CDP seismiline meetod süsivesinike uurimisel
Süsivesinike (nafta ja gaasi) uurimine nõuab detailset, täpset ja ulatuslikult kaardistatavat maa-aluse teabe kasutamist. Üks domineerivamaid geofüüsikalisi meetodeid selleks otstarbeks on peegeldusseismiline meetod, kuna see suudab kujutada maa-alust struktuuri ja stratigraafiat nii kahes (2D) kui ka kolmes (3D) dimensioonis. Kaasaegses peegeldusseismikas on CDP (Common Depth Point) kontseptsioon – mida sageli nimetatakse ka CMP-ks (Common Midpoint) – peamine alus andmete kogumisel ja töötlemisel, et parandada maa-aluste kujutiste kvaliteeti. CDP seismiline meetod on osutunud väga tõhusaks püüniste tuvastamisel, reservuaari kihtide kaardistamisel, kivimi paksuse ja järjepidevuse määramisel ning tõlgendamise ebaselguse vähendamisel.
Seismilise peegelduse põhimõisted
Seismiline peegeldusmeetod töötab lihtsal põhimõttel: energiaallikas (näiteks vibroseis maal või õhupüss merel) kiirgab pinnasesse seismilisi laineid. Need lained levivad läbi kivimikihtide ja osa nende energiast peegeldub tagasi, kui nad puutuvad kokku kihtidevahelise piiriga, millel on akustilise impedantsi kontrast (kivimi tiheduse ja lainekiiruse korrutis). Need peegeldunud lained jäädvustatakse vastuvõtjaanduriga (maal geofon või merel hüdrofon) ja salvestatakse signaalina aja jooksul. Seejärel töödeldakse need toorandmed seismiliseks sektsiooniks, mis näitab pinnasealuseid reflektoreid.
Peegeldusseismika peamine väljakutse seisneb aga selles, et vastuvõetud signaali mõjutab lisaks primaarsele peegeldusele ka müra, pinnalained, difraktsioon, kordsed, pinnalähedased variatsioonid ja mõõtmisgeomeetria mõjud. Siin muutub oluliseks CDP-meetod, kuna see tugineb korduvatele mõõtmistele samas maa-aluses punktis, et parandada signaali-müra suhet ja reflektori geomeetria määramist.
CDP-meetodi definitsioon ja põhimõtted
Ühine sügavuspunkt (inglise keeles Common Depth Point ehk CDP) on seismiline andmete kogumise ja töötlemise meetod, mille puhul mitu allika-vastuvõtja paari salvestavad peegeldusi samast sügavuspunktist maapinna all. Praktikas luuakse seismilised konfiguratsioonid nii, et mitmel jäljel on ühine keskpunkt (inglise keeles Common Midpoint ehk CMP), mis eeldatavasti esindab ligikaudu sama peegeldusala horisontaalse või kergelt kaldus reflektori korral. Ühe CDP-ga "kogutud" jälgede kogumit nimetatakse CDP kogumiks.
CDP kogumise eeliseks on andmete koondamine: sama horisondi peegeldusi salvestatakse mitu korda erinevatel nihetel (allika ja vastuvõtja vahekaugused). See koondamine võimaldab kriitilisi töötlemisetappe, nagu kiiruse analüüs, normaalse liikumise (NMO) korrigeerimine ja virnastamine. Lõppkokkuvõttes toob mitme jälje virnastamine ühte CDP-sse esile järjepidevad primaarsed peegeldused ja summutab juhuslikku müra.
Seismiliste andmete kogumine CDP kontseptsiooniga
2D seismilise mõõtmise puhul paigutatakse allikad trajektoori kindlatesse punktidesse, samas kui vastuvõtjad on paigutatud massiividesse regulaarsete vahedega. Iga kord, kui allikas käivitub, salvestavad signaali mitu vastuvõtjat, luues ühtse "signaali kogumise". Allika järkjärgulise liigutamisega mööda trajektoori (veerdumine) tekitavad erinevad allika-vastuvõtja paarid sama keskpunkti, luues seeläbi piisava CDP katvuse.
3D-seismikas on kontseptsioon sama, kuid laiendatud kahemõõtmelistele pindadele (joonesisesed ja ristijoonelised). Allikad ja vastuvõtjad on paigutatud ruudustiku geomeetriasse nii, et iga CDP-kast (mida sageli nimetatakse CMP-kastiks) sisaldab mitmeid jälgi, millel on erinevad asimuutid ja nihked. Suur katvus – väljendatud voltidena – on kasulik andmete kvaliteedi parandamiseks, müra mõju vähendamiseks ja seismiliste atribuutide usaldusväärsuse suurendamiseks.
Mõned CDP kvaliteeti mõjutavad omandamisparameetrid on järgmised:
1. CDP intervall (prügikasti suurus): liiga suur prügikasti suurus võib varjata konstruktsioonilisi detaile, samas kui liiga väike võib vähendada prügikasti voltimist.
2. Voldi katvus: mida suurem on volt, seda paremad on üldiselt virnastamise tulemused (teatud piirini).
3. Maksimaalne nihe: vajalik kiiruse ja AVO (amplituudi ja nihke) analüüsi jaoks, kuid liiga suur nihe võib suurendada ka moonutusi ja müra.
4. Asimuutjaotus (3D): oluline keerukate struktuuride, näiteks murrangute ja soolakuplite pildistamisel.
CDP andmetöötluse etapid
CDP-põhine seismiline töötlemine hõlmab tavaliselt järgmisi põhietappe.
1. Sorteerimine CDP kogumiseks
Esialgsed haavlipüsside kogumike kujul olevad andmed järjestatakse ümber CDP kogumiteks. Selle sortimise korral sisaldab iga CDP jälgi, mis salvestavad peegeldusi samast maa-alusest asukohast (ideaalis).
2. Staatiline korrektsioon ja pinnalähedase korrektsioon
Maal põhjustavad heterogeensed maapinnalähedased kihid sageli erinevaid viiteid. Staatilise korrektsiooni eesmärk on aja võrdlusaluse võrdsustamine, nii et samalt horisondilt peegelduvad kujutised joonduksid CDP kogumi jälgedes.
3. Kiiruse analüüs
Seismiliste lainete kiirus kivimis määrab liikumise kuju CDP kogumis. Kiirusanalüüs viiakse läbi sarnasus- või koherentsusmeetodi abil, et leida kiirus, mis annab parima peegelduse joondumise. See kiirus on ülioluline NMO korrigeerimiseks ja migratsiooniks.
4. NMO (normaalse väljaliikumise) korrektsioon
Kuna vastuvõtjatel on erinevad nihked, on peegelduse levikuaeg suurte nihete korral pikem. NMO korrektsioon kõrvaldab selle aja erinevuse, mille tulemuseks on paralleelsed peegeldused. NMO edu sõltub suuresti õigest kiirusest.
5. Virnastamine
Kui peegeldused on joondatud, summeeritakse (virnastatakse) CDP kogumis olevad jäljed. Virnastamine parandab signaali-müra suhet, kuna koherentsed peegeldussignaalid tugevdavad üksteist, samas kui juhuslik müra kipub üksteist kustutama. Tulemuseks on iga CDP kohta üks "virna" jälg, mis on puhtam ja hõlpsamini tõlgendatav.
6. Ränne
Migratsioon liigutab peegeldusenergia õigesse geomeetrilisse asendisse, eriti kaldus, murdunud ja difraktsioonipeegeldite puhul. Ilma migratsioonita võivad seismilised sektsioonid helkureid valesti paigutada. Migratsiooni saab teostada aja- või sügavusdomeenis ning selle kvaliteet sõltub kiirusmudelist.
CDP-meetodi eelised süsivesinike uurimisel
CDP seismilisel meetodil on süsivesinike uurimisele suur mõju, kuna:
1. Parandage maa-aluste piltide kvaliteeti
Virnastamisel muutuvad primaarsed peegeldused selgemaks, nii et sihthorisonti saab järjepidevamalt kaardistada.
2. Toetab lõksude struktuuri kaardistamist
CDP-st saadud kiiruspõhise migratsiooni abil saab paremini tuvastada antikliine, murranguid, ümberminekuid ja stratigraafilisi struktuure.
3. Stratigraafilise interpretatsiooni usaldusväärsuse parandamine
Reflektori järjepidevus, kihtide lõpetamine (kattumine, allakattumine, kärpimine) ja sette geomeetria aitavad mõista naftasüsteeme.
4. Sillutab teed edasiseks analüüsiks (AVO ja atribuudid)
CDP eel-virnastatud andmete kogumine võimaldab AVO analüüsi vedeliku näitamiseks ja impedantsi inversiooni reservuaari iseloomustamiseks.
5. Puurimisotsuste tõhusus
Täpsem struktuuri ja sügavuse teave vähendab puurkaevude asukoha riski ja aitab hinnata mahtu.
Piirangud ja väljakutsed
Vaatamata eelistele on CDP meetodil piirangud. "Sama peegelduspunkti" eeldus kehtib pigem horisontaalsete reflektorite ja suhteliselt lihtsate keskkondade puhul. Komplekssetes struktuurides – näiteks kõrgete nõlvade, kitsaste murrangute või kiiresti muutuvate külgkiirustega aladel – võib CDP kogum sisaldada energiat erinevatest peegelduspunktidest (mittehüperboolne liikumine), muutes NMO ja virnastamise ebapiisavalt optimaalseks. Lisaks võivad isegi virnastamise ajal ilmneda mitmed nähtused ja koherentne müra. Seetõttu on teatud juhtudel vaja täiendavat töötlemist, näiteks demultipleerimist, anisotroopia korrigeerimist ja virnastamiseelset migratsiooni.
Sulgemine
CDP seismiline meetod on tänapäevase peegeldusseismika võtmeelement süsivesinike uurimisel. Kasutades korduvaid mõõtmisi samas maa-aluses punktis, võimaldab CDP täiustada kiiruse analüüsi, liikumise korrigeerimist, virnastamist signaali-müra suhte ja migratsiooni parandamiseks, mille tulemuseks on täpsemad reflektorite asukohad. Lõpptulemuseks on teravamad ja usaldusväärsemad maa-alused pildid lõksude tuvastamiseks, reservuaaride kaardistamiseks ja uurimisriskide maandamiseks. 3D-andmete omandamise tehnoloogia, arvutusliku töötlemise ja atribuutidel põhinevate tõlgendusmeetodite arenedes jääb CDP lähenemisviis seismilistest andmetest geoloogilise teabe tõhusa eraldamise alusena endiselt asjakohaseks.
