Абдирашидов.А.М.КР. Минобрнауки россии ргу нефти и газа (ниу) имени и. М. Губкина факультет
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА Факультет Филиал РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. Ташкенте (Республика Узбекистан) Кафедра “Разведочной геофизики и компьютерных систем” Оценка комиссии: Рейтинг: Подписи членов комиссии: (подпись) (фамилия, имя, отчество) (подпись) (фамилия, имя, отчество) (дата) КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Теория упругости и распространения сейсмических волн на тему Математическое моделирование сейсмических волновых полей «К ЗАЩИТЕ» ВЫПОЛНИЛ: УГФ 18 01 Студент группы (номер группы) Доцент, к.т.н, Белоусов Александр Валерьевич Абдирашидов Алишер Мухаммадюсуф угли (должность, ученая степень; фамилия, и.о.) (фамилия, имя, отчество) (подпись) (подпись) (дата) (дата) Москва, 20 22 МИНОБРНАУКИ РОССИИ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА Факультет Филиал РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. Ташкенте (Республика Узбекистан) Кафедра «Разведочной геофизики и компьютерных систем» ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ по дисциплине Теория упругости и распространения сейсмических волн на тему Математическое моделирование сейсмических волновых полей ДАНО студенту Абдирашидову Алишеру группы УГФ-18-01 (фамилия, имя, отчество в дательном падеже) (номер группы) Содержание работы: 1. Выбрать модель (модель – 19 - 20) 2. Провести расчёт синтетических сейсмограмм 3. Обработать сейсмограммы и получить временной разрез по модели 4. Сравнить полученные результаты с результатами моделирования в комплексе Omni 5. Провести описание выполненных действий Исходные данные для выполнения работы: Рекомендуемая литература: Графическая часть: 1. Модель 2. 5 синтетических сейсмограмм 3. Результаты скоростного анализа 4. Сейсмический разрез 5. Результаты моделирования в Omni 6. Сопоставление результатов моделирования Руководитель: к.т.н. доцент Белоусов А. В. (уч.степень) (должность) (подпись) (фамилия, имя, отчество) Задание принял к исполнению: студент Абдирашидов.А.М (подпись) (фамилия, имя, отчество) 1. Модель среды 1 Сердобольский Л.А. Распространение сейсмических волн. М.: 2012. 2 Eike Rietsch (2020). SeisLab 3.02 (https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/53109-seislab-3-02), MATLAB Central File Exchange. Retrieved April 26, 2020. 3 CREWES Matlab Toolbox (https://www.crewes.org/ResearchLinks/FreeSoftware/), CREWES.org. 4 Zoeppritz Explorer (https://www.crewes.org/ResearchLinks/ExplorerPrograms/ZE/ZEcrewes2_2.html) , CREWES.org. 5 SeiSee (https://mail.dmng.ru/freeware/?lang=ru) 2 Задание на курсовую работу: Дисциплина: "Теория упругости и распространения сейсмических волн" Тема: Математическое моделирование сейсмических волновых полей Содержание работы: 1. выбрать модель (модель - XX). Задать самостоятельно параметры модели - глубины, углы, скорости сейсмических волн (P, S) и плотности. 2. провести расчёт синтетических сейсмограмм: рассчитать при помощи лучевого трассирования 5 синтетических сейсмограмм поля однократно отраженных волн для различных положений ПВ (над основными элементами модели). Считать, что ПП расположены на поверхности по всей ширине модели. Шаги ПВ, ПП выбрать самостоятельно (выбор обосновать), указанные шаги должны обеспечить отображение в волновом поле особенностей модели. Шаг ПП должен быть постоянным; шаг ПВ может меняться. Шаг дискретизации и длину записи выбрать самостоятельно (выбор обосновать). Для каждого рассчитанного времени вступления волны установить амплитуду U1=U0R, где U0 - начальная амплитуда источника; R - полное расстояние, пройденное лучом (от ПВ до точки отражения и от точки отражения до ПП). рассчитать амплитуду каждого вступления отраженной волны каждой трассы исходя из уравнений Цёппритца (случай монотипного отражения P-волны): U2=U1 ∗App. свернуть трассы с импульсом Риккера (параметры импульса произвольные, по порядку можно ориентироваться на данные задания 2020-1). выгрузить полученные сейсмограммы в SEGY 3. обработать сейсмограммы и получить временной разрез по модели. Выгрузить разрез в SEGY. 4. сравнить полученные результаты с результатами моделирования в комплексе Omni: случай лучевого моделирования случай полноволнового моделирования 5. провести описание действий с обоснованием их необходимости и последовательности. Исходные данные для выполнения работы: Модель среды 3 ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................................................... 4 1. Выбор модели .......................................................................................................................................... 5 2. Расчёт 5 синтетических сейсмограмм поля однократно отраженных волн для различных положений ПВ ................................................................................................................................................. 5 3. Обработать сейсмограммы и получить временной разрез по модели .......................................... 8 3.1. Загрузка данных ................................................................................................................................... 9 3.2. Присвоение геометрии ...................................................................................................................... 11 3.3 Регулировка амплитуд (КСР) .......................................................................................................... 15 3.4. Скоростной анализ ............................................................................................................................ 17 3.5. Суммирование по ОГТ ..................................................................................................................... 18 3.6. Временной разрез ............................................................................................................................... 18 4. Полноволновое моделирование ......................................................................................................... 19 4.1. Обработка сейсмограмм и получение временного разреза ........................................................ 22 5. Сравнение моделирований ................................................................................................................. 25 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................................ 26 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................................................... 27 4 ВВЕДЕНИЕ Цель работы: получение временного разреза выбранной модели. Рассчитываются синтетические сейсмограммы, точнее сейсмограммы, которые предполагалось бы наблюдать после обработки данных, полученных во время полевых работ, по которым получают временной разрез. Задача: получение опыта представления геологической модели по полученным данным. То есть в данной работе мы фактически рассматриваем прямую задачу, что бы в дальнейшем хватало навыков для решения обратных задач. Тема является актуальной, так как исследования проводятся, по сей день. В данной работе описывается моделирование геологического объекта. При помощи программных обеспечений формируются синтетические сейсмотрассы, рассчитываются коэффициенты отражения и прохождения, которые применяют для расчета амплитуд, обрабатывают полученные сейсмограммы и в итоге получают временные разрезы. Современное развитие вычислительной техники существенно расширило возможности численных методов решения прямых и обратных задач геофизической разведки. Появляются возможности отображать всё более сложные математические модели, которые позволяют рассчитать физические поля с учётом всё большего числа факторов (параметров геологической среды). При выборе методики исследования большую роль играет как математическое, так и физическое моделирование: используется для изучения распределения в пространстве (или во времени) конкретного параметра поля (или его компонент) для заданной физико-геологической модели, характера и расположения источников поля. Определение параметров физического поля по известным физическим свойствам, размерам и форме геологических объектов называется математическим решением прямой задачи геофизики. Основной задачей данной работы являлось создание геологической модели и проведение различных манипуляций с имеющимися параметрами. 5 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. Выбор модели Рис 1.1. Модель 11-12. Слой Глубина, м Скорость P, м/с Скорость S,м/с 1 700-1400 1100 700 2 3000 1600 900 Таб. 1.1. Параметры модели. 2. Расчёт 5 синтетических сейсмограмм поля однократно отраженных волн для различных положений ПВ Шаг ПВ 1000, 800,1200, 1500 м Кол-во ПВ 5 Начало ПВ 0 м Конец ПВ 4500 м Кол-во ПП 100 Шаг ПП 50 м Начало ПП 0 м Конец ПП 5000 м Шаг дискретизации 0.002 сек Длина записи 6 сек Длина профиля 5000 м Таб. 2.1. Параметры CH. 6 Рис. 2.1. Лучевое трассирование на ПВ = 0 Рис. 2.2. Лучевое трассирование на ПВ = 1000 7 Рис. 2.3. Лучевое трассирование на ПВ = 1800 Рис. 2.4. Лучевое трассирование на ПВ = 3000 8 Рис. 2.5. Лучевое трассирование на ПВ = 4500 9 3. Обработать сейсмограммы и получить временной разрез по модели . Граф обработки: Загрузка данных Присвоение геометрии Регулировка амплитуд (КСР) Скоростной анализ Суммирование по ОГТ Получение разреза 10 3.1. Загрузка данных Рис. 3.1.1. Синтетическая сейсмограмма для ПВ = 0 Рис. 3.1.2. Синтетическая сейсмограмма для ПВ = 1000 11 Рис. 3.1.3. Синтетическая сейсмограмма для ПВ = 1800 Рис. 3.1.4. Синтетическая сейсмограмма для ПВ = 3000 12 Рис. 3.1.5. Синтетическая сейсмограмма для ПВ = 4500 3.2. Присвоение геометрии Прежде чем приступить к обработке, требуется создать SPS-файлы. Рис. 3.2.1. S-файл 13 Рис. 3.2.2. R-файл Рис. 3.2.3. X-файл 14 Рис. 3.2.4 Присвоение SPS-файлов Рис. 3.2.5. Визуализация профиля. 15 Одним из этапов работы с геометрией являются процедуры бинирования, присвоение нумерации ОГТ заголовкам трасс и расчет кратности. Рис.3.2.6. Бинирование. Рис. 3.2.7. Кратность. 16 Рис. 3.2.8. Результат присвоения геометрии. Геометрия присвоена для всех трасс. 3.3 Регулировка амплитуд (КСР) Следующий шаг в обработке данных это регулировка амплитуд. Рис. 3.3.1. Отображение амплитуд в логарифмическом масштабе до РА и КСР 17 Рис.3.3.2. Отображение амплитуд в логарифмическом масштабе после РА. Рис.3.3.3. Сейсмограмма до РА и КСР. 18 Рис. 3.3.4. Сейсмограмма после РА и КСР. Как можно заметить, на сейсмограммах нет сильных изменений, КСР повлияло только на общую картину амплитуд. 3.4. Скоростной анализ Основной способ определения скоростей – пикирование. Для начала задается скорость, импульсы спрямляются (кин. поправка). Рис. 3.4.1. Скоростной анализ в т. 100 Анализ проводился в 5и точках ОГТ – 100, 150, 200, 250, 350. 19 Рис. 3.4.2. Общий скоростной закон 3.5. Суммирование по ОГТ. Суммирование – процесс усиления (синфазное суммирование) или ослабления (не синфазное суммирование) амплитуд за счет сложения нескольких записей. 20 3.6 Временной разрез. Рис. 3.6.1. Временной разрез На таком разрезе видны основные отражающие границы. По горизонтали откладываются расстояния от начала профиля, для которого строится сейсмический разрез. По вертикали - в выбранном масштабе откладываются времена пробега отраженных волн от земной поверхности до отражающих границ и обратно. 21 4. Полноволновое моделирование Загружаем в Tesseral модель, сделанную в Omni. Затем запускаем процесс. Рис. 4.1. Процесс полноволнового моделирования 22 23 24 Рис. 4.2. Результаты моделирования, выгруженный в SEG-Y Далее мьютингом убирается прямая волна. 25 4.1 Обработка сейсмограмм и получение временного разреза. Обработка данных сейсмограмм выполняется по такому же графу, как и в случае лучевого трассирования. Данные загружены и присвоена геометрия (бинирование, кратность). 26 27 Рис. 4.1.1. Результат после РА и КСР. Так же проведены процедуры регулировки амплитуд и компенсация сферического расхождения. Волны были вырезаны мьютингом. 28 Рис. 4.1.2. Временной разрез. 29 5. Сравнение моделирований Получение временных разрезов по одной модели проходили в двух программах, при помощи лучевого трассирования и полноволнового моделирования. И при полноволновом моделировании и при лучевом трассировании временные разрезы получились фактически одинаковыми. Рис 5.1. Временной разрез лучевого трассирования в Omni Рис.5.2. Временной разрез полвонолнового моделирования в Tesseral 30 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведя данную работу, можно сделать вывод, что моделирование очень облегчает физическое понимание картины под дневной поверхностью и способствует выявлению возможных геофизических данных. Выполнение заданий в каждой программе имеет свои плюсы и минусы в зависимости от поставленной задачи. К примеру, в Omni полноволновое моделирование занимает очень много времени, и результаты получаются не такими точными как в Tesseral. А в Tesseral сейсмограммы получаются не такими аккуратными и требуют больше процедур обработки чем сейсмограммы из Omni. Результатом данной работы стало освоение многих новых возможностей и продуктивное выполнение задач. 31 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Математическое моделирование в разведочной геофизике: Учебно- методическое пособие. Шеин А.Н. Потапов В.В. ИНГГ СО РАН.2017. ЗабГУ. 2. Сердобольский Л.А. Распространение сейсмических волн. М.: 2012. 3. https://edu.gubkin.ru/pluginfile.php/197726/mod_resource/content/0/rv6.pdf |