XMF 2
Kinematic Seismic Model Fitter (XMF)
Рег. № в ЕРРП 10109
XMF 2 – представляет собой программную платформу для "ручного" подбора слоистой модели по критерию визуальной близости расчетных годографов и осей синфазности волн на сейсмограммах. Как и XTomo-LM, продукт имеет целью решение двумерной обратной кинематической задачи, но, если XTomo-LM делает это путем реализации алгоритмов обращения годографов, XMF организует среду для испытанного эмпирического подхода к той же задаче. Ни один из этих подходов не является вполне удовлетворительным в тех приложениях, для которых анализ времен вступлений волн является существенным (например, глубинные исследования или инженерная геология). Первый подход (XTomo-LM) предъявляет высокие требования к входным данным, второй вряд ли можно назвать технологичным. Разработчики имели в виду, что использование обоих подходов, основанных на общем представления модели, позволит компенсировать недостатки каждого и охватить достаточно широкую область приложений. Поэтому между XMF и XTomo-LM имеется программный интерфейс, позволяющий применять оба продукта для обработки одних и тех же данных. В отличие от первой версии, XMF 2 содержит блок аппроксимации двумерной модели набором одномерных разрезов, подбираемых по отдельным сейсмограммам ОПВ с помощью быстрых и эффективных инструментов.
Входные данные представляют собой набор сейсмограмм общего пункта возбуждения, полученных на продольном профиле. Формат сейсмических файлов – SEG-Y/PC (т.е. SEG-Y адаптированный к платформе x86/Windows). Данные позиционирования могут быть записаны в заголовках трасс или содержаться в текстовых файлах определенного формата.
Слоистая модель. Для представления слоистой модели используется единая для всех сейсмических горизонтов и скорости двумерная криволинейная решетка. Пользователь задает каркас модели – набор непересекающихся кривых, представляющих горизонты, на который автоматически "натягивается" решетка для задания функции скорости. То же происходит после редактирования каркаса. Для решеток такого класса работаны алгоритмы трассировки лучей, основанные непосредственно на принципах Кирхгофа и Ферма.
Компоненты XMF. В системе можно выделить следующие компоненты: базовые инструменты для подбора модели; среда обработки, контролирующая разделяемые структуры данных и навязывающая пользователю направленность и дисциплину работы; предварительное исследование – относительно автономный блок, реализующий технологию построения двумерной модели путем ее аппроксимации набором одномерных разрезов, каждый из которых получен по одной сейсмограмме ОПВ. Эти компоненты ниже описываются подробнее.
Среда обработки организует работу пользователя по подбору модели в виде последовательности итераций, каждая из которых включает редактирование модели, изменение привязки волн к горизонтам модели, решение прямой задачи (трассировку лучей), изучение лучевой картины и годографов, выведенных на сейсмограммы. Среда обработки формирует свое визуальное представление – дерево обработки, узлами которого являются проекты XMF и итерации. Дерево обработки – это пульт управления пользователя.
Инструменты – это программы, работающие в рамках среды обработки и выполняющие содержательные задачи интерпретации. В XMF они называются модулями системы. Перечислим самые важные.
Модуль просмотра профильных сейсмограмм позволяет выводить по одной сейсмограмме или по группам смежных сейсмограмм (рис. 1), обеспечивая прокрутку последовательности сейсмограмм вдоль профиля. Позволяет настраивать вид и способ вывода трасс, включая редуцирование. Этот же модуль выводит на сейсмограммы расчетные годографы волн.
Рис. 1. Сейсмограммы с расчетными годографами в окне модуля Line Seismogram Viewer.
Графический редактор модели состоит из двух компонентов. Первый позволяет изменять положение и форму горизонтов, т.е. каркас модели, второй – значения скорости в ячейках решетки. Каждый обладает набором инструментов, обеспечивающим эффективную работу.
Модуль решения прямой задачи позволяет трассировать лучи для любой выборки источников и волн (непрерывно рефрагированной, отраженных, головных). Алгоритм трассировки распараллелен по источникам и волнам.
Модуль просмотра лучевой картины обеспечивает вывод выборок лучей поверх изображения модели. Критерий выборки определяет пользователь, используя условия на волны, источники, приемники, удаления и освещаемую область модели. Важным для подбора модели является возможность выводить выборки лучей, в точности соответствующих точкам годографов в пределах области сейсмической записи, как показано на рис. 2. Область указывается с помощью резинового контура. Таким способом можно связать, пусть не прямо, отклонение годографов от осей синфазности с областью модели и понять, какие изменения необходимо выполнить в следующей итерации.
Рис. 2. Выборка лучей, отвечающих точкам годографов в заданной области сейсмической записи.
Предварительное исследование (pre-study) обеспечивает технологию подбора, основанную на построении 2D модели по множеству одномерных разрезов, каждый из которых построен путем подбора одной из стандартных моделей к записи одной сейсмограммы. Стандартные модели связаны с типом волны. D-модель используется для подбора распределения скорости в ВЧР, если на записи прослеживается непрерывно рефрагированная волна (diving wave). R-модель используется для подбора плоского отражающего горизонта (reflection), параметрами являются пластовая скорость, вертикальная глубина и наклон. H-модель для головной (head) волны имеет еще один параметр – граничную скорость. Все модели используют одномерное распределение скорости V = V(z).
Благодаря упрощающим предположениям о строении среды в окрестности ПВ решение прямой задачи для стандартной модели происходит мгновенно, а хорошо отработанный пользовательский интерфейс позволяет быстро перебирать большое число вариантов. Все модели используются в рамках процедуры послойной интерпретации. Результатом является 1D разрез, который относится к вертикали, проходящей через точку постановки источника. После построения первого одномерного разреза он используется как начальное приближение для следующего ПВ и т.д. Таким образом строится набор 1D разрезов для некоторой выборки ПВ. Параллельно с построение разрезов специальный модуль строит из них 2D модель. Для нее можно решать уже двумерную прямую задачу и сопоставлять одно- и двумерные решения. Предварительное исследование естественно (хотя и не обязательно) применяется к начальной модели, чем и объясняется его название.
Рис. 3. Графические инструменты pre-study: а) редактор скорости; b) модуль вывода лучевой картины; c) модуль вывода годографов на сейсмограммы.
