Скоростное моделирование. Теория.

Скоростная модель позволяет переводить данные из временной области в глубинную и обратно. Она является функцией F: (X,Y,TWT) → (X,Y,Z), которая каждой точке временной области ставит в соответствие точку глубинной области, при этом координаты x и y остаются неизменными. В Petrel 2016 построение скоростной модели выполняется в двух вариантах: Simple velocity model и Advanced velocity model.

В первом случае создание модели производится при наличии куба средних или интервальных скоростей. Вариант Advanced velocity model рассмотрим ниже подробнее, так как в настоящее время подавляющее большинство скоростных моделей построены именно этим способом.

Скоростная модель в Petrel представлена набором слоёв с различными скоростными характеристиками. Внутри каждого слоя по площади, скорости либо не меняются, либо меняются по одному закону. В качестве входных данных для построения скоростной модели требуются границы скоростных интервалов, представленные в виде постоянных величин, поверхностей или горизонтов структурной модели (см. рисунок ниже).

В каждом скоростном интервале необходимо задать скоростной закон и входные данные для расчета скоростей. Скоростной закон может быть нескольких видов:

1. V = V_int. Интервальная скорость, постоянная в зоне. При этом интервальная скорость может меняться по латерали. Это самый простой закон, скорости для которого можно рассчитать по минимуму входных данных (временные поверхности и скважинные отбивки в глубине). Данный закон используется либо при отсутствии достоверной скоростной информации, либо если не требуется особая детализация скоростей (например, выше целевого интервала).
2. V = V₀+kZ. Линейно изменяющаяся с глубиной мгновенная скорость. Этот скоростной закон хорошо подходит для построения скоростной модели при наличии закона время-глубина для нескольких скважин в области интереса.
3. Куб или свойство средних скоростей. Если в результате обработки сейсмических данных и расчета атрибутов были получены средние скорости, то они напрямую могут быть использованы в построении скоростной модели. Это наиболее сложный способ построения скоростной модели, позволяющий объединить несколько источников данных – скорости, полученные из обработки, скважинные скорости, а также региональные тренды. Мы не будем рассматривать этот скоростной закон в данном пособии.

Входные данные для скоростей зависят от выбранного скоростного закона. Например, при использовании закона V = V_int, интервальные скорости могут быть заданы напрямую поверхностью или константой или рассчитаны автоматически из интервальных скоростей на позициях скважин.

Скоростной закон, рассчитанный по входным данным, позволяет узнать, какая средняя скорость прохода волны соответствует каждой временной точке. Воспользовавшись этими скоростями можно пересчитать временные поверхности, заданные как границы скоростных интервалов, в глубинные.

Но мы можем иметь дополнительную информацию о положении поверхностей в глубине. Чаще всего это отбивки – выделенные по скважинным данным границы, соответствующие проинтерпретированным горизонтам. В большинстве случаев не все отбивки сидят на пересчитанных в глубину поверхностях, и скоростная модель нуждается в коррекции.

Скважинные отбивки, заданные на вход процесса Make Velocity Model, позволяют произвести коррекцию скоростной модели, отрегулировав скорости в окрестности скважин так, чтобы они в точности переводили временные поверхности в отбивки.

Готовая скоростная модель должна удовлетворять следующим критериям:

1. Заданы границы скоростных интервалов в соответствии с выделенными по скважинным данным или кубам атрибутам зонами однородности упругих свойств.
2. В каждом скоростном интервале установлен скоростной закон той детальности, которая с одной стороны достаточна для перевода локальных объектов интервала из времени в глубину без потери существенной информации, с другой – может быть обеспечена имеющимися зависимостями время-глубина (на скважинах, либо в виде кубов атрибутов).
3. Исходный скоростной закон переводит границы временных интервалов в глубину с небольшой погрешностью, которая может быть оценена по невязки полученных глубинных поверхностей и скважинных отбивок. Если невязка велика, необходимо проверить и отредактировать исходную скоростную информацию.
4. Исходный скоростной закон должен быть подвергнут коррекции – процедуре незначительного изменения скоростей для подсадки глубинных поверхностей на отбивки.

Перевод границ скоростных интервалов из временной области в глубинную с помощью скоростной модели с подсадкой скоростных границ на отбивки

Далее мы подробнее рассмотрим несколько вариантов построения скоростной модели – в зависимости от изученности области и наличия данных.

Построение скоростной модели при отсутствии скоростных данных

К сожалению, скоростные данные не всегда бывают доступны, особенно на ранней стадии работы с месторождением или при возвращении к старому проекту, данные по которому не сохранились. В такой ситуации скоростную модель можно будет построить на основе имеющейся пары время – глубина для опорных горизонтов. В качестве временной компоненты чаще всего выступает поверхность, построенная по проинтерпретированному горизонту. Глубины могут быть представлены в виде отбивок. Скоростной закон в интервале может быть рассчитан двумя способами: как константа или как поверхность, то есть скорость будет меняться по латерали. Во втором случае интервальные скорости вычисляются на позиции скважины по формуле (h2-h1)/(t2-t1) (где h2, h1 – глубины отбивок по кровле и подошве пласта в метрах, t2, t1 – одиночное время пробега волны до кровли и до подошвы в секундах), а затем экстраполируются на область интереса. При этом естественным образом происходит подсадка скоростной модели на отбивки.