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WO1999000678A1 - Methode d'elaboration d'un bloc composite a partir de blocs d'enregistrements sismiques - Google Patents

Methode d'elaboration d'un bloc composite a partir de blocs d'enregistrements sismiques Download PDF

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WO1999000678A1
WO1999000678A1 PCT/FR1998/001329 FR9801329W WO9900678A1 WO 1999000678 A1 WO1999000678 A1 WO 1999000678A1 FR 9801329 W FR9801329 W FR 9801329W WO 9900678 A1 WO9900678 A1 WO 9900678A1
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PCT/FR1998/001329
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Inventor
Henri Houllevigue
Hervé DELESALLE
Eric De Bazelaire
Original Assignee
Elf Exploration Production
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30—Analysis
    • G01V1/301—Analysis for determining seismic cross-sections or geostructures

Definitions

  • the present invention relates to a method of developing a composite block from seismic blocks, obtained by means of seismic data recorded in the form of traces in different directions of acquisition.
  • complex tectonics as opposed to calm tectonics in which the horizons or reflectors of the subsoil to be explored are tabular layers, slightly deformed, the traditional methods are not always sufficient and precise, especially when the detected events are faults, ruptures or salt domes for example.
  • the seismic imagery of the subsoil is strongly disturbed by optical effects, well known to specialists, which are induced by the presence of said faults and / or salt-bearing, clay or other intrusions.
  • the seismic image can be in the form of a seismic block migrated time or depth in which the interpreter locates and interprets seismic events appearing in said seismic block.
  • a seismic event is essentially characterized by an extremum of amplitude of the seismic signal having good spatial continuity between neighboring traces.
  • the aim of the present invention is to propose a method for obtaining a seismic image or representation which is more complete and more predictive for the interpreter, this method relating more particularly to the development of a composite block of an attribute. predetermined seismic.
  • the method according to the invention is characterized in that it consists in:
  • each seismic block being constructed from seismic data recorded in a predetermined acquisition direction, so as to obtain n primary seismic blocks ⁇ Aj (x, y, z) ⁇ with i varying from 1 to n, n being greater than or equal to 2,
  • the independent primary seismic blocks can advantageously be seismic blocks of sum traces or else seismic blocks of sum traces migrated time or depth.
  • An advantage of the present invention lies in the fact that it makes it possible to obtain a composite block of seismic data in a secure manner in which the blackout effects induced by the azimuth of acquisition are strongly attenuated.
  • the seismic information contained in this composite block is more complete than that obtained in any of the initial blocks. This composite block therefore allows a more precise and complete interpretation of the geology of the subsoil.
  • the nature of the seismic data in the seismic blocks (A ⁇ ) can be arbitrary.
  • the attribute can be constituted by the classic seismic amplitude, migrated time or depth, but also by any derived seismic attribute or by any transform of the seismic signal.
  • the method according to the invention makes it possible to construct, for example, two types of information useful for the interpretation of the composite block:
  • these two blocks of index I and directivity D can be viewed on a screen or on any medium by associating a color tint with each block index and by constructing a color image in which the pixels representing a point (x, y, z) are colored with the hue associated with the index I (x, y, z) and have a saturation in this hue all the stronger as the directivity value D (x, y , z) is high.
  • Another advantage of the present invention lies in the fact that in the composite blocks, homogeneous parts appear.
  • the composite block according to the invention makes it possible to highlight sub-facies and tectonic accidents are detectable.
  • FIGS. 1 and 2 represent seismic images of the vertical sections of the same plane of the subsoil and extracted respectively from time migrated seismic blocks constructed with seismic data acquired in two perpendicular acquisition directions.
  • FIGS. 3 to 6 are cross-sections at constant time of four primary migrated time seismic blocks constructed with seismic data acquired in four directions of acquisition arranged at 45 ° from one another.
  • FIGS. 7 to 10 are images representing, for each constant time section of FIGS. 3 to 6, the correlation attribute between neighboring traces and which is used as a criterion of local quality.
  • Figure 11 is a sectional view at the same time of the composite block obtained according to the present invention.
  • FIG. 12 is a representation of the preferential directivities according to each of the directions of acquisition.
  • a transmission and reception device In reflection and seismic exploration of a medium, a transmission and reception device is generally used consisting of one or more emission sources which emit waves in the medium and by a certain number of receivers which receive and record, in particular function of time, the waves reflected by the various reflectors or horizons of the medium.
  • the positioning of the device, on the surface of the medium depends on the type of cover that one wishes to achieve.
  • a boat In marine seismic, for example, a boat is used which generally includes an emission source which is either on the boat or on a support which is towed by the boat at the same time as seismic streamers on which receiver-recorders are mounted. The boat generally moves in a predetermined azimuth direction, covering the surface to be explored by parallel lines along which said receiver-recorders are aligned.
  • Figure 1 is a vertical section or seismic image of a basement plane, said seismic image being from a seismic block migrated time constructed from seismic data acquired according to a first azimuth or acquisition direction XX of 0 °.
  • Figure 2 is also a vertical section or seismic image of the same plane of the basement of Figure 1, this seismic image being from a seismic block migrated time constructed from seismic data acquired according to a second azimuth or direction of YY acquisition of 90 °, therefore perpendicular to the first azimuth.
  • the local correlation between neighboring traces is calculated for each point (x, y, z) of each block Ai to A4.
  • This correlation locally estimates the spatial coherence of the seismic information which constitutes the example of quality criterion currently chosen.
  • Four blocks of quality criterion Q ⁇ (x, y, z), Q2 (, y, z), Q3 (x, y, z) and Q4 (x, y, z) are therefore produced.
  • Figures 7 to 10 are images representing for each constant time section of Figures 3 to 6, the correlation coefficient between neighboring traces and which has been chosen as a quality criterion.
  • FIGS. 5 and 10 show that some parts are disturbed due for example to a more unfavorable signal / noise ratio.
  • a composite block C (x, y, z) is produced, each sample e (x, y, z) of which is calculated as a combination of the values ej (x, y, z) of the blocks Aj (x, y, z) weighted by their relative qualities Qj (x, y, z), keeping in mind that the combination rule may vary.
  • the composite block C (x, y, z) is constructed by selecting any point M with coordinates (x, y, z), then we search the set of blocks Qj for the block which presents, for the point with the same coordinates, the best quality criterion which, in the example of the present invention, corresponds to the highest value.
  • the point M is then assigned the amplitude of the corresponding point in the primary block A [which is associated with the block Qj selected as having the best quality criterion.
  • the previous steps are repeated for all the points of the composite block for which there is seismic information.
  • a block of quality index I (x, y, z) can also be produced by assigning to each point of a blank block the index of the primary block Aj corresponding to the best value of the quality criterion Qj for the point considered .
  • the present invention also relates to the construction of a directivity block D (x, y, z) in which D (x, y, z) is calculated at each point by the formula (1-Q / Q ma ⁇ ) where Q ma ⁇ is the maximum value of Qj (x, y, z), i varying from 1 to n, and Q the mean of (n-1) other values Qj (x, y, z).
  • the method it is possible to view the information of the blocks XX, XY, YX and YY with different colors, the color associated with a point indicating which block has, at this point, the better correlation.
  • the saturation in color is all the stronger as the directivity D (x, y, z) at this point is strong.
  • a very pastel or even white dot indicates a very weak directivity.
  • the preferential directivity zones are represented diagrammatically according to each of the four directions of acquisition XX, XY, Y Y and YX instead of representing them with different colors.
  • the zone which, in color, would be pastel or even white is represented in FIG. 12 with very dense dotted lines, the latter indicating that the corresponding zone is of weak directivity.

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Abstract

Méthode d'élaboration d'un bloc composite à partir de blocs d'enregistrements sismiques. Elle est caractérisée en ce qu'elle consiste à: réaliser des blocs sismiques primaires indépendants, chaque bloc sismique étant construit à partir de données sismiques enregistrées suivant une direction d'acquisition prédéterminée, de manière à obtenir n blocs sismiques primaires {Ai(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, n étant supérieur ou égal à 2; calculer pour chaque point de chaque bloc primaire Ai la valeur d'un critère de qualité représentatif de la qualité locale de l'attribut sismique, de manière à obtenir n blocs de critère de qualité {Qi(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, chaque bloc de critère de qualité Qi étant associé au bloc primaire Ai; construire un bloc sismique composite C(x, y, z) dont chaque échantillon est calculé comme une combinaison des valeurs des échantillons des blocs (Ai(x, y, z) pondérées par leurs qualités relatives Qi(x, y, z).

Description

Méthode d'élaboration d'un bloc composite à partir de blocs d'enregistrements sismiques
La présente invention concerne une méthode d'élaboration d'un bloc composite à partir de blocs sismiques, obtenus au moyen de données sismiques enregistrées sous forme de traces suivant des directions d ' acquisition différentes . Lorsqu'on est en présence d'une tectonique complexe, par opposition à la tectonique calme dans laquelle les horizons ou réflecteurs du sous-sol à explorer sont des couches tabulaires, faiblement déformées, les méthodes traditionnelles ne sont pas toujours suffisantes et précises, surtout lorsque les événements détectés sont des failles, des ruptures ou des dômes de sel par exemple. En effet, l'imagerie sismique du sous-sol est fortement perturbée par des effets d'optique, bien connus des spécialistes, qui sont induits par la présence desdites failles et/ou d'intrusions salifères, argileuses ou autres. Ces effets d'optique occultent parfois certaines parties du sous-sol qui sont alors peu et même parfois pas du tout visibles sur l'image sismique. Les conséquences de ces effets d'optique sur ladite image peuvent varier fortement en fonction de la disposition géographique du dispositif d'émission et d'enregistrement sismique utilisé. En acquisition sismique marine 3D, la disposition est essentiellement caractérisée par l'azimut d'acquisition.
Lorsque la morphologie du sous-sol est partiellement connue avant acquisition, il est parfois possible de choisir une direction privilégiée d'acquisition qui donne une image sismique suffisamment complète. Malheureusement quand ladite morphologie est peu connue ou que les effets d'optique occultants sont nombreux et variés, il n'existe pas de direction unique d'acquisition qui permette d'obtenir une image suffisamment complète.
L'image sismique peut se présenter sous la forme d'un bloc sismique migré temps ou profondeur dans lequel l'interprétateur repère et interprète des événements sismiques apparaissant dans ledit bloc sismique. En sismique réflexion, un événement sismique est essentiellement caractérisé par un extremum d'amplitude du signal sismique présentant une bonne continuité spatiale entre traces voisines.
Pour distinguer, de façon automatique, les zones qui présentent des événements de celles qui n'en présentent pas, un moyen parmi d'autres consiste à mesurer la cohérence spatiale de la sismique à l'aide, par exemple, d'une technique de corrélation intertraces. Les diverses méthodes et formules de calcul de cohérence, bien connues des spécialistes, ne seront ni données, ni explicitées. La présente invention a pour but de proposer une méthode pour l'obtention d'une image ou représentation sismique qui soit plus complète et plus prédictive pour l'interprétateur, cette méthode concernant plus particulièrement l'élaboration d'un bloc composite d'un attribut sismique prédéterminé. La méthode selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle consiste à :
- réaliser des blocs sismiques primaires indépendants, chaque bloc sismique étant construit à partir de données sismiques enregistrées suivant une direction d'acquisition prédéterminée, de manière à obtenir n blocs sismiques primaires {Aj(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, n étant supérieur ou égal à 2,
- calculer pour chaque point de chaque bloc primaire A; la valeur d'un critère de qualité représentatif de la qualité locale de l'attribut sismique, de manière à obtenir n blocs de critère de qualité {Qj(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, chaque bloc de critère de qualité Qj étant associé au bloc primaire Ai,
- construire un bloc sismique composite C(x, y, z) dont chaque échantillon est calculé comme une combinaison des valeurs des échantillons correspondants des blocs A;(x, y, z) pondérées par leurs qualités relatives
Figure imgf000004_0001
Les blocs sismiques primaires indépendants peuvent être avantageusement des blocs sismiques de traces somme ou encore des blocs sismiques de traces somme migrées temps ou profondeur.
Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'elle permet d'obtenir de façon sûre un bloc composite de données sismiques dans lequel les effets occultants induits par l'azimut d'acquisition sont fortement atténués. L'information sismique contenue dans ce bloc composite est plus complète que celle obtenue dans l'un quelconque des blocs initiaux. Ce bloc composite permet donc une interprétation plus précise et plus complète de la géologie du sous-sol.
Il est à noter que la nature des données sismiques dans les blocs sismiques (A^) peut être quelconque. L'attribut peut être constitué par l'amplitude sismique classique, migrée temps ou profondeur, mais aussi par tout attribut sismique dérivé ou par toute transformée du signal sismique. De plus, le procédé selon l'invention permet de construire, par exemple, deux types d'informations utiles à l'interprétation du bloc composite :
- un bloc d'indice I(x, y, z) qui donne, pour chaque point (x, y, z), l'indice Ij du bloc sismique (A,) qui présente, en ce point, la meilleure qualité (Qj),
- un bloc d'attribut D(x, y, z), dénommé ici "bloc directivité", qui donne pour chaque point (x, y, z), les variations relatives des attributs de qualité Qj(x, y, z) des différents blocs Aj(x, y, z) pour une valeur de l'indice I comprise entre 1 et le nombre n de blocs primaires. Plus les valeurs de qualité en un point (x, y, z) différent, plus la directivité D(x, y, z) est forte ; inversement, plus les valeurs de qualité en un point sont homogènes et plus la directivité D est faible.
Pour aider à l'interprétation, ces deux blocs d'indice I et de directivité D peuvent être visualisés sur un écran ou sur un support quelconque en associant une teinte de couleur à chaque indice de bloc et en construisant une image couleur dans laquelle les pixels représentant un point (x, y, z) sont coloriés avec la teinte associée à l'indice I(x, y, z) et présentent une saturation en cette teinte d'autant plus forte que la valeur de directivité D(x, y, z) est élevée. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que dans les blocs composites, on voit apparaître des parties homogènes. De plus, dans un même faciès, le bloc composite selon l'invention permet de mettre en évidence des sous-faciès et des accidents tectoniques sont décelables. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :
Les figures 1 et 2 représentent des images sismiques des sections verticales d'un même plan du sous-sol et extraites respectivement de blocs sismiques migres temps construits avec des données sismiques acquises suivant deux directions d'acquisition perpendiculaires.
Les figures 3 à 6 sont des coupes à temps constant de quatre blocs sismiques primaires migres temps construits avec des données sismiques acquises suivant quatre directions d'acquisition disposées à 45° les unes des autres.
Les figures 7 à 10 sont des images représentant, pour chaque coupe à temps constant des figures 3 à 6, l'attribut de corrélation entre traces voisines et qui est utilisé comme critère de qualité locale. La figure 11 est une coupe au même temps du bloc composite obtenu selon la présente invention.
La figure 12 est une représentation des directivités préférentielles selon chacune des directions d'acquisition.
En exploration sismique réflexion d'un milieu, il est utilisé un dispositif d'émission et de réception constitué généralement par une ou plusieurs sources d'émission qui émettent des ondes dans le milieu et par un certain nombre de récepteurs qui reçoivent et enregistrent, en fonction du temps, les ondes réfléchies par les divers réflecteurs ou horizons du milieu. Le positionnement du dispositif, à la surface du milieu, dépend du type de couverture qu'on souhaite réaliser. En sismique marine par exemple, on utilise un bateau qui comprend généralement une source d'émission qui est soit sur le bateau soit sur un support qui est remorqué par le bateau en même temps que des flûtes sismiques ("streamers" en anglais) sur lesquelles sont montés les récepteurs-enregistreurs. Le bateau se déplace généralement selon une direction azimutale prédéterminée en couvrant la surface à explorer par des lignes parallèles le long desquelles lesdits récepteurs-enregistreurs sont alignés.
Selon la présente invention et dans l'exemple de la sismique marine, bien qu'elle puisse être mise en oeuvre en sismique terrestre, il est préférable de mettre en oeuvre la technique d'enregistrement dite 4X2D ou 4X3 D telle que décrite dans la demande FR-A-2 729 766. Dans la demande précitée qui est intégrée ici tant pour ce qui concerne la technique d'acquisition que pour le traitement des données notamment pour le calcul des vitesses de tranche et/ou pour l'élaboration du parapluie de sommation, il est décrit une méthode dans laquelle les directions d'acquisition des données sont à 45° l'une de l'autre, c'est-à-dire suivant des directions XX, XY, YY, YX.
La figure 1 est une section verticale ou image sismique d'un plan du sous-sol, ladite image sismique étant issue d'un bloc sismique migré temps construit à partir de données sismiques acquises selon un premier azimut ou direction d'acquisition XX de 0°.
La figure 2 est également une section verticale ou image sismique du même plan du sous-sol de la figure 1, cette image sismique étant issue d'un bloc sismique migré temps construit à partir de données sismiques acquises selon un deuxième azimut ou direction d'acquisition YY de 90°, donc perpendiculaire au premier azimut.
Lorsqu'on compare les figures 1 et 2, on note des différences importantes entre les deux images sismiques représentées dans les rectangles Ri et R et essentiellement dues aux effets occultants d'une intrusion salifère. Ces effets occultants ont des conséquences beaucoup plus importantes dans le bloc YY (rectangle R2) que dans le bloc XX (rectangle Ri). On notera que les horizons dans le rectangle R sont plus marqués que dans le rectangle R2. Les figures 3 à 6 représentent quatre sections à temps constant (t = 2748 ms) et issues de quatre blocs sismiques primaires et migres temps Aj(x, y, z) à A4(x, y, z) obtenus selon quatre directions d'acquisition disposées à 45° les unes des autres et référencées XX, XY, YY et YX. Les quatre sections représentent le même plan horizontal du sous-sol.
Dans une autre étape, on calcule pour chaque point (x, y, z) de chaque bloc Ai à A4, la corrélation locale entre traces voisines. Cette corrélation estime localement la cohérence spatiale de l'information sismique qui constitue l'exemple de critère de qualité choisi présentement. On réalise de ce fait quatre blocs de critère de qualité Qι(x, y, z), Q2( , y, z), Q3(x, y, z) et Q4(x, y, z). Les figures 7 à 10 sont des images représentant pour chaque coupe à temps constant des figures 3 à 6, le coefficient de corrélation entre traces voisines et qui a été choisi comme critère de qualité. Lorsqu'on compare les images des figures 7 à 10 entre elles, on peut noter des différences très sensibles. Sur l'image de la figure 3, la partie droite est fortement perturbée ce qui se traduit par un coefficient de corrélation relativement faible pour cette même zone de la figure 7. Un résultat analogue est décelé sur les figures 5 et 10 mais dans la partie gauche et basse. Les figures 4 et 6 montrent que certaines parties sont perturbées en raison par exemple d'un rapport signal/bruit plus défavorable.
Dans une autre étape, on réalise un bloc composite C(x, y, z) dont chaque échantillon e(x, y, z) est calculé comme une combinaison des valeurs ej(x, y, z) des blocs Aj(x, y, z) pondérées par leurs qualités relatives Qj(x, y, z), tout en gardant à l'esprit que la règle de combinaison peut varier.
Dans l'exemple choisi, le bloc composite C(x, y, z) est construit en sélectionnant un point quelconque M de coordonnées (x, y, z), puis on recherche dans l'ensemble des blocs Qj le bloc qui présente, pour le point de mêmes coordonnées, le meilleur critère de qualité qui, dans l'exemple de la présente invention, correspond à la plus forte valeur. On affecte ensuite au point M l'amplitude du point lui correspondant dans le bloc primaire A[ qui est associé au bloc Qj sélectionné comme ayant le meilleur critère de qualité. On recommence les étapes précédentes pour tous les points du bloc composite pour lesquels on a une information sismique.
La figure 11 représente la coupe à temps constant extraite du bloc composite C(x, y, z) pour le temps t = 2748 ms.
On peut également réaliser un bloc d'indice de qualité I(x, y, z) en affectant à chaque point d'un bloc vierge l'indice du bloc primaire Aj correspondant à la meilleure valeur du critère de qualité Qj pour le point considéré.
La présente invention a également pour objet la construction d'un bloc de directivité D(x, y, z) dans lequel D(x, y, z) est calculée en chaque point par la formule (1-Q/Qmaχ) où Qmaχ est la valeur maximum des Qj(x, y, z), i variant de 1 à n, et Q la moyenne des (n-1) autres valeurs Qj(x, y, z).
Plus les valeurs de qualité Qj(x, y, z) sont proches pour les quatre blocs Qi(x, y, z) et plus la directivité D(x, y, z) est faible.
Selon une autre variante du procédé, il est possible de visualiser les informations des blocs XX, XY, YX et YY avec des couleurs différentes, la couleur associée à un point indiquant quel bloc présente, en ce point, la meilleure corrélation. La saturation en couleur est d'autant plus forte que la directivité D(x, y, z) en ce point est forte. Un point de couleur très pastel ou même blanche, indique une directivité très faible.
Sur la figure 12, on a représenté schématiquement les zones de directivité préférentielle selon chacune des quatre directions d'acquisition XX, XY, Y Y et YX au lieu de les représenter avec des couleurs différentes. La zone qui, en couleur, serait pastel ou même blanche est représentée sur la figure 12 avec des pointillés très denses, ces derniers indiquant que la zone correspondante est de faible directivité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode d'élaboration d'un bloc composite d'un attribut sismique prédéterminé, caractérisée en ce qu'elle consiste à :
- réaliser des blocs sismiques primaires indépendants, chaque bloc sismique étant construit à partir de données sismiques enregistrées suivant une direction d'acquisition prédéterminée, de manière à obtenir n blocs sismiques primaires {Aj(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, n étant supérieur ou égal à 2,
- calculer pour chaque point de chaque bloc primaire A} la valeur d'un critère de qualité représentatif de la qualité locale de l'attribut sismique, de manière à obtenir n blocs de critère de qualité {Qj(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, chaque bloc de critère de qualité Qj étant associé au bloc primaire Ai,
- construire un bloc sismique composite C(x, y, z) dont chaque échantillon est calculé comme une combinaison des valeurs des échantillons correspondants des blocs Aj(x, y, z) pondérés par leurs qualités relatives Qi(x, y, z).
2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les données sismiques sont enregistrées suivant quatre directions d'acquisition disposées à 45° l'une de l'autre.
3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'attribut sismique est 1 ' amplitude .
4. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le critère de qualité est la cohérence.
5. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en outre à construire un bloc d'indice I(x, y, z) en affectant à chaque point d'un bloc vierge l'indice du bloc primaire Aj correspondant à la valeur du critère de qualité Qj pour le point considéré.
6. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en outre à construire un bloc de directivité D(x, y, z) dans lequel la directivité D(x, y, z) est calculée en chaque point par la formule (1-Q/Qmaχ) où Qmax est la valeur maximum des Qj(x, y, z), i variant de 1 à n, et Q la moyenne des (n-1) autres valeurs Qj(x, y, z).
7. Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que les directivités sont visualisées sur un support avec un code de couleurs, la saturation en couleur en un point étant d'autant plus forte que la directivité est forte audit point.
8. Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les blocs primaires Aj sont des blocs migres temps.
9. Méthode selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les blocs primaires Aj sont des blocs migres profondeur.
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