معرفی روش مبتنی بر مدل سطح پراش مشترک

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 دانشگاه کردستان

2 بازنشسته دانشگاه صنعتی شاهرود

3 انستیتو ژئوفیزیک کارلسروهه

چکیده

روش برانبارش سطح بازتاب مشترک حادثه‌‌های لرزهای را با استفاده از تحلیل سرعت به شیوه‌‌ای کلی‌‌تر نسبت به روش‌‌های معمول، برانبارش می‌کند. این روش قادر است فقط یک حادثه لرزهای را که در یک نمونه از مقطع برانبارش شده با شیبهای متفاوت تداخل کرده است در نظر بگیرد. به این علت نتایج حاصل از این‌ روش ممکن است در مراحل بعدی پردازش، یعنی کوچ بعد از برانبارش، حوادث مصنوعی را ایجاد کند. این مشکل هنگام اجرای کوچ قبل از برانبارش آشکار‌‌تر می‌شود. زیرا برای کوچ قبل از برانبارش، مدل سرعت لایههای زیرسطحی با دقت زیاد مورد ‌نیاز است که معمولاً در دسترس نیست.     به‌منظور غلبه بر مشکلات روش برانبارش سطح بازتاب مشترک، پیشنهاد شد که برای هر نمونه از مقطع دوراُفت صفر تعداد محدودی از عملگرهای برانبارش سطح بازتاب مشترک با شیب‌‌های متفاوت در نظر گرفته شود. به این منظور برای بازه‌‌ای از شیب‌ها، میزان همدوسی عملگرهای برانبارش سطح بازتاب مشترک در یک نمونه از مقطع دوراُفت صفر به‌دست آورده می‌‌شود. حال یک حد آستانه‌‌ای برای میزان همدوسی در نظر گرفته می‌‌شود. سپس عملگری که میزان همدوسی آن از این حد آستانه‌‌ای بیشتر است به‌منظور برانبارش به کار برده می‌‌شود. این شیوه تا حدی مشکل تداخل حوادث لرزه‌‌ای با شیب‌‌های متفاوت، را که در یک نمونه از مقطع دوراُفت صفر تداخل کرده‌اند، مرتفع کرده است. اما مشکل بزرگ روش پیشنهاد شده در نداشتن یک معیار برای مشخص کردن نمونه‌‌‌هایی از مقطع دوراُفت صفر است که درآنها تداخل شیب اتفاق افتاده ‌‌باشد. همچنین یکی دیگر از مشکلات روش پیشنهاد شده، نبود امکان تعیین دقیق تعداد حوادث لرزه‌‌ای است که در یک نمونه از مقطع دوراُفت صفر شرکت دارند.     اخیراً به‌منظور غلبه بر مشکلات روش برانبارش سطح بازتاب مشترک پیشنهاد شده‌است. این روش تعداد تقریباً پیوستهای از شیبها را در نظر می‌‌گیرد و آن را روش برانبارش سطح پراش مشترک می‌‌نامند. این نام به خاطر رابطة این روش با حوادث مربوط به هذلولی‌های پراش انتخاب شده است. این روش به شکل موفقیت آمیزی به‌صورت مبتنی بر داده روی دادههای لرزهای اجرا شده و مشکل مربوط به تداخل شیبها را تا حد زیادی مرتفع کرده است. زمان بسیار طولانی موردنیاز برای پردازش داده‌‌های لرزه ای، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات این روش است به گونه‌‌ای که میتوان فقط در مقیاس آزمایشگاهی و پژوهشی از آن استفاده کرد و کاربرد عملی و صنعتی نخواهد داشت.     در این مقاله یک روش مبتنی بر مدل معرفی شده است که فقط نیاز به یک مدل سرعت نه چندان دقیق و صافشده دارد. در این روش با استفاده از شیوة دنبال کردن پرتو به‌صورت سامان‌مند و دینامیک به شیوه مدل‌سازی پیشرو پارامتر‌‌های مورد‌نیاز به‌دست می‌آید. از این راه میتوان زمان محاسبات را در حد صد برابر کاهش داد. این روش روی داده‌‌های لرزه‌‌ای واقعی پیاده‌سازی شده است. سپس داده‌‌های کوچ داده شده بعد از برانبارش حاصل ازاین‌روش، با نتایج حاصل از روشهای پیشین مقایسه شده‌اند. این نتایج نشان میدهد که روش معرفی شده جدید، زمان پردازش بسیار اندکی دارد. با وجود این، نتایج حاصل ازاین‌روش حتی در بعضی موارد نسبت به نتایج روش‌‌های پیشین بهبود نیز یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The introduction of a common diffraction surface model-based approach

نویسندگان [English]

  • Hashem Shahsavani 1
  • Iradj Piruz 2
  • Juergen Mann 3
  • Peter Hubral 3
چکیده [English]

The Common Reflection Surface stack method parameterizes and stacks seismic reflection events in a generalized stacking velocity analysis. The main drawback of Common reflection surface stack method is that, this method cannot handle conflicting dip situations where more than one event with different dips contributes to one zero offset samples. In this way, as the Common-Reflection-Surface stack method implementation considers just one event contributing to a given zero offset stack sample such that conflicting dip situations cannot be handled. To overcome the drawback of Common Reflection Surface stack method, proposed to consider a discrete finite number of operators for staking. To do this the coherence of operators is obtain in a range of dips then a threshold for the coherence is considered. Finally for the stacking just the operators are contributed that has more coherency than this threshold. The proposed method resolved the problem of contribution more than one event in to a zero offset sample in to some extent. However the big problem of proposed strategy is that, there is not a reliable touchstone for detection of such situations. Finding out such locations is difficult and missed contributions to the stacked section might cause artifacts in a subsequent poststack migration. The inability to determine the exact number of events that contributing to one zero offset sample is another problem of proposed strategy. causes a variation of the number of contributions to neighboring samples which, in turn, cause artifacts in subsequent processing steps. In fact, , the lack of a reliable criterion to identify the number of conflicting dips causes a variation of the number of contributions to neighboring samples which, in turn, cause artifacts in subsequent processing steps. This is deleterious for complex data where prestack migration is no viable option due to its requirements concerning the accuracy of the velocity model, such that we might have to rely on poststack migration. In addition to the handling of a small number of discrete dips, the conflicting dip problem has been addressed by explicitly considering a virtually continuous range of dips with a simplified Common Reflection Surface stack operator in a process termed Common Diffraction Surface stack. In analogy to the Common Reflection Surface stack, the Common Diffraction Surface stack has been implemented and successfully applied in a data driven manner and the problem of contribution of more than one event in a zero offset sample has largely been solved. As this comes along with significant computational costs, this method is only applicable to laboratories and researches and will not practical application in the industry.
We now present a much more efficient model-based approach to the Common Diffraction Surface stack which is intended to fully resolve the conflicting dip problem occurring in complex data and, thus, to allow to simulate a complete stacked section containing all mutually interfering reflection and/or diffraction events to optimized for poststack migration. The method makes use the principles of ray theory to forward calculate the parameters of Common Diffraction Surface operator directly in a velocity model. The required macro velocity model can be generated with any inversion method. This approach only requires a smooth macro velocity model of minor accuracy. We present results for a real land data set at the north of Iran and compare them to the Common Reflection Surface and data driven Common Diffraction Surface stack. Compared to the data driven approach, the computational effort is dramatically reduced with even improved results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • برانبارش
  • سطح پراش مشترک
  • مبتنی بر مدل
  • دنبال کردن پرتو
  • تداخل شیب
سلیمانی منفرد، م.، ادیبی، ا.، شاهسونی، ه.، سکوتی، م.ر.، 1392الف، تصویر سازی لرزه ای در کمربند های رو رانده با ساختار پیجیده با نشانگرهای جنبشی میدان موج. م.، ژئوفیزیک ایران، 7(4)،95-116
سلیمانی منفرد، م.، 1388 ، برانبارش سطح پراش مشترک، ارائه یک روش نوین در حل مسئله تداخل شیب ها،پایان نامه دکتری، دانشگاه صنعتی شاهرود.
سلیمانی منفرد، م.، شاهسونی، ه.، مان، ی.، 1392ب، شناسایی گسل ها در داده های لرزه نگاری بازتابی به روش سطح پراش مشترک بررسی موردی منطقه گرابن راین آلمان، 39(4)، 44-31

Cervený, V., 2001, Seismic ray theory. Cambridge University Press, Cambridge.
Hale, D., 1991, Dip Moveout Processing. Soc. Expl. Geophys., Tulsa.
Hertweck, T., Schleicher, J., and Mann, J., 2007, Data-stacking beyond CMP. The Leading Edge, 26(7):818–827.
Höcht, G., de Bazelaire, E., Majer, P., and Hubral, P., 1999, Seismics and optics: hyperbolae and curvatures. J. Appl. Geophys., 42(3,4):261–281.
Jäger, R., Mann, J., Höcht, G., and Hubral, P., 2001, Common-Reflection-Surface stack: image and attributes. Geophysics, 66(1):97–109.
Mann, J., 2001, Common-Reflection-Surface stack and conflicting dips. In Extended abstracts, 63th EAGE Conference... Session P077.
Mann, J., 2002, Extensions and applications of the Common-Reflection-Surface Stack method. Logos Verlag, Berlin.
Mann, J., Jäger, R., Müller, T., Höcht, G., and Hubral, P., 1999, Common-Reflection- Surface stack – a real data example. J. Appl. Geophys., 42(3,4):301–318.
Müller, N.-A., 2006, Elimination of the spread-length bias in the Common-Reflection- Surface stack. In Expanded Abstracts, 76th Ann. Internat. Mtg., pages 3006–3010. Soc. Expl. Geophys.
Shahsavani, H., 2011, A model-based approach to the common-diffraction-surface stack. PhD thesis, Shahrood University of Technology.
Shahsavani, H., Mann, J., Hubral, P., Piruz, I., 2014, A Model-based Approach to the Common-diffraction-surface Stack to Solving the Problem of Conflicting Dips - A Real Case. 16th Iranian Geophysics Conference.
Shahsavani, H., Mann, J., Piruz, I., Hubral, P., 2011a, A model-based approach to the Common- Diffraction- Surface Stack—theory andsynthetic case study. Journal of Seismic Exploration, 20(3):289–308.

Shahsavani, H., Mann, J., Piruz, I., Hubral, P., 2011b, A model-based approach to the Common- Diffraction- Surface Stack method—a synthetic case study. SBGf conference, Brazil.
Shahsavani, H., Mann, J., Piruz, I., Hubral, P., 2011c, A model-based approach to the Common- Diffraction- Surface Stack. 75th EAGE Conference. Session P074.
Shahsavani, H., Mann, J., Soleimani, M., M., Sokooti, R., Vahid Hashemi, M., 2012, Seismic velocity model building by NIP tomography inversion – a case study in Iran. Istanbul International Geophysical Conference And Oil &Gas Exhibition. Istanbul, Turkey
Soleimani, M., Piruz, I., Mann, J., and Hubral, P., 2009a, Common-Reflection-Surface stack: accounting for conflicting dip situations by considering all possible dips. J. Seis. Expl., 18(3):271–288.
Soleimani, M., Piruz, I., Mann, J., and Hubral, P., 2009b, Solving the problem of conflicting dips in Common-Reflection-Surface stack. In Extended Abstracts, 1st Internat. Conf. & Exhib., Shiraz, Iran. Eur. Assn. Geosci. Eng.
Tygel, M., Müller, T., Hubral, P., and Schleicher, J., 1997, Eigenwave based multiparameter traveltime expansions. In Expanded abstracts, 67th Ann. Internat. Mtg., pages 1770–1773. Soc. Expl. Geophys.
Tygel, M., Schleicher, J., and Hubral, P., 1993, Parabolic and hyperbolic paraxial two-point traveltimes in 3D media. Geophys. Prosp., 41(4):495–514.
Pfaffenholz, J., 2001, Sigsbee2 synthetic subsalt data set: image quality as function of migration algorithm and velocity model error. In Workshop on velocity model independent imaging for complex media, Extended abstracts. Soc. Expl. Geophys. Session W5-5.