Гейхман А. М. Удаление многократных волн-помех из сейсмических записей на основе рядов рассеяния Борна. Рукопись.
Аннотация
Диссертационная работа посвящена задаче ослабления кратных отражений, которые в большинстве случаев рассматриваются как помехи. Многократные отражения можно разделить на два класса – кратные отражения, связанные с дневной поверхностью, и внутри пластовые кратные отражения. Первые обычно являются более сильными и создают больше проблем. Математически процесс предсказания и удаления кратных отражений этого типа выражается инверсным рядом Борна. Каждый член такого ряда является результатом умножения монохроматических матриц профиля и нормировки этого произведения с помощью обратной сигнатуры источника.
В диссертации решены задачи теоретического обобщения способа удаления кратных волн, связанных с поверхностью, на случай произвольной профильной геометрии сейсмических наблюдений, усовершенствование алгоритма предсказания и удаления кратных отражений, оценки сигнатуры источника, а также интерполяции пропущенных каналов и сейсмограмм. Построен комплекс компьютерных программ, адаптивно реализующий предлагаемую технологическую схему ослабления кратных отражений. Произведено широкое опробование способа на тестовом и полевом материале. Проанализирована зависимость результатов ослабления кратных волн от параметров наблюдения и обработки.
Гейхман А. М. Вилучення багатократних хвиль-завад із сейсмічних записів на основі рядів розсіювання Борна. Рукопис.
Анотація
Дисертаційна робота присвячена задачі послаблення кратних відбиттів, які у більшості випадків розглядаються як завади. Багатократні відбиття можна розділити на два класи – кратні відбиття, пов'язані з денною поверхнею, і внутрішньо пластові кратні відбиття. Перші звичайно є більш сильними і створюють більше проблем. Математично процес передбачення і вилучення кратних відбиттів цього типу виражається інверсним рядом Борна. Кожен член такого ряду є результатом помноження монохроматичних матриць профілю і нормування цього добутку за допомогою зворотної сигнатури джерела.
У дисертації вирішені задачі теоретичного узагальнення способу вилучення кратних хвиль, пов'язаних з поверхнею, на випадок довільної профільної геометрії сейсмічних спостережень, удосконалення алгоритму передбачення і вилучення кратних відбиттів, оцінки сигнатури джерела, а також інтерполяції пропущених каналів і сейсмограм. Побудовано комплекс комп'ютерних програм, який адоптивно реалізую запропоновану технологію послаблення кратних хвиль. Проведено широке випробування засобу на тестовому і польовому матеріалі. Проаналізовано залежність результатів послаблення кратних хвиль від параметрів спостереження та обробки.
Geykhman A. M. MULTIPLE REMOVAL FROM SEISMIC DATA USING BORN’S SCATTERING SERIES. Manuscript.
Summary
In the present paper was considered the problem, which has being actively discussed for the last ten years, namely - free surface related multiples elimination. One of the longstanding and only partially solved problems in exploration seismology is multiples removing. The basic model in seismic processing assumes that reflected data consist of primaries only, and for this reason multiples usually regards as a noise. Multiples are divided into two parts: free-surface related and internal multiples. The first type of multiples usually generates more problems, because free-surface coefficient of reflectivity may be closer to one. During few last years many geophysicists have actively developed the methods, that are used inverse Borns series for surface-related multiples elimination (A. B. Weglein, A. J. Berkhout, D.J. Verschuur, L.T. Ikelle, P.G. Kelamis, W.H. Dragoset, A.M. Ziolkowski, K.H. Matson, и some other European and American geophysicists). This method is based on the physics of wave propagation from free surface and is established relation between observed data, which contained data with surface-related multiples, and search data, which do not contained these waves. This relation is established by Borns scattering series. Direct series express data, which contain surface related multiples, via wished data without surface multiple. Inverse Borns series express wished data without surface-related multiples via observed data. Theoretically this method do not require any information or assumption about geological medium, but it require two anticipatory demands: 1) full regularity of observation, involving existing of observed nearest offsets containing up to zero traces and 2) knowledge about source signature. Besides that, the noise level that is generated by waves, which are not related with primary and multiples, must be as less as it possible.
Elimination of free surface related multiples might be regard as a first stage of solving inverse dynamic problem of seismic.
The goal of the work was further development of theory and methodic basis of free surface relation multiple attenuation, creation and enhances the algorithms and software of this method.
Main tasks of investigation were: 1) to construct the matrixes of fixed frequency for all possible system of 2D seismic observations; 2) to investigate the properties of fixed frequency matrix for multiples; 3) to develop the algorithms and software for maximum flexibility putting to practice this method; 4) to improvement of source signature evaluation; 5) to create the procedure of multiples attenuation; 6) to investigate technology, that was constructed, on simulated and real field seismic data; 7) to evaluate the possibility of employment of the methods in the cases of land and 3D seismic observation.
Science novelty:
1. The matrix of fixed frequency for arbitrary system of 2D seismic observations was constructed.
The properties of fixed frequency matrix for multiples were investigated. It was showed that in the case of one-side geometry of observation, n missing nearest points of observation lead to 2n missing rows in the fixed frequency matrix of the first order multiples, 3n – in the matrix of second order multiples and so on. It is really reason for restoration the missing nearest observation. In the case of two-side observation this dependence are not so direct. It was described geometry of observation that leads to full filling fixed frequency matrix.
2. It is proposed one of the possible ways of putting into practice method of inverse scattering series for surface multiples elimination. The software for adaptive and interactive multiple elimination was made. The main advantage of this software are using of smoothing parameter matching for all frequencies and all shot points and wide using of smoothing windows and using the system for sources signatures correction. Smoothing windows give a possibility to decrease energy of signal outside some time or space interval. Parameter у usually may be chosen as a constant over all frequencies of the band of spectrum and all seismograms for simulated data. But in the case of field observed data regularization у it is necessary matching for every frequency of the band and every seismogram separately, because seismic energy for fields data is essentially changed not only from one seismograms to next, but with relation of frequencies too. To choose an optimal у it is possible to using the principle of minimum energy. For all that it is necessary to choose interval of matching enough narrow, because dependence energy from у is many extreme functional.
3. Dependence of multiple attenuation results from processing parameters was investigated on 8 simulated and 3 real field seismic data. It was show that when choose of parameters is right, one can see deep multiples attenuation. It is very important that the goal primary waves do not change essentially. The form of source signature estimation in all cases is very similar to form of true source signature. Velocity analyses is essentially improved after multiple suppression too.
From all our consideration it may be make the conclusion that adaptive algorithms of multiples predictions may be enough useful and robust not only for simulated data, but at least in the case of deep water marine seismic. For shallow water and at the case of land seismic observations the task is harder and it is necessary to make many efforts to reach advance in these cases, but first hopeful results already exist.
Рис.1 Модельна сейсмограма РУ при L=0 (а – вхідна, б – після вилучення кратних відбиттів). Стрілки вказують на кратні відбиття.
Рис. 2. Результат вилучення багатократних відбиттів для фрагмента часового розрізу вздовж глибоководного морського профілю (а – вхідний часовий розріз, б – після вилучення кратних відбиттів, у – передбачених кратних відбиттів). Стрілка вказує на перше кратне відбиття від морського дна.
| 
