seismica stratigrafica curs 1

Seismica stratigrafica

Seismica stratigraficaCuprins:

Introducere

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice• Intervalul de esantionare • Corectiile statice • Filtrarea • Migrarea • Analiza AVO / AVA

interpretarea dpdv stratigrafic a sectiunilor seismice de reflexie

analiza stratelor subtiri

Rezolutia seismica

Seismica stratigraficaIntroducere

Stratigrafia consta in studiul caracterului stratificat al rocilor sedimentare.

Geologii folosesc o varietate de strategii pentru a interpreta originea rocilor sedimentaresi pentru a prezice caracterul rocilor si al litofaciesurilor.

Exemple de instrumente folosite in geologie:-Legea lui Stone: acumularea de sedimente este indicata de prezenta stratelor suprapuse unul peste altul- Legea lui Walter: faciesurile dintr-o secventa continua adiacente pe verticala sunt adiacente si in lateral- Identificarea biofaciesurilor si a structurilor sedimentare- Stratigrafia secventiala: foloseste relatiile dintre schimbarile in nivelul marii si procesele de eroziune si depunere- Marker-ii cronostratigrafici: pot fi briostratigrafici, vulcanici, magnetostratigrafici, radioactivi, biologici etc

Seismica stratigraficaIntroducere

Interpretarea sectiunilor sedimentare si predictia heterogeneitatii faciesului implica analiza si integrarea tuturor datelor geologice si seismice. Este un proces iterativ si de intoarcere in timp, pentru a urmari modul in care s-a efectuat depunerea stratelor.

Interpretarea stratigrafica incearca sa explice modul in care rocile sedimentare au capatat caracterul lor stratificat, litologia, textura, asociatiile de faune si alte proprietati.

Analiza acestor proprietati poate fi folosita pentru a explica modul in care mecanismele de acumulare a sedimentelor, eroziunea si procesele legate de ea au produs configuratia curenta a rocilor.

Seismica stratigraficaIntroducere

Stratigrafie Proprietati

Litostratigrafie litologie

Biostratigrafie fosile

Magnetostratigrafie polaritate magnetica

Chemostratigrafie proprietati chimice

Cronostratigrafie varsta absoluta

Allostratigrafie discontinuitati

Stratigrafie seismica date seismice de reflexie

Stratigrafie secventiala medii depozitionale

Seismica stratigraficaIntroducere

Seismica stratigrafica este o ramura a stratigrafiei in care sedimentele si rocile sedimentare sunt interpretate intr-un context geometric pe baza reflexiilor seismice

Analizele stratigrafice folosesc sectiunile seismice ca date de intrare in:• determinarea naturii rocilor sedimentare• determinarea continutului de fluid din porii rocilor• descrierea mediului depozitional• analiza variatiilor nivelului marii

Informatiile obtinute de pe profilele seismice de reflexie sunt considerate informatii de rezolutie scazuta dar ele au o continuitate laterala mai mare decat cea obtinuta din aflorimente, care dau informatii punctuale

Seismica stratigraficaIntroducere

Folosirea datelor seismice permite caracterizarea si cuantificarea litologiei; ca marimi de studiu, in loc de marimea granulelor si compozitie mineralogica folosim amplitudine, frecventa, continuitate si viteza.

Seismica stratigraficaIntroducereIstoric

Nicholas Steno (1669) a enuntat principiile suprapunerii si a continuitatiistratigrafice

William Smith (1799) a transpus principiul succesiunii faunei intr-un tabel stratigrafic si a realizat o harta a Angliei care arata distributia diferitelor strate geologice

Sloss (1963, 1972) si Wheeler (1963) au definit stratigrafia secventiala moderna si au propus corelarea secventelor la scara continentala si chiar mondiala

Fisher si Arthur (1977) si Fisher (1981, 1982 si 1983) au avut contributiiImportante in explicarea ciclurilor stratigrafice si a oscilatiilor climatice

Vail et al (1977) a introdus pentru prima data interpretarea seciunilorseismice in analizele stratigrafice. Au fost primii care au aratat ca efectele schimbarilor globale ale nivelului marii pot fi identificate in urma unei analize atente pe sectiunile seismice de reflexie (in general de timp)

Seismica stratigraficaIntroducereIstoric

Ideea de baza in aceasta analiza este ca reflexiile apar datorita contrastelor de impedanta acustica, iar aceste contraste au ca suport schimbari de natura geologica (variatii de litologie, accidente structurale si stratigrafice, contactul fluidelor etc.

Catuneanu (2006) este unul dintre geologii romani care au contribuit la dezvoltarea stratigrafiei prin elaborarea unor principii ale stratigrafiei secventiale

Analiza stratigrafica necesita urmatoarele tipuri de date:- sectiuni seismice de reflexie de timp (ce permit efectuarea corelarilor lascara regionala)

- diagrafii geofizice

- sectiuni ale aflorimentelor

- informatii paleontologice

Seismica stratigraficaIntroducere

Aplicatii in cercetare: geneza si arhitectura interna a umpluturii bazinelor sedimentareAplicatii in industrie: explorarea pentru hidrocarburi, carbune si resurse minerale

Stratigrafie secventiala

Discipline implicate

-sedimentologie-stratigrafie-geofizica-geomorfologie-geochimie-analize de bazin

Date implicate

-aflorimente-analogii moderne-zacaminte-diagrafii geofizice-date seismice

Factori principali decontrol

-variatia nivelului marii-subsidenta, ridicareatopografica-clima-suportul de sedimente-energia ambientala

Seismica stratigraficaCuprins:

Introducere

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice• Intervalul de esantionare • Corectiile statice • Filtrarea • Migrarea • Analiza AVO / AVA

Analiza secventelor seismice• Secventa seismica• Tipuri de discontinuitati• Facies seismic

Analiza caracterului reflexiilor

Rezolutia seismica

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

Intervalul de esantionare, dt, a informatiei seismice analogice este foarte important, de valoarea acestuia depinde continutul maxim de frecventa al datelor seismice digitizate si forma sub care informatia seismica (semnal+zgomot) este reprezentata.

Frecventa Nyquist reprezinta frecventa maxima continuta de o informatie seismica; ea este invers proportionala cu intervalul de esantionare.

fN = 1 / 2dt

Seismica de mare adancime – valori mai ridicate ale intervalului de esantionare ( > 4 ms)

Seismica de mica adancime – valori cat mai scazute ale intervalului de esantionare ( ~ 1 ms)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.002 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.004 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.008 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.002 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.004 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Intervalul de esantionare

dt = 0.008 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Corectiile statice

Corectiile statice elimina/atenueaza efectul introdus de variatiile de relief si de prezenta zonei de viteza mica, efect materializat prin introducerea unor intirzieri de timp in sosirile undelor seismice (semnal sau zgomot).

Semnalul (unda simplu reflectata) este mai sensibil la variatiile pe verticala (variatii de relief) fiind o unda ce se propaga pe verticala

Zgomotul (unda de suprafata) este mai sensibil la variatiile laterale ce apar datorita prezentei zonei de viteza mica, fiind unde ce se propaga pe orizontala

In prelucrarea automata a inregistrarilor seismice, corectiile statice se calculeaza in doua etape:

• in raport cu floating datum• in raport cu planul final

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Corectiile statice

• floating datum: plan curb ce mediaza suprafata topografica; aproape intreaga prelucrare se efectueaza folosind inregistrari seismice corectate fata de acest plan (filtrare, analiza de viteza + corectie NMO), anumite tehnici de migrare

• plan final: plan orizontal fata de care se calculeaza corectiile statice; el poate avea aceeasi elevatie in lungul profilului seismic sau elevatii variabile pe segmente de profil; insumarea si anumite tehnici de migrare se efectueaza folosind datele corectate fata de acest plan

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Filtrarea

Filtrarea este procedeul aplicat pentru imbunatatirea raportului semnal-zgomot.

Ea se aplica in domeniul frecventa sub trei forme:• de frecventa• numar de unda• viteza aparenta

Transf Fourier Directa Data(t, x) -------------------------------------- Data(f, k)

Transf Fourier Inversa Data(f, k) -------------------------------------- Data(t, x)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Filtrarea

Date initiale

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Filtrarea de frecventa (trece banda)

36 – 72 Hz

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Filtrarea in numar de unda

k = 0 – 0.25 (1/m)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Filtrarea in evantai

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Migrarea

Migrarea este procedeul care deplaseaza informatia seismica din pozitia in care a fost inregistrata in pozitia reala din adancime

-Muta reflectorii in sens ascendentlimitei reflectatoare

-Unghiul de inclinare al limitei geologice estemai mare decat al limitei identificata pesectiunea seismica

-Lungimea limitei geologice este m,ai mica decat cea a limitei identificata pe sectiunea seismica

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Migrarea

Migrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (prestack time migration) - in adancime (prestack depth migration)

!! Se poate face inainte sau dupa aplicarea corectiilor NMO

• Dupa insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (poststack time migration)

Migrarea in timp foloseste un model cu viteze medii

Migrarea in adancime foloseste un model cu viteze de interval

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice MigrareaMigrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (prestack time migration)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice MigrareaMigrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (prestack time migration)

Poststk timemigration

Prestk depthmigration

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice MigrareaMigrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (prestack time migration)

Model de viteza Marmousi

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Migrarea

Migrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in adancime (prestack depth migration)

CDP gathers input toPrestk depth migration

CDP gathers output toPrestk depth migration

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Migrarea

Migrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• inainte de insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP

Prestk timemigration

Prestk depthmigration

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Migrarea

Migrarea datelor seismice se poate face in doua moduri:

• Dupa insumarea traselor dintr-o colectie de trase CMP/CDP - in timp (poststack time migration)

Poststk time migration

Prestk depth migration

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

AVO – Amplitude Versus Offset

-este o tehnica des folosita in explorarea pentru hidrocarburi si estimarea parametrilor rezervoarelor purtatoare de hidrocarburi; este cunoscuta ca un estimator direct de hidrocarburi

-necesita prelucrarea inregistrarilor seismice cu protejarea amplitudinii reale a formelor de unda

- parametrii de baza in analiza AVO sunt Interceptul si Gradientul

- combinatii ale acestor doi parametrii (adunare, raport) sunt utile in caracterizarea geologica a rezervoarelor (litologie, continut de fluid, grad de fracturare, orientarea fracturilor)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

AVO – Amplitude Versus Offset

Contributii la dezvoltarea tehnicii AVO:

-Aki si Richards (1980)-Ostrander (1984)-Rutherford si Williams (1989)

Teoriile lor sunt bazate pe ecuatiile lui Zoeppritz. Varianta acestor ecuatii propusa de Shuey pentru unghiuri de incidenta Ѳ ≤ 30 (1985):

2( ) sinR A B

unde: R – coeficient de reflexie A – coeficientul de reflexie la incidenta normala (intercept) B - gradient

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Analiza AVO se foloseste preponderent pentru studiul nisipurilor cu gaz.

Nisipurile cu gaz se clasifica functie de caracteristicile AVO astfel:-Clasa 1: nisip + gaz cu impedanta acustica mai mare decat cea a argilelor inconjuratoare si valori pozitive relativ mari ale coeficientului de reflexie la incidenta normala

-Clasa 2: nisip+gaz cu impedanta acustica apropiata de cea a argilelor inconjuratoare si cu coeficient de reflexie la incidenta normala apropiat de 0.

-Clasa 3: nisip+gaz cu impedanta acustica mai mica decat cea a argilelor inconjuratoare si coeficient de reflexie la incidenta normala negativ

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Coeficientii de reflexie dupa ecuatiile lui Zoeppritz

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Colectii de trase cu CDP comun si corectate NMO(date de intrare in analiza AVO)

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Prelucrarea inregistrarilor seismice pentru AVO

- demultiplexare, in cazul in care seismogramele sunt in format SEG-D

- definirea geometriei si incarcarea in header-ul traselor

- sortarea traselor dupa CDP

- egalizarea amplitudinii la nivelul intregii trase seismice

- compensarea pierderii de energie prin divergenta sferica, absorbtie,

transmisie

- deconvolutie

- corectie NMO

- insumare

- filtrare

- egalizarea amplitudinii

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

GAZ

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Sectiune seismica migrata din Golful Mexic; reflectorul deInteres este plasat la aprox 2.1 s

Seismica stratigrafica

Particularitati ale prelucrarii inregistrarilor seismice Analiza AVO / AVA

Sectiune seismica migrata din Golful Mexic; reflectorul deInteres este plasat la aprox 2.3-2.5 s