TYTUŁ: Estymacja pola prędkości w niejednorodnym ośrodku anizotropowym VTI (Vertical Transverse Isotropy) z zastosowaniem metod optymalizacyjnych

Estimation of the velocity field in inhomogeneous anisotropy media VTI (Vertical Transverse Isotropy) using optimization methods.

 

AUTOR: Karolina Pirowska

 Karolina Pirowska Estymacja     okładka

OPIS PL:

Celem pracy badawczej było opracowanie metody oszacowania pola prędkości propagacji fali podłużnej w niejednorodnym ośrodku anizotropowym VTI na podstawie danych sejsmiki powierzchniowej. W szczególności główny obiekt zainteresowania stanowiło wyznaczenie wartości parametrów Thomsena ε i δ przy założeniu, że prędkość pionowa jest znana, oraz analiza możliwości określenia powyższych parametrów, gdy prędkość pionowa została przyjęta błędnie. Zaproponowana metoda opiera się na tradycyjnej technice analizy prędkości migracyjnych dla ośrodków izotropowych, która polega na poszukiwaniu wartości prędkości, dla których głębokość odwzorowywanego punktu ośrodka jako funkcja odległości pomiędzy źródłem i odbiornikiem jest niezmienna, tzn. nie zależy od offsetu. Jednak w ośrodkach anizotropowych uzyskanie tzw. efektu wypłaszczenia możliwe jest jedynie po uwzględnieniu parametrów anizotropii Thomsena ε i δ. Określenie optymalnych parametrów anizotropii potraktowano jako problem optymalizacyjny, a nowatorskim rozwiązaniem była próba zastosowania probabilistycznych metod optymalizacji globalnej, metody symulowanego wyżarzania oraz algorytmu genetycznego.

W publikacji przedstawiono obliczenia dla trzech modeli o różnym stopniu skomplikowania. Opracowana w projekcie metodyka przyniosła odmienne rezultaty dla poszczególnych modeli. W przypadku najprostszego modelu I (z jedną granicą płaskorównoległą) trafniejsze wyniki otrzymano za pomocą algorytmu genetycznego GA. Jednak błąd względny procentowy oszacowania był duży i wynosił 16% dla parametru ε oraz 58% dla parametru δ. W obliczeniach z zastosowaniem modelu II (z granicą nachyloną) obie metody przyniosły porównywalne wyniki. Parametr ε został oszacowany z dokładnością 0,1%, natomiast błąd procentowy oszacowania parametru δ wynosił 24%. Istotnym punktem badań było przetestowanie metodyki na bardziej skomplikowanym modelu III, zawierającym struktury charakterystyczne dla występowania węglowodorów – uskok oraz wysad solny. Niestety okazało się, że osiągnięcie „wypłaszczenia" na kolekcjach wspólnego punktu obrazowania nie odzwierciedla się w dokładności oszacowania poszczególnych parametrów anizotropii. Ponieważ obliczenia prowadzone dla całego modelu nie były satysfakcjonujące, podzielono go na trzy części, dla których obliczenia były wykonywane niezależnie. Najbliższe rzeczywistości wyniki otrzymano w przypadku części modelu bez skomplikowanych struktur. Tak jak w sytuacji z modelami I oraz II dokładniej oszacowany został parametr ε.

Rezultatem niniejszego projektu jest algorytm, który pomimo niedoskonałości może wspomagać dotychczasowe metody szacowania pola prędkości w ośrodkach anizotropowych. Przykładowo metoda może być wykorzystana przy szacowaniu parametrów wejściowych dla algorytmów migracji anizotropowej.


Opis EN:

The aim of this project was to work out the method of estimation of the velocity field for the longitudinal wave in inhomogeneous anisotropy medium VTI on the basis of seismic survey data. In particular, the main efforts was made to determine Thomsen parameters ε i δ with assumption that the vertical velocity is known and analyse of possibility of extracting this parameters in the situation when the vertical velocity is incorrect. Proposed method is based on the conventional technique of the migration velocity analysis for isotropic medium. It consists in seeking of the velocity values for which the depth of imaged point of the medium as the function of the distance between the source and a receiver is invariable. It means the depth of imaged point is not dependent on the offset. The estimation of the anisotropy parameters was treated as optimization problem, and the attempt to use probabilistic global optimization methods as simulated annealing and genetic algorithm was innovative solution.The results of calculation for the three different models are presented in this publication. For the simplest model I (with one plane and horizontal reflector) more accurate solution was received using the genetic algorithm GA. Nevertheless the relative error of estimation is high. It is equal 16% for the parameter ε and 58% for the parameter δ. For the model II (with the dipping reflector) both methods gave the comparable results. The parameter ε was estimated with the accuracy 0.1%, the relative error of parameter δ estimation is 24%.

Important part of the research was testing of methodology for more complicated model III, which contains the structures specific for occurrence of the hydrocarbons – the fault and the salt dome. Unfortunately, it appeared that reaching of flatness in the common image point panels does not result in accuracy of the anisotropy parameters estimation. The calculation for model III was not satisfying, this is why it was divided into three parts. For the each part the calculation was conducted independent. The result received for the part without complicated structures was the nearest of the reality. Like for model I and model II, more accurate estimation was for the parameter ε.

The presented algorithm, despite of imperfection, can be auxiliary for the previous methods of the velocity field estimation in anisotropy medium. As an example, the method can be used for the estimation of the input parameters for anisotropic migration algorithms.

  

Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT)

Koszt przesyłki: 5 zł brutto za sztukę – list polecony

Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 012 617 76 32.