ" (төменгі акустикалық кедергі) болған жағдайларда. Әдетте, амплитуда геометриялық таралу, өшігу және басқа факторларға байланысты офсетпен бірге кемиді (төмендейді). АВО аномалиясы амплитуданың офсет бойынша төмендеу жылдамдығы қоршағаннан гөрі баяу болған жағдайларды да қамтиды.
An AVO anomaly is most commonly expressed as increasing (rising) AVO in a sedimentary section, often where the hydrocarbon reservoir is "softer" (lower acoustic impedance) than the surrounding shales. Typically amplitude decreases (falls) with offset due to geometrical spreading, attenuation and other factors. An AVO anomaly can also include examples where amplitude with offset falls at a lower rate than the surrounding reflective events.
Мұнай және газ өнеркәсібіндегі қолдану
АВО-ның ең маңызды қолданысы – көмірсутекті қоймаларды анықтау. АВО-ның күшеюі көбінесе кемінде 10% газ қанықтығы бар мұнайлы шөгінділерде байқалады, бірақ майы аз немесе мүлдем жоқ, кеуекті, төмен тығыздықты газды шөгінділерде ерекше айқын болады. Ерекше маңызды мысалдар – Оңтүстік-Шығыс Техас жағалау округтеріндегі ортаңғы терциар кезеңінің газ құмдары, Мексика шығанағындағы (әсіресе 1980-1990 жылдары) кейінгі терциар кезеңінің дельталық шөгінділері (мысалы, турбидтік құмдар), Батыс Африка және әлемдегі басқа да ірі дельталар. Көптеген ірі компаниялар АВО-ны іздестіру нысандарын "қауіпсіздендіру" және қолданыстағы көмірсутекті қоймалардың мөлшері мен құрамын жақсырақ анықтау үшін тұрақты түрде пайдаланады.
The most important application of AVO is the detection of hydrocarbon reservoirs. Increasing AVO is usually present in oil bearing sediments with at least 10% gas saturation, but is especially pronounced in porous, low density gas bearing sediments with little to no oil. Particularly important examples are those seen in Middle Tertiary gas sands of the coastal counties of Southeast Texas, turbidite sands such as the Late Tertiary deltaic sediments in the Gulf of Mexico (especially during the 1980s–1990s), West Africa, and other major deltas around the world. Most major companies use AVO routinely as a tool to "de risk" exploration targets and to better define the extent and the composition of existing hydrocarbon reservoirs.
AVO-ның қауіпсіздігі жоқ
Маңызды ескерту – аномальды түрде өсетін немесе төмендейтін амплитудалардың болуы кейде басқа факторларға, мысалы, альтернативті литологияларға және бұзылған газ бағанындағы қалдық көмірсутектерге байланысты болуы мүмкін. Барлық мұнай және газ кен орындары айқын AVO аномалиясымен байланысты емес (мысалы, соңғы он жылда Мексика шығанағында табылган мұнайдың көп бөлігі), және AVO талдауы газ бен мұнайды іздеуде толық шешім емес.
An important caveat is that the existence of abnormally rising or falling amplitudes can sometimes be caused by other factors, such as alternative lithologies and residual hydrocarbons in a breached gas column. Not all oil and gas fields are associated with an obvious AVO anomaly (e. g. most of the oil found in the Gulf of Mexico in the last decade), and AVO analysis is by no means a panacea for gas and oil exploration.