Программа потрассного анализа амплитудных спектров данных сейсморазведки 3D (SpectrumQualifier)

Назначение - Программа (плагин «SpectrumQualifier» для ПО Petrel) предназначен для потрассного анализа амплитудно-частотных спектров сейсмических трасс. В области интерпретации данных сейсмических съемок процедура анализа амплитудно-частотных спектров привлекается часто, однако недостатком стандартных подходов является то, что данный спектр рассчитывается по всей (или по большей) части исследуемой площади. При этом получается единая оценка для всей площади в виде одного амплитудно-частотного спектра. Между тем, каждая сейсмическая трасса, обладая характерным амплитудно-частотным спектром, несет информацию о геологических особенностях толщ горных пород и/или некачественно выполненных процедурах обработки полевых сейсмических съемок. Невозможность проведения потрассного анализа сейсмических данных и послужили основанием для разработки данного плагина.

Область применения - анализ сейсморазведочных данных 3D.

Используемый алгоритм - После запуска плагина пользователь указывает следующие входные параметры: сейсмические данные (амплитудные куб 3D или 2D линии), тип расчета (между сейсмическими горизонтами или во временном интервале), полигон (которым можно ограничить область расчета по площади), уровень, на котором будут сниматься максимальные и минимальные значения частот амплитудно-частотного спектра (уровень варьируется от 0.5 до 0.9). Рассчитываемые амплитудно-частотные спектры нормируются на «1».
После начала работы плагина производится выборка сейсмических трасс, ограниченных полигоном, или используются все трассы, если полигон не задан. Также производится исключение из расчета «пустых» сейсмических трасс (на записи которых отсутствуют информация о колебаниях). После этого, в соответствии с заданным интервалом расчета, будь то временной интервал или ограничение прокоррелированными сейсмическими горизонтами, производится выборка соответствующих участков сейсмических трасс и тэйперинг.
При этом, возможность расчета между сейсмическими горизонтами приводит к тому, что устраняется влияние на амплитудно-частотные спектры интенсивных отражений, соответствующих границам со  значительными перепадами в акустических свойствах. Данные интенсивные отражения могут снизить детальность отображения вариации параметров спектров по площади в соответствии с геологическими характеристиками изучаемого интервала.
В соответствии с полученной выборкой участков сейсмических трасс, по каждой трассе отдельно производится расчет собственного амплитудно-частотного спектра и его нормирование с тем, чтобы максимальное значение было приведено к «1», а остальные компоненты в соответствующей пропорции приняли значения от «0» до «1». Таким образом, путем приведения уровня амплитудно-частотных трасс к единому уровню, исключается влияние вариации магнитуд трасс по площади. В соответствии с полученными спектрами, строятся три карты распределения частотных параметров: пиковой частоты (которая соответствует значению амплитуды «1» нормированного амплитудно-частотного спектра), минимальной и максимальной частот на заданном пользователем уровне.
Построение указанных карт преследует цель анализа качества проведения полевых сейсмических съемок (достаточная глубина погружения взрывных источников упругих сейсмических колебаний, идентичность условий возбуждения и приема упругих сейсмических колебаний), проделанных впоследствии процедур обработки полевого сейсмического материала (особенно в области устранения влияния поверхностных условий и приведения к единым по площади параметрам сейсмического импульса), а также анализа геологической информации интервала расчета, которая находит свое отражение в вариации спектральных параметров.
Известно, что неблагоприятные поверхностные условия, в виде рыхлых или болотных отложений, недостаточное заглубление взрывных источников упругих сейсмических колебаний,   приводят к обеднению спектров сейсмических трасс высокими частотами, что на стадии обработки полевого сейсмического материала зачастую не удается устранить. Залежи газа (особенно массивные) интенсивно поглощают сейсмическую энергию, и также обедняют сейсмический сигнал высокими частотами. Различные геологические тела, такие как трапповые интрузии, могут служить своеобразным «экраном» для прохождения сейсмической энергии, что также отражается в амплитудно-частотных параметрах сейсмических трасс. Интерференционные эффекты на резких отражающих границах маломощных пластов приводят к смещению пиковой частоты в область высоких частот. Все эти эффекты находят свое отражение в оценках параметров амплитудно-частотных спектров трасс, а получаемые карты служат дополнительной информацией при интерпретации данных сейсмических съемок, обоснованием необходимости дообработки сейсмических данных или учета локальных вариаций спектральных параметров.

Инструментальные средства создания - Разработка плагина выполнена в специализированной среде разработки Ocean (компания Schlumberger) с использованием языка программирования C#.

Плагин «SpectrumQualifier» состоит из трех *.dll файлов: основного, содержащего форму программы и производящего построение частотных карт, и двух дополнительных – реализующих функционал выборки трасс и алгоритма преобразования Фурье. Размер всех трех файлов составляет 45 Кб.

Использование и запуск на выполнение плагина «SpectrumQualifier» возможно только в рамках программного обеспечения Petrel (компания Schlumberger). При этом, в плагине «SpectrumQualifier» отсутствует собственная система загрузки используемых данных, а реализован доступ к объектам Petrel (сейсмические кубы 3D, 2D линии, прокоррелированные сейсмические горизонты, полигоны). Визуализация результирующих частотных карт также реализована посредством функционала Petrel и возможна в 2D или 3D окнах.
Полная интеграция в Petrel позволяет также производить различные операции с получаемыми в результате работы плагина картами, начиная от операций сглаживания, изменения цветовой палетки и режима визуализации и т.п. и заканчивая возможностью выполнения математических операций над картами. Плагин совместим с версиями Petrel 2009.1, 2009.2 и 2010.