ОЦЕНИВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛНОВЫХ СИГНАЛОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН

1. Способ преобразования трасс сейсмических данных, соответствующих по меньшей мере одному положению источника и множеству положений приемников при сейсмическом исследовании подземной области, в относящуюся к верхней части разреза модель скорости распространения упругой поперечной волны или другого физического свойства геологической среды, получаемого из нее, включая модуль сдвига, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
(а) разделяют верхнюю часть разреза подземной области на одну или несколько ячеек;
(b) одновременно находят решения для поверхностно-согласованных составляющих сейсмических трасс по меньшей мере двух видов, при этом поверхностно-согласованная составляющая характеризует эффекты фильтрации как распространения моды сейсмической поверхностной волны через ячейку (фильтр распространения), так и обусловленные генерацией энергии поверхностной волны на месте нахождения источника (фильтр источника), или обусловленные приемом энергии волны источника на месте нахождения приемника (фильтр приемника), и при этом «видом» поверхностно-согласованной составляющей является один из (i) фильтра распространения для одной моды поверхностной волны, оцениваемого во всех ячейках, пересекаемых любой из сейсмических трасс; (ii) фильтра источника, оцениваемого на всех местах нахождения источника для сейсмических трасс, или (iii) фильтра приемника, оцениваемого на всех местах нахождения приемников для сейсмических трасс; и
x
y
z
(с) выбирают одну или несколько из поверхностно-согласованных составляющих и используют их для вычисления численным обращением относящейся к верхней части разреза геологической среды модели скорости поперечной волны или другого физического свойства геологической среды, получаемого из него, как функции места (, , ) нахождения.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий для некоторых или всех трасс и соответствующих мест нахождения сейсмического источника и приемников вычисления протяженности траектории луча через каждую имеющуюся промежуточную ячейку от места нахождения источника до места нахождения приемника, и в котором решением для поверхностно-согласованных составляющих оптимизируют упомянутые составляющие путем разового сравнения или итерационных сравнений трасс данных из сейсмического исследования и прогнозов поверхностных волн, вычисленных с использованием предполагаемых или итерационно обновленных составляющих, вместе с вычисленными протяженностями траекторий лучей.
3. Способ по п.2, дополнительно содержащий повторение этапов (a)-(b) по меньшей мере один раз, при этом разделение ячеек на этапе (а) изменяют, чтобы повысить согласованность между спрогнозированными волновыми сигналами и волновыми сигналами из данных исследования.
4. Способ по п.1, в котором составляющие для каждой трассы состоят из составляющей источника, составляющей приемника и составляющей для каждой ячейки, пересекаемой траекторией луча от источника до приемника.
5. Способ по п.1, в котором по меньшей мере две различные моды идентифицируют в сейсмических данных, а поверхностно-согласованные параметры включают в себя параметры многомодового распространения поверхностных волн.
6. Способ по п.5, в котором различные моды идентифицируют на основании данных после того, как данные преобразуют в частотную область или частотно-волночисловую область.
7. Способ по п.1, в котором поверхностно-согласованные составляющие являются также функцией азимута или направления распространения.
8. Способ по п.1, в котором поверхностно-согласованные составляющие включают в себя параметры дисперсии скоростей или затухания.
9. Способ по п.1, в котором численное обращение на этапе (с) выполняют путем минимизации функции стоимости, включающей в себя сумму по группе трасс разности между модельным выражением, которое является функцией упомянутых поверхностно-согласованных составляющих, и данными исследования.
10. Способ по п.1, в котором алгоритм оптимизации модели используют при нахождении решения для упомянутых поверхностно-согласованных составляющих, в котором модель представляет собой модель волнового сигнала для единственной моды поверхностной волны-помехи или для многочисленных мод.
11. Способ по п.1, в котором нахождение решения для упомянутых поверхностно-согласованных составляющих включает в себя использование одного или нескольких из ограничений, демпфирования, нормализации, задания весовых коэффициентов и регуляризации.
12. Способ по п.1, в котором этап (с) содержит использование упомянутых поверхностно-согласованных составляющих для вычисления волнового сигнала поверхностной волны для сравнения с соответствующими зарегистрированными сейсмическими данными.
13. Способ по п.2, в котором обращение на этапе (с) представляет собой задачу нелинейной оптимизации, в которой модель представляет собой модель профиля скорости в верхней части разреза, и параметры модели включают в себя по меньшей мере глубины слоев и модули сдвига слоев для приповерхностных слоев, а при обращении извлекают кривые дисперсии скоростей для каждой моды поверхностной волны на основании оптимизированных поверхностно-согласованных составляющих и сравнивают их с кривыми дисперсии скоростей, спрогнозированными с помощью упомянутой модели профиля скорости.
14. Способ по п.1, в котором сейсмические данные улучшают оконной обработкой, фильтрацией, взаимно-корреляционной фильтрацией или взаимной корреляцией с последующим суммированием или преобразованием данных в область, отличную от пространственно-временной области, в которой данные регистрировали.
15. Способ по п.1, в котором используемые трассы сейсмических данных соответствуют множеству мест нахождения источника при исследовании, при этом каждый импульс источника регистрируют множеством приемников.
16. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна из поверхностно-согласованных составляющих представляет собой передаточную функцию в частотной области или импульсную характеристику во временной области.
17. Способ по п.1, в котором поверхностно-согласованные составляющие представляют собой комплексные функции частоты, то есть функции, имеющие действительную часть и мнимую часть.
18. Способ по п.17, в котором комплексные поверхностно-согласованные составляющие включают в себя амплитуду и фазу источника, и при этом обрабатывают комплексную медленность для каждой ячейки, пересекаемой траекторией луча трассы, и для каждой моды поверхностной волны-помехи.
19. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование вычисленной, относящейся к верхней части разреза геологической среды модели модуля сдвига из этапа (с) для разработки или расчета усовершенствований в или относительно подземной области.
20. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование вычисленной, относящейся к верхней части разреза геологической среды модели скорости поперечной волны из этапа (с) для количественной оценки углеводородов или извлечения углеводородов из подземной области.
21. Способ добычи углеводородов из подземной области, содержащий этапы, на которых:
(а) получают сейсмическое изображение подземной области, включающее в себя сейсмические данные о поперечной волне, при этом данные о поперечной волне обрабатывают для построения изображения, используя значения модуля поперечной волны, полученные при использовании способа по п.1, который включен в этот пункт путем ссылки; и
(b) пробуривают скважину в подземную область на основании по меньшей мере части сейсмического изображения из этапа (а) и добывают углеводороды из скважины.
x
y
z
22. Способ определения относящейся к верхней части разреза геологической среды модели скорости распространения упругой поперечной волны на основании трасс сейсмических данных, содержащий для множества трасс оценивание по меньшей мере двух поверхностно-согласованных передаточных функций в частотной области или импульсных характеристик во временной области, которые представляют изменения волновых сигналов сейсмических поверхностных волн, когда они распространяются от источника к приемнику, и численное обращение одной или нескольких из поверхностно-согласованных передаточных функций или импульсных характеристик для вычисления относящейся к верхней части разреза геологической среды модели скорости распространения упругой поперечной волны как функции места (, , ) нахождения.