для учета эффектов упругости среды в сейсморазведке

Расширение открытого пакета
«Seismic-Unix»для учета эффектов
упругости среды в сейсморазведке
Алексеев А.С., Михайленко Б.Г. (ИВМиМГ СО РАН),
Ерохин Г.Н. Кремлев А.Н. (ЮНИИИТ, г. Ханты-Мансийск),
Алексеев А.А.(Центр ИНФОРМОС, Новосибирск),
Осипов А.Е. (Инетлаб, Новосибирск )
Актуальность задач повышения
эффективности технологий
нефтедобычи и геологоразведки
•
•
Резкое снижение качества месторождений нефти в России
вследствие длительной эксплуатации устаревшими методами.
60% скважин имеют низкий дебит (менее 10 тонн в сутки ) – на грани
рентабельности;
15% скважин выведено из эксплуатации;
17% нефти добыто в 2001 году с применением новых физикохимических методов стимуляции.
Для выхода нефтяной отрасли из надвигающегося кризиса
необходимо:
в приоритетном порядке разработать более эффективные наукоемкие
технологии нефтедобычи;
за счет доходов от прироста добычи нефти существенно
активизировать геологоразведку.
Проект СО РАН
Разработка отечественных технологий комплексной
компьютерной обработки данных сейсморазведки и глубинного
бурения, адаптированной к условиям крупнейших
нефтегазоносных провинций России (Западная Сибирь,
Восточная Сибирь, шельф Северных морей)
Технологии поиска и разведки месторождений нефти и газа, учитывая базовый
характер углеводородных ресурсов для экономики России, можно отнести к
числу ”макротехнологий”, имеющих наукоемкий характер и определяющих
эффективность развития энергетики России в 21-м веке.
Масштаб темпов работ по разведке и освоению нефти и газа Западной Сибири
показали способность отечественных технологий геолого-геофизической
разведки быстро развиваться и эффективно решать беспрецедентные по
сложности задачи. Эффективность сейсморазведочных работ в Западной
Сибири достигла 70-80% обнаружения месторождений уще до стадии
разведочного бурения.
Авторы проекта:
академик Алексеев А.С. –
советник РАН (ИВМиМГ СО РАН)
академик Гольдин С.В. –
директор ИГ СО РАН
академик Конторович А.Э. – директор ИГНиГ СО РАН
д.ф.-м.н. Михайленко Б.Г. –
директор ИВМиМГ СО РАН
Seismic Unix
• Пакет свободно распространяется;
• Позволяет комбинировать отдельные
компоненты;
• Полный набор функций для предобработки;
• Реализован стандартный граф обработки;
• Поддерживает промышленные стандарты
(SEG-Y)
• Расширяемость (системная и юридическая) –
Open Source
Особенности сейсморазведки на
территории Сибири
• Изменчивость ВЧР
Базальтовые интрузии (траппы)
Вечная мерзлота (болота, песчаные линзы)
• Неструктурное залегание (Баженовская свита)
• Глубинные крутовосходящие границы
(Палеозой)
• Сильные кратные волны
Vp
Теория упругости и акустическое
приближение
Упругость
rutt=–grad(ldiv u) –
div(m (grad u + sUu))
Акустическое
приближение
utt=div(c*grad u)
•
•
•
•
•
Скалярное поле
Существует большое число
алгоритмов обработки
«Неакустические волны» (S,
PS, R) – воспринимаются, как
помехи
Определяется один
физический параметр (C*)
«Тонкие» эффекты
отсеиваются при
предобработке
•
•
•
•
Векторное поле
Нет промышленных алгоритмов
обработки
Все типы волн
Все физические параметры
•
Чувствителен к «тонким» эффектам
Место математического моделирования в
стандартном графе обработки
• Подходы многоволновой сейсмики, большее число типов и
параметров волн, более точное и надежное построение модели
среды.
• Выявление и анализ нестандартных случаев распространения
волн,
• Преодоление проблемы ВЧР (трапповые интрузии и вечная
мерзлота) – сильные динамические многоволновые эффекты
• Тестирование методологии, выбор подходящего графа обработки
и подбор параметров для коррекции, верификация построенных
разрезов.
Дифракционно-лучевое моделирование
• ray-tracing Метод расчета динамики
синтезированных пакетов волн;
• В отличии от стандартного корректный расчет
амплитуд и фаз (форм записи) волн;
• Расчет волн любых типов (P,S, PS, SP, S*);
• Вычислительная эффективность;
Моделирование волн дифракционнолучевым методом
• Для регулярных
лучей решается
уравнение вдоль
луча;
• Дифракция, каустики,
соскальзывание луча
– Дифракционные
формулы
Результаты миграции с использованием
промежуточного моделирования с подбором
параметров (Сургут, палеозойские отложения)
(ОАО «СибГЭ» Г.Ф. Жерняк)
Расчет полной
динамической задачи
• Численное решение полной системы
уравнений теории упругости;
• Расчет полного поля;
• Требует больших вычислительных затрат
на реальных моделях;
• Не позволяет выделить отдельные волны
Учет ВЧР
(базальтовые интрузии)
с помощью расчета полного волнового поля
Юрубчено-Тахомская зона (правобережье Енисея)
«Фотографии» волнового
поля
Проблема ВЧР и статические
поправки
Основные проблемы кинематического подхода:
• Сильная изменчивость;
• Трапповые интрузии;
• Вечная мерзлота;
Способы решения:
• Моделирование ВЧР и вычитание из общего
волнового поля;
• Некинематические статические поправки;
Статические поправки
пространственно-временной спектральный
анализ
Сравнение статпоправок
полученных по стандартной
методике ( ) и поверхностным
волнам (
)
Ms
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
M
Обработка данных ВСП и прогноз механических
свойств призабойной зоны скважины с
помощью обратных динамических задач
1 - источник; 2 - волны;
3 - скважина; 4 - приемник.
r utt   r v 2uz  z ; u
t 0
 0.
Известны : uz (0, t ), u( h, t ).
Ищется акустический импеданс :
 ( z )  r v.
Рефрагированные волны
Рефрагированные волны
Рефрагированные волны
Волновой метод общей
глубинной точки (ВОГТ)
• Решение обратной линеаризованной
задачи (миграция+скоростной анализ)
• Точный учет динамических характеристик
волн (отраженные и рефрагированные)
• Истинные амплитуды на временных
разрезах
Отличие ВОГТ от стандартного ОГТ
Сравнение результатов суммирования
(впадина Дерюгина, шельф Охотское море)
ОГТ
ВОГТ
Построение интерфейса интерактивного
моделирования
• Высокопроизводительная технология создания и
редактирования геолого-геофизических моделей;
• Учет всей информации (Временные и глубинные
разрезы, скважинные наблюдения, геологические
карты);
• Создание данных для сложных систем моделирования
• Простота использования;
• Интерактивное моделирование в едином графе
обработки;
• Управление модулями моделирования и обработки
Архитектура системы и
технология разработки
•
•
•
•
Эргономичный интерфейс;
Платформенная независимость;
Расширяемость разработки (реинжениринг);
Возможность распределенного моделирования и
распределенных вычислений
Архитектура системы
Эргономика интерфейса
Платформенная
независимость
Распределенные вычисления
Межскважинной
интерполяция (Kraiging)
640 скважин,
Базовый компьютер
PIII 1Ггц
Время (мин)
800
700
600
500
Время
400
300
200
100
0
1
3
5
10
25
Контактная информация
Институт Вычислительной Математики и
Математической Геофизики СО РАН
Новосибирск-90 пр. Ак. Лаврентьева 6
Тел.(3832) 34-26-50, 341-340
E-mail [email protected]