Сейсмическая разведка недр Земли

Введение

Исследование свойств недр с помощью сейсмологии
Наземные сейсмические исследования

Сейсмология отражения (или сейсмическое отражение) – это метод геофизических исследований, использующий принципы сейсмологии для оценки свойств земных недр по отраженным сейсмическим волнам. Для этого требуется контролируемый источник сейсмической энергии, такой как динамит, взрывчатое вещество Tovex, специализированный пневматический источник или сейсмический вибратор. Сейсмология отражения аналогична сонару и эхолокации.

История

Отражения и преломления сейсмических волн на геологических границах внутри Земли впервые были зафиксированы при анализе записей сейсмических волн, вызванных землетрясениями. Базовая модель строения глубоких недр Земли основана на наблюдениях сейсмических волн, генерируемых землетрясениями и распространяющихся через недра Земли (например, Мохоровичич, 1910). Вскоре после этого началось использование искусственно созданных сейсмических волн для детального изучения геологии верхних нескольких километров земной коры, что получило развитие главным образом благодаря коммерческим интересам, особенно в нефтяной промышленности. Исследование методом сейсмической рефлексии выросло из метода сейсмической рефракции, который использовался для поиска нефти, связанной с соляными куполами. Немецкий горный геодезист Лю́дгер Минтроп в 1914 году разработал механический сейсмограф, который успешно применил для обнаружения соляных куполов в Германии. Он подал заявку на немецкий патент в 1919 году, который был выдан в 1926 году. В 1921 году он основал компанию Seismos, которую наняли для проведения сейсмических исследований в Техасе и Мексике, что привело к первому коммерческому открытию нефти с использованием метода сейсмической рефракции в 1924 году. Открытие в 1924 году соляного купола Орчард в Техасе вызвало бум сейсмических исследований вдоль побережья Мексиканского залива, но к 1930 году метод позволил обнаружить большинство неглубоких соляных куполов Луанна, и метод сейсмической рефракции утратил популярность. Компания "Геологическая инженерия" прекратила свою деятельность из-за падения цен на нефть. В 1925 году цены на нефть восстановились, и Карчер помог создать Geophysical Research Corporation (GRC) в составе нефтяной компании Amerada. В 1930 году Карчер покинул GRC и помог основать Geophysical Service Incorporated (GSI). GSI на протяжении более 50 лет была одной из самых успешных компаний, занимающихся сейсморазведкой, и являлась материнской компанией еще более успешной компании Texas Instruments. Генри Сальватори, один из первых сотрудников GSI, покинул компанию в 1933 году, чтобы основать еще одного крупного подрядчика в области сейсморазведки, Western Geophysical. С момента изобретения метода было создано множество других компаний, использующих сейсмологию отражения в разведке углеводородов, гидрологии, инженерных изысканиях и других областях. Крупнейшие сервисные компании в последние годы включали CGG, ION Geophysical, Petroleum Geo Services, Polarcus, TGS и WesternGeco, но после обвала цен на нефть в 2015 году поставщики сейсмических услуг продолжали испытывать финансовые трудности, такие как Polarcus, в то время как компании, являвшиеся лидерами в индустрии сейсмических съемок всего десять лет назад, такие как CGG и WesternGeco, полностью отошли от проведения сейсмических съемок и реструктурировались, чтобы сосредоточиться на своих существующих библиотеках сейсмических данных, управлении сейсмическими данными и нефтесервисных услугах, не связанных с сейсмикой.

Reflections and refractions of seismic waves at geologic interfaces within the Earth were first observed on recordings of earthquake generated seismic waves. The basic model of the Earth's deep interior is based on observations of earthquake generated seismic waves transmitted through the Earth's interior (e. g., Mohorovičić, 1910). The use of human generated seismic waves to map in detail the geology of the upper few kilometers of the Earth's crust followed shortly thereafter and has developed mainly due to commercial enterprise, particularly the petroleum industry. Seismic reflection exploration grew out of the seismic refraction exploration method, which was used to find oil associated with salt domes. Ludger Mintrop, a German mine surveyor, devised a mechanical seismograph in 1914 that he successfully used to detect salt domes in Germany. He applied for a German patent in 1919 that was issued in 1926. In 1921 he founded the company Seismos, which was hired to conduct seismic exploration in Texas and Mexico, resulting in the first commercial discovery of oil using the refraction seismic method in 1924. The 1924 discovery of the Orchard salt dome in Texas led to a boom in seismic refraction exploration along the Gulf Coast, but by 1930 the method had led to the discovery of most of the shallow Louann Salt domes, and the refraction seismic method faded. The Geological Engineering Company folded due to a drop in the price of oil. In 1925, oil prices had rebounded, and Karcher helped to form Geophysical Research Corporation (GRC) as part of the oil company Amerada. In 1930, Karcher left GRC and helped to found Geophysical Service Incorporated (GSI). GSI was one of the most successful seismic contracting companies for over 50 years and was the parent of an even more successful company, Texas Instruments. Early GSI employee Henry Salvatori left that company in 1933 to found another major seismic contractor, Western Geophysical. Many other companies using reflection seismology in hydrocarbon exploration, hydrology, engineering studies, and other applications have been formed since the method was first invented. Major service companies in recent years have included CGG, ION Geophysical, Petroleum Geo Services, Polarcus, TGS and WesternGeco, but since the oil price crash of 2015, providers of seismic services have continued to struggle financially such as Polarcus, whilst companies that were seismic acquisition industry leaders just ten years ago such as CGG and WesternGeco have now removed themselves from the seismic acquisition environment entirely and restructured to focus upon their existing seismic data libraries, seismic data management and non seismic related oilfield services.

Преломление / голова / коническая волна

Главная волна преломляется на границе раздела сред, распространяясь вдоль неё, внутри нижней среды и вызывая колебательное движение, параллельное этой границе. Это движение создает возмущение в верхней среде, которое регистрируется на поверхности. Множественные отражения от дна водоема и границы раздела воздуха и воды часто встречаются в морских сейсмических данных и подавляются при сейсмической обработке.

Культурный шум

К культурному шуму относятся шумы, вызванные погодными условиями, самолетами, вертолетами, линиями электропередач и судами (в случае морских исследований), все из которых могут быть зафиксированы приемниками.

Электромагнитный шум

Особенно важно в городских условиях (например, в линиях электропередач), его крайне сложно удалить. Для снижения этих помех в таких условиях используются некоторые специализированные датчики, такие как микроэлектромеханические системы (МЭМС).

2D против 3D

Первоначальный метод сейсмического отражения заключался в регистрации данных вдоль двухмерного вертикального профиля через земную кору, который сейчас называют 2D-данными. Этот подход хорошо подходил для областей с относительно простой геологической структурой и небольшими углами наклона. Однако в областях с более сложной структурой 2D-техника не позволяла корректно визуализировать недра из-за внеплоскостных отражений и других артефактов. Пространственная алиасинг также является проблемой для 2D-данных из-за недостаточного разрешения между профилями. Начиная с первых экспериментов в 1960-х годах, сейсмические методы стали исследовать возможность полномасштабной трехмерной регистрации и обработки данных. В конце 1970-х годов были получены первые крупные 3D-наборы данных, а в 1980-х и 1990-х годах этот метод получил широкое распространение.

Получение сейсмических данных

Получение сейсмических данных – это первый из трех различных этапов сейсморазведки, два других – обработка сейсмических данных и интерпретация сейсмических данных. Сейсмические исследования обычно проектируются национальными и международными нефтяными компаниями, которые привлекают сервисные компании, такие как CGG, Petroleum Geo Services и WesternGeco, для их проведения. Затем другая компания нанимается для обработки данных, хотя это часто может быть та же компания, которая проводила съемку. В конечном итоге готовый сейсмический объем передается нефтяной компании для геологической интерпретации.

Приобретение земельных участков

Сейсморазведка на суше обычно представляет собой масштабное мероприятие, требующее сотен тонн оборудования и привлечения от нескольких сотен до нескольких тысяч человек, работающих на обширных территориях в течение многих месяцев. Существует ряд вариантов контролируемого сейсмического источника для наземных исследований, и наиболее распространенными являются Vibroseis и динамит. Vibroseis – это неимпульсный источник, который дешев и эффективен, но требует ровной поверхности для работы, что затрудняет его применение в слаборазвитых районах. Метод заключается в использовании одного или нескольких тяжелых вездеходных транспортных средств, опускающих стальную пластину на землю, которая затем вибрирует с определенным распределением частот и амплитуд. Он создает низкую плотность энергии, что позволяет использовать его в городах и других застроенных районах, где динамит может нанести значительный ущерб, хотя большой вес, прикрепленный к грузовику Vibroseis, сам по себе может нанести вред окружающей среде. Динамит – это импульсный источник, который считается идеальным геофизическим источником из-за его способности генерировать почти идеальный импульс, но он имеет очевидные экологические недостатки. Долгое время это был единственный доступный сейсмический источник, пока в 1954 году не был внедрен метод сброса веса, позволивший геофизикам найти компромисс между качеством изображения и воздействием на окружающую среду. По сравнению с Vibroseis, динамит также неэффективен в плане эксплуатации, поскольку для каждой точки источника необходимо бурение и закладка динамита в скважину. В отличие от морской сейсморазведки, наземная геометрия не ограничивается узкими трассами, что означает, что обычно регистрируется широкий диапазон сдвигов и азимутов, и основная задача состоит в увеличении скорости регистрации. Скорость производства, очевидно, определяется тем, как быстро источник (Vibroseis в данном случае) может быть активирован и перемещен к следующей точке. Предпринимались попытки использовать несколько сейсмических источников одновременно для повышения эффективности исследований, и успешным примером этой техники является независимая одновременная генерация колебаний (ISS). Сейсморазведка на суше требует существенной логистической поддержки; помимо самой сейсмической операции, необходимо также обеспечивать поддержку основного лагеря для снабжения, медицинского обслуживания, обслуживания лагеря и оборудования, безопасности, смены персонала и утилизации отходов. Некоторые операции могут также разворачивать небольшие "передвижные" лагеря, которые организуются в удаленных районах, где расстояние слишком велико для ежедневного возвращения в основной лагерь, и им также потребуется регулярное логистическое обеспечение.

Land seismic surveys tend to be large entities, requiring hundreds of tons of equipment and employing anywhere from a few hundred to a few thousand people, deployed over vast areas for many months. There are a number of options available for a controlled seismic source in a land survey and particularly common choices are Vibroseis and dynamite. Vibroseis is a non impulsive source that is cheap and efficient but requires flat ground to operate on, making its use more difficult in undeveloped areas. The method comprises one or more heavy, all terrain vehicles lowering a steel plate onto the ground, which is then vibrated with a specific frequency distribution and amplitude. It produces a low energy density, allowing it to be used in cities and other built up areas where dynamite would cause significant damage, though the large weight attached to a Vibroseis truck can cause its own environmental damage. Dynamite is an impulsive source that is regarded as the ideal geophysical source due to it producing an almost perfect impulse function but it has obvious environmental drawbacks. For a long time, it was the only seismic source available until weight dropping was introduced around 1954, allowing geophysicists to make a trade off between image quality and environmental damage. Compared to Vibroseis, dynamite is also operationally inefficient because each source point needs to be drilled and the dynamite placed in the hole. Unlike in marine seismic surveys, land geometries are not limited to narrow paths of acquisition, meaning that a wide range of offsets and azimuths is usually acquired and the largest challenge is increasing the rate of acquisition. The rate of production is obviously controlled by how fast the source (Vibroseis in this case) can be fired and then move on to the next source location. Attempts have been made to use multiple seismic sources at the same time in order to increase survey efficiency and a successful example of this technique is Independent Simultaneous Sweeping (ISS). A land seismic survey requires substantial logistical support; in addition to the day to day seismic operation itself, there must also be support for the main camp for resupply activities, medical support, camp and equipment maintenance tasks, security, personnel crew changes and waste management. Some operations may also operate smaller 'fly' camps that are set up remotely where the distance is too far to travel back to the main camp on a daily basis and these will also need logistical support on a frequent basis.

Приобретение морских исследований (привлекательный стриммер)

Морские сейсмические исследования с помощью буксируемых потоков проводятся с использованием специализированных сейсмических судов, которые буксируют один или несколько кабелей, известных как потоки, чуть ниже поверхности, обычно на глубине от 5 до 15 метров, в зависимости от спецификаций проекта. Эти кабели содержат группы гидрофонов (или приемных групп) по всей своей длине (см. схему). Современные суда-потоки обычно буксируют несколько потоков кормой, которые могут быть закреплены за подводными крыльями, обычно называемыми «дверьми» или «вантами», позволяющими развернуть несколько потоков на значительное расстояние по борту судна. Современные технологии буксировки потоков, применяемые на судах серии Ramform, построенных в период с 2013 по 2017 год, увеличили количество потоков до 24 на этих судах. Для судов такой мощности, размах потоков от «двери» до «двери» по корме часто превышает одну морскую милю. Точная конфигурация потоков в любом проекте – длина потока, расстояние между потоками, длина группы гидрофонов и смещение (расстояние) между центром источника и приемниками – зависит от геологической области интереса под морским дном, данные о которой необходимы заказчику. Суда-потоки также буксируют источники энергии, главным образом массивы воздушных пушек высокого давления, работающие при давлении 2000 psi, которые срабатывают одновременно для создания согласованного энергетического импульса в морское дно. Отраженные энергетические волны регистрируются приемными группами потоков. Массивы пушек настраиваются, то есть частотную характеристику воздушного пузыря, образующегося при срабатывании массива, можно изменять в зависимости от комбинации и количества пушек в конкретном массиве и их индивидуального объема. Пушки могут располагаться по отдельности в массиве или объединяться в кластеры. Обычно объем массивов источников составляет от 2000 до 7000 кубических дюймов, но это зависит от конкретной геологии района исследований. Морские сейсмические исследования генерируют значительный объем данных из-за размеров современных судов-потоков и их буксировочных возможностей. Сейсмическое судно с двумя источниками и одним буксируемым потоком известно как узконаправленный буксируемый поток (или NAZ или NATS). К началу 2000-х годов стало общепринятым, что этот тип съемки полезен для первоначальной разведки, но недостаточен для разработки и добычи, где необходимо точное позиционирование скважин. Это привело к разработке многонаправленного буксируемого потока (MAZ), который стремился преодолеть ограничения линейной схемы съемки NATS путем проведения комбинации съемок NATS с различными азимутами (см. схему). Это позволило успешно повысить освещенность недр и улучшить отношение сигнал/шум. Сейсмические свойства соляных отложений представляют дополнительную проблему для морских сейсмических исследований, поскольку они ослабляют сейсмические волны, а их структура содержит нависающие элементы, которые трудно визуализировать. Это привело к появлению еще одного варианта съемки NATS – широкоазимутного буксируемого потока (или WAZ или WATS), который впервые был испытан на месторождении Mad Dog в 2004 году. Этот тип съемки включал в себя одно судно, буксирующее набор из 8 потоков, и два отдельных судна, буксирующих сейсмические источники, расположенные в начале и конце последней приемной линии (см. схему). Эта конфигурация была «повторена» 4 раза, при этом судно с приемниками каждый раз удалялось от судов-источников, что в конечном итоге создавало эффект съемки с 4-кратным количеством потоков. Конечным результатом стал сейсмический набор данных с более широким диапазоном азимутов, что стало прорывом в сейсмической визуализации. Донные кабели (OBC) также широко используются в районах, где использование сейсмического судна невозможно, например, на мелководье (глубина воды <300 м) и в переходных зонах, и могут быть развернуты дистанционно управляемыми подводными аппаратами (ROV) на больших глубинах, когда важна повторяемость (см. 4D-съемку ниже). Традиционные съемки с использованием донных кабелей используют двухкомпонентные приемники, сочетающие датчик давления (гидрофон) и датчик вертикальной скорости частиц (вертикальный геофон), но более поздние разработки расширили метод использования четырехкомпонентных датчиков, то есть гидрофона и трех ортогональных геофонов. Четырехкомпонентные датчики имеют преимущество, поскольку они также могут регистрировать поперечные волны, которые не распространяются в воде, но могут содержать ценную информацию. Помимо операционных преимуществ, OBC также имеет геофизические преимущества по сравнению с традиционной съемкой NATS, обусловленные увеличенным коэффициентом перекрытия и более широким диапазоном азимутов, связанных с геометрией съемки. Однако, как и при наземной съемке, более широкие азимуты и увеличенный коэффициент перекрытия требуют затрат, а возможность проведения крупномасштабных съемок с использованием OBC сильно ограничена. В 2005 году донные узлы (OBN) – расширение метода OBC, использующее автономные беспроводные приемники, размещенные на больших глубинах – впервые были испытаны на нефтяном месторождении Atlantis в партнерстве между BP и Fairfield Geotechnologies. Размещение этих узлов может быть более гибким, чем кабелей в OBC, и их легче хранить и развертывать благодаря меньшему размеру и весу.

Towed streamer marine seismic surveys are conducted using specialist seismic vessels that tow one or more cables known as streamers just below the surface typically between 5 and 15 metres depending upon the project specification that contain groups of hydrophones (or receiver groups) along their length (see diagram). Modern streamer vessels normally tow multiple streamers astern which can be secured to underwater wings, commonly known as doors or vanes that allow a number of streamers to be towed out wide to the port and starboard side of a vessel. Current streamer towing technology such as seen on the PGS operated Ramform series of vessels built between 2013 and 2017 has pushed the number of streamers up to 24 in total on these vessels. For vessels of this type of capacity, it is not uncommon for a streamer spread across the stern from 'door to door' to be in excess on one nautical mile. The precise configuration of the streamers on any project in terms of streamer length, streamer separation, hydrophone group length and the offset or distance between the source centre and the receivers will be dependent upon the geological area of interest below the sea floor that the client is trying to get data from. Streamer vessels also tow high energy sources, principally high pressure air gun arrays that operate at 2000psi that fire together to the create a tuned energy pulse into the seabed from which the reflected energy waves are recorded on the streamer receiver groups. Gun arrays are tuned, that is the frequency response of the resulting air bubble from the array when fired can be changed depending upon the combination and number of guns in a specific array and their individual volumes. Guns can be located individual on an array or can be combined to form clusters. Typically, source arrays have a volume of 2000 cubic inches to 7000 cubic inches, but this will depend upon the specific geology of the survey area. Marine seismic surveys generate a significant quantity of data due to the size of modern towed streamer vessels and their towing capabilities. A seismic vessel with 2 sources and towing a single streamer is known as a Narrow Azimuth Towed Streamer (or NAZ or NATS). By the early 2000s, it was accepted that this type of acquisition was useful for initial exploration but inadequate for development and production, in which wells had to be accurately positioned. This led to the development of the Multi Azimuth Towed Streamer (MAZ) which tried to break the limitations of the linear acquisition pattern of a NATS survey by acquiring a combination of NATS surveys at different azimuths (see diagram). This successfully delivered increased illumination of the subsurface and a better signal to noise ratio. The seismic properties of salt poses an additional problem for marine seismic surveys, it attenuates seismic waves and its structure contains overhangs that are difficult to image. This led to another variation on the NATS survey type, the wide azimuth towed streamer (or WAZ or WATS) and was first tested on the Mad Dog field in 2004. This type of survey involved 1 vessel solely towing a set of 8 streamers and 2 separate vessels towing seismic sources that were located at the start and end of the last receiver line (see diagram). This configuration was "tiled" 4 times, with the receiver vessel moving further away from the source vessels each time and eventually creating the effect of a survey with 4 times the number of streamers. The end result was a seismic dataset with a larger range of wider azimuths, delivering a breakthrough in seismic imaging. Ocean bottom cables (OBC) are also extensively used in other areas that a seismic vessel cannot be used, for example in shallow marine (water depth <300m) and transition zone environments, and can be deployed by remotely operated underwater vehicles (ROVs) in deep water when repeatability is valued (see 4D, below). Conventional OBC surveys use dual component receivers, combining a pressure sensor (hydrophone) and a vertical particle velocity sensor (vertical geophone), but more recent developments have expanded the method to use four component sensors i. e. a hydrophone and three orthogonal geophones. Four component sensors have the advantage of being able to also record shear waves, which do not travel through water but can still contain valuable information. In addition to the operational advantages, OBC also has geophysical advantages over a conventional NATS survey that arise from the increased fold and wider range of azimuths associated with the survey geometry. However, much like a land survey, the wider azimuths and increased fold come at a cost and the ability for large scale OBC surveys is severely limited. In 2005, ocean bottom nodes (OBN) – an extension of the OBC method that uses battery powered cableless receivers placed in deep water – was first trialled over the Atlantis Oil Field in a partnership between BP and Fairfield Geotechnologies. The placement of these nodes can be more flexible than the cables in OBC and they are easier to store and deploy due to their smaller size and lower weight.

Приобретение просроченного времени (4D)

Промежуточные или 4D-исследования – это 3D-сейсмические исследования, повторяемые через определенный период времени. Термин 4D относится к четвертому измерению, которым в данном случае является время. Промежуточные исследования проводятся для наблюдения за изменениями в пласте в процессе разработки и выявления зон, где существуют препятствия для фильтрации, которые могут быть не обнаружены при обычной сейсмической разведке. Промежуточные исследования состоят из исходного (базового) обследования и мониторингового или повторного обследования, выполняемого после начала эксплуатации месторождения. Большинство таких исследований представляют собой повторные NATS-исследования, поскольку они дешевле в проведении, а на многих месторождениях исторически уже имелись базовые NATS-данные. Некоторые исследования проводятся с использованием дно-кабельных систем, так как кабели можно точно установить в прежнее местоположение после их извлечения. Более точное повторение местоположения источника и приемников обеспечивает лучшую повторяемость и улучшенное отношение сигнал/шум. Также ряд 4D-исследований был выполнен на месторождениях, где дно-кабельные системы были приобретены и постоянно развернуты. Этот метод также известен как сейсмический мониторинг на протяжении всего срока разработки месторождения (LoFS) или постоянный мониторинг пласта (PRM).

Обработка сейсмических данных

Существует три основных процесса в обработке сейсмических данных: деконволюция, укладка по общей средней точке (CMP) и миграция. Деконволюция – это процесс, направленный на выделение серии отражений от земных горизонтов, исходя из предположения, что сейсмический трасс является результатом свертки этой серии отражений с искажающими фильтрами. Этот процесс повышает временное разрешение за счет уменьшения длительности сейсмического волнового пакета, однако он не имеет однозначного решения, если не доступна дополнительная информация, такая как данные каротажа, или не сделаны дополнительные предположения. Операции деконволюции могут выполняться последовательно, при этом каждая отдельная деконволюция предназначена для устранения определенного типа искажения. Укладка CMP – это надежный процесс, использующий тот факт, что определенная точка в недрах будет зафиксирована многократно с различных расстояний до источника. Это позволяет геофизику сформировать группу трасс с диапазоном расстояний, соответствующих одной и той же точке в недрах, известной как сбор по общей средней точке (CMP-собрание). Затем вычисляется средняя амплитуда по временной выборке, что значительно снижает уровень случайного шума, но приводит к потере ценной информации о взаимосвязи между сейсмической амплитудой и расстоянием. Коррекция нормального хода и коррекция статики – менее значимые процессы, применяемые непосредственно перед укладкой CMP. В отличие от морских сейсмических данных, наземные сейсмические данные требуют коррекции на разницу высот между точками съемки и приема. Эта коррекция представляет собой временной сдвиг к опорному горизонту и называется коррекцией статики, однако потребует дальнейшей коррекции на более поздних этапах обработки, поскольку скорость в приповерхностных слоях известна неточно. Эта дополнительная коррекция называется остаточной коррекцией статики. Сейсмическая миграция – это процесс геометрического перераспределения сейсмических событий в пространстве или времени в положение, где событие произошло в недрах, а не в точку его регистрации на поверхности, что позволяет получить более точное изображение недр.

There are three main processes in seismic data processing: deconvolution, common midpoint (CMP) stacking and migration. Deconvolution is a process that tries to extract the reflectivity series of the Earth, under the assumption that a seismic trace is just the reflectivity series of the Earth convolved with distorting filters. This process improves temporal resolution by collapsing the seismic wavelet, but it is nonunique unless further information is available such as well logs, or further assumptions are made. Deconvolution operations can be cascaded, with each individual deconvolution designed to remove a particular type of distortion. CMP stacking is a robust process that uses the fact that a particular location in the subsurface will have been sampled numerous times and at different offsets. This allows a geophysicist to construct a group of traces with a range of offsets that all sample the same subsurface location, known as a Common Midpoint Gather. The average amplitude is then calculated along a time sample, resulting in significantly lowering the random noise but also losing all valuable information about the relationship between seismic amplitude and offset. Less significant processes that are applied shortly before the CMP stack are Normal moveout correction and statics correction. Unlike marine seismic data, land seismic data has to be corrected for the elevation differences between the shot and receiver locations. This correction is in the form of a vertical time shift to a flat datum and is known as a statics correction, but will need further correcting later in the processing sequence because the velocity of the near surface is not accurately known. This further correction is known as a residual statics correction. Seismic migration is the process by which seismic events are geometrically re located in either space or time to the location the event occurred in the subsurface rather than the location that it was recorded at the surface, thereby creating a more accurate image of the subsurface.

Сейсмическая интерпретация

Цель сейсмической интерпретации – получить согласованную геологическую историю на основе карты обработанных сейсмических отражений. На самом простом уровне сейсмическая интерпретация включает в себя трассировку и корреляцию непрерывных отражателей по всему 2D или 3D сейсмическому набору данных и использование их в качестве основы для геологической интерпретации. Цель этого – создание структурных карт, отражающих пространственное изменение глубины определенных геологических слоев. Используя эти карты, можно идентифицировать ловушки для углеводородов и создавать модели недр, позволяющие выполнять расчеты объемов. Однако сейсмический набор данных редко предоставляет достаточно четкую картину для этого. Это в основном связано с вертикальным и горизонтальным сейсмическим разрешением, но часто шум и трудности обработки также приводят к ухудшению качества изображения. В связи с этим, сейсмическая интерпретация всегда содержит определенную степень неопределенности, и для одного и того же набора данных может существовать более одного решения, соответствующего имеющимся данным. В таком случае потребуется больше данных для уточнения решения, например, дополнительные сейсмические исследования, каротажные данные или данные гравиразведки и магниторазведки. Подобно подходу сейсмического оператора, сейсмическому интерпретатору обычно рекомендуется придерживаться оптимистичного подхода, чтобы стимулировать дальнейшую работу, а не отказываться от исследуемой области. Сейсмическую интерпретацию выполняют как геологи, так и геофизики, при этом большинство сейсмических интерпретаторов обладают знаниями в обеих областях. В разведке углеводородов интерпретатор особенно стремится выделить элементы, составляющие нефтяной резервуар: породу-источник, коллектор, покрышку и ловушку.

Анализ сейсмических атрибутов

Анализ сейсмических атрибутов предполагает извлечение или вычисление количественных характеристик из сейсмических данных, которые затем анализируются для выявления деталей, слабо различимых на традиционном сейсмическом изображении, что позволяет улучшить геологическую или геофизическую интерпретацию данных. Примеры анализируемых атрибутов включают среднюю амплитуду, позволяющую выделять яркие и темные пятна, когерентность и зависимость амплитуды от смещения. Атрибуты, указывающие на наличие углеводородов, называются прямыми индикаторами углеводородов.

Исследования коры

Использование сейсмологии отражения в изучении тектоники и земной коры началось в 1970-х годах с работ таких групп, как Консорциум по профилированию континентальной отражательной сейсморазведки (COCORP), который послужил вдохновением для проведения глубоких сейсмических исследований в других странах, например, BIRPS в Великобритании и ECORS во Франции. Создание Британского синдиката отражательной сейсморазведки (BIRPS) было обусловлено нефтегазовой разведкой в Северном море. Стало очевидно, что понимание тектонических процессов, сформировавших геологические структуры и осадочные бассейны, которые подвергались разведке, было недостаточным. Эта работа дала значительные результаты и показала возможность профилирования таких элементов, как надвиговые разломы, проникающие сквозь земную кору в верхнюю мантию, с использованием морской сейсмической разведки.

Влияние на окружающую среду

Как и любая другая деятельность человека, сейсмические исследования методом отражений оказывают определенное воздействие на естественную среду обитания Земли, и нефтегазовая промышленность, и экологические организации проводят исследования для изучения этих последствий.

Земля

На суше проведение сейсмических исследований может потребовать строительства дорог для транспортировки оборудования и персонала, а также расчистки растительности для размещения оборудования. Если исследования проводятся в относительно малонаселённой местности, возможно значительное нарушение естественной среды обитания, и многие правительства требуют от сейсмических компаний соблюдения строгих правил по охране окружающей среды; например, использование динамита в качестве источника сейсмических волн может быть запрещено. Технологии сейсмической обработки позволяют прокладывать сейсмические трассы в обход естественных препятствий или использовать существующие непрямые дороги и тропы. При тщательном планировании это может значительно снизить воздействие наземных сейсмических работ на окружающую среду. Более широкое применение инерциальных навигационных систем при наземных исследованиях вместо теодолитов уменьшило воздействие сейсмики, позволяя прокладывать трассы между деревьями. Потенциальное воздействие любых наземных сейсмических исследований необходимо оценивать на этапе планирования и эффективно управлять им. В регионах с развитым регулированием, как правило, требуется проведение оценки воздействия на окружающую среду и социальную сферу (ОВОС) или оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) перед началом любых работ. При планировании проекта также необходимо учитывать, какое воздействие останется после его завершения. Подрядчики и заказчики несут ответственность за реализацию плана рекультивации в соответствии с условиями контракта и действующим законодательством. В зависимости от масштаба проекта, наземные сейсмические работы могут оказывать значительное локальное воздействие и иметь заметный физический след, особенно если требуются складские помещения, обустройство лагеря, системы управления отходами (включая очистку сточных и серых вод), парковки для обычного и сейсмического транспорта, мастерские и пункты технического обслуживания, а также жилые помещения. Контакт с местным населением может нарушить их привычный образ жизни, например, из-за повышенного шума, круглосуточной работы и увеличения транспортного потока, что необходимо оценивать и смягчать. Важны также археологические аспекты, и планирование проекта должно учитывать юридические, культурные и социальные требования. Для оценки безопасных рабочих расстояний от зданий и археологических объектов могут использоваться специальные методы, чтобы минимизировать воздействие и предотвратить повреждения.

On land, conducting a seismic survey may require the building of roads, for transporting equipment and personnel, and vegetation may need to be cleared for the deployment of equipment. If the survey is in a relatively undeveloped area, significant habitat disturbance may occur and many governments require seismic companies to follow strict rules regarding destruction of the environment; for example, the use of dynamite as a seismic source may be disallowed. Seismic processing techniques allow for seismic lines to deviate around natural obstacles, or use pre existing non straight tracks and trails. With careful planning, this can greatly reduce the environmental impact of a land seismic survey. The more recent use of inertial navigation instruments for land survey instead of theodolites decreased the impact of seismic by allowing the winding of survey lines between trees. The potential impact of any seismic survey on land needs to be assessed at the planning stage and managed effectively. Well regulated environments would generally require Environmental and Social Impact Assessment (ESIA) or Environmental Impact Assessment (EIA) reports prior to any work starting. Project planning also needs to recognise that once a project has completed, what impact if any, will be left behind. It is the contractors and clients responsibility to manage the remediation plan as per the contract and as per the laws where the project has been conducted. Depending upon the size of a project, land seismic operations can have a significant local impact and a sizeable physical footprint, especially where storage facilities, camp utilities, waste management facilities (including black and grey water management), general and seismic vehicle parking areas, workshops and maintenance facilities and living accommodation are required. Contact with local people can cause potential disruptions to their normal lives such as increased noise, 24 hour operations and increased traffic and these have to be assessed and mitigated. Archeological considerations are also important and project planning must accommodate legal, cultural and social requirements that will have to be considered. Specialist techniques can be used to assessed safe working distances from buildings and archeological structures to minimise their impact and prevent damage.