Программа ZondST3d для трехмерной интерпретации данных сейсмотомографии (первые вступления) и МПВ

Программа ZondST3d предназначена для трехмерной обработки и интерпретации данных сейсмической томографии на преломленных волнах и КМПВ в наземном (площадном), межскважинном и акваторном вариантах.

В геофизическую терминологию термин сейсмическая томография вошел давно. Это связано с тем, что одна из основных задач в сейсмике – обратная кинематическая. Она заключается в определении скоростных характеристик исследуемой среды по известным временам пробега рефрагированных волн от пункта возбуждения сигнала до пункта его регистрации. То есть кинематическая сейсмотомография использует времена пробега сейсмических волн для восстановления структур в земных недрах, которые проявляются в виде вариаций сейсмических скоростей. Наибольшую популярность в инженерной геофизике получила межскважинная сейсмическая томография. Данное направление используется для детального исследования структуры массива горных пород в межскважинном пространстве.

Методика трехмерной сейсмической томографии подразумевает специальную методику измерений с использованием большого количества положений источников и приемников, при количестве сейсмотрасс достигающем десятков тысяч. Но во многих случаях, для трехмерной интерпретации достаточно использовать результаты двумерной сейсмической томографии, полученные на нескольких параллельных профилях.

ZondST3d представляет готовое решение для сейсмической томографии, и решает широкий спектр задач от математического моделирования и анализа чувствительности, до обработки и интерпретации полевых данных. Удобный интерфейс и широкие возможности представления данных позволяют максимально эффективно решить поставленную геологическую задачу.

Программа разбита на два основных модуля. Первый предназначен для пикирования первых вступлений (корреляции) на сейсмограммах. Второй используется для решения прямой и обратной задачи трехмерной сейсмической томографии.

Для обработки сейсмограмм разработан специальный интерфейс, призванный максимально упростить и автоматизировать процесс пикирования первых вступлений. Основой упор сделан на разнообразие способов визуализации и доступность часто используемых функций.

Пикировка первых вступлений в ZondST3d

При решении прямой задачи трассировки лучей используется специальный алгоритм теории графов (Shortest path’s method). Данный алгоритм характеризуется высокой скоростью расчетов и контролируемой точностью. ZondST3d использует простой и понятный формат данных, позволяющий легко совмещать различные системы наблюдений, включающий различные варианты задания рельефа и другой вспомогательной информации. Также поддерживаются общеизвестные форматы данных.

В программе реализовано несколько вариантов отображения трехмерной среды в форме различных срезов и изоповерхностей. Важным этапом, предваряющим полевые измерения, является математическое моделирование скоростного строения участка работ. Моделирование дает возможность оценить разрешающую способность и осуществить выбор оптимальных параметров установки для решения поставленной геологической задачи.

Результат обработки данных площадной сейсмотомографии в ZondST3d

Так как основной задачей программы является восстановление параметров скоростного разреза – в ZondST3d реализовано несколько вариантов решения обратной задачи, важнейшими из которых являются: сглаживающая инверсия – для получения гладкого, блочная для получения блокового и фокусирующая–для получения кусочно-гладкого распределения скоростных параметров с глубиной.

При разработке программы особое внимание уделено учету априорной информации. Ввиду эквивалентности обратных геофизических задач, качество получаемых результатов напрямую зависит от количества используемых априорных данных. В ZondST3d имеется возможность назначения весов измерениям, закрепления и задания пределов изменения свойств отдельных ячеек, использования априорной модели, как опорной при инверсии. Кроме этого в программе реализованы робастные схемы оценки шумовой составляющей. Также имеется возможность импортировать и отображать результаты измерений другими методами и скважинные данные, что способствует более комплексному подходу к интерпретации данных сейсмической томографии.

Рабочее окно программы ZondST3d