«Побудова сейсмічних зображень соляно-купольних структур за даними глибинної міграції та сейсмоатрибутного аналізу»

Русаченко Н. В. «Побудова сейсмічних зображень соляно-купольних структур за даними глибинної міграції та сейсмоатрибутного аналізу» : дис. ... доктора філософії : 103 Науки про Землю. Київ, 2025. 135 с.

Русаченко Н.В. «Побудова сейсмічних зображень соляно-купольних структур за даними глибинної міграції та сейсмоатрибутного аналізу». Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань E «Природничі науки, математика і статистика» за спеціальністю 103 «Науки про Землю». – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2025.
Дисертаційна робота присвячена розробці комплексного підходу до обробки та інтерпретації сейсмічних даних в зонах, екранованих розломами, чи крутопадаючими геологічними границями, пов’язаними з соляним діапіризмом, для покращення зображень горизонтів та отримання геологічного розрізу, максимально наближеного до реального середовища, що призводить до зниження ризиків під час буріння.
У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи у контексті загальнодержавної програми розвитку мінерально-ресурсної бази України на період до 2030 року. Автором встановлено мету, завдання, предмет, об’єкт, методи дослідження, описано наукову новизну отриманих результатів, їх практичне значення. Надано відомості щодо апробації результатів дисертаційного дослідження та особистий внесок здобувача.
У першому розділі наведено огляд історії розвитку сейсморозвідки в частині побудови часових та глибинних зображень геологічного середовища за сейсмічними даними. З початку 20-го століття наземні методи сейсмічних досліджень швидко розвивалися, зокрема 2D та 3D сейсмічні дослідження. Розроблені алгоритми для обчислення синтетичних сейсмограм, удосконалена асимптотична теорія променів для обчислення високочастотних синтетичних сейсмограм. Широко використовується метод кінцево-різнецевого моделювання, який дозволяє отримувати повне сейсмічне хвильове поле,
включаючи всі типи хвиль. Подальший розвиток сейсмічних методів полягав у вдосконаленні алгоритмів обробки сейсмічних даних та удосконаленні методики методики розрахунку сейсмічних швидкостей. Томографія відбитих хвиль використовується для оновлення швидкісної моделі та корекції статичних поправок як частина графу базової обробки. В той же час сучасні технології спеціалізованої обробки сейсмічних даних (RTM – reverse time migration) і променеве моделювання для покращення якості візуалізації таких складних об’єктів як соляні купола практично не використовуються в практиці геофізичних сервісних компаній, які працюють на території України.
У другому розділі охарактеризовано граф процедур обробки, основним акцентом якого є побудова чіткого зображення геологічного середовища. На початку, описано розташування, геологічну будову площі досліджень та параметри сейсморозвідувальних досліджень. До авторського графу обробки увійшли не тільки алгоритми базової обробки, алгоритми PSTM міграції з ізотропним і анізотропним аналізом швидкостей, а також пре-стек глибинна міграція та міграція зворотного часу. У розділі детально описано процедури та параметри кожного алгоритму, який було застосовано. Поетапно демонструється як обробка сейсмічних даних покращує співвідношення сигнал/завада та сприяє кращому зображенню структурних елементів, в тому числі, соляних тіл. Оскільки в межах площі досліджень значні зміни швидкостей по латералі, то було застосовано пре-стек глибинну міграцію. Швидкісна модель містила контур соляного тіла. Вперше застосовано метод RTM на наземних 3D WAZ даних на об’єктах Дніпровсько-Донецького басейну. Алгоритм RTM у поєднанні з широко-азимутальною системою спостережень дозволив виділити «ніжку» штока і надійніше закартувати відбиття від геологічних горизонтів у приштоковій зоні. Не зважаючи на використання високотехнологічних алгоритмів, контур соляного тіла залишався невизначеним і в наступних розділах розглянуто методики вирішення цієї проблеми.
У третьому розділі розглянуто алгоритм трасування сейсмічних променів в межах площі досліджень. Розділ розпочинається історією розвитку променевого методу та описом найважливіших здобутків науковців. Охарактеризовано теоретичні основи методу та алгоритм виконання процедури трасування променів. Було створено геологічну модель для моделювання впливу соляних куполів на сейсмічне зображення та для дослідження впливу товщини соляного купола на сейсмічне зображення. Використана інтервальна швидкісна модель, отримана автором в результаті виконання обробки сейсмічних даних. Під час візуалізації отриманих результатів застосовано ітеративний процес аналізу променів довкола соляного тіла, а також тих що заломлювалися всередині діапіру. Аналіз виконувався окремо на кожному відбиваючому горизонті, починаючи від верхнього. Соляний купол спричинив спотворення сейсмічних відбиттів під ним через велику різницю швидкості проходження хвилі між соляним тілом та оточуючими породами. В ітеративному форматі було обрано геометрію сольового тіла та визначено розміри «тіньової зони» довкола штоку. Як показали результати трасування сейсмічних променів, розміри діапіру набагато менші, ніж раніше було прогнозовано. Відповідно, приштокові горизонти погано візуалізуються на сейсмічному кубі через багатократне заломлення сейсмічних хвиль, яке не дає сигналу пройти повний шлях «джерело-сейсмоприймач». Подальше підтвердження гіпотези можливе за рахунок аналізу динамічних характеристик сейсмічного сигналу.
У четвертому розділі наведені результати застосування сейсмоатрибутного аналізу для оконтурення соляних тіл. Застосовано ряд сейсмічних атрибутів, серед яких аналіз кореляційної матриці між усіма атрибутами показав найкращу збіжність для: Chaos, Dip illumination, Consistent curvature, Iso frequency, Instantaneous phase, Ant tracking, Amplitude contrast, Variance. З цього було зроблено висновок, що для ділянок із слабким сейсмічним сигналом, в даному випадку довкола діапіру, найкращий результат показують атрибути, що при розрахунку використовують порівняння із середніми/медіанними значеннями, а також ті, що підкреслюють локальні зміни сигналу, а не використовують окремі
елементи сейсмічного сигналу. Оскільки результати сейсмоатрибутного аналізу були взаємодоповнюючими то було використано комплексний підхід для аналізу динамічних параметрів хвильового поля.
Наукова новизна дослідження полягає у тому, що розроблений оригінальний граф обробки та інтерпретації сейсмічних даних для зон ускладнених соляним діапіризмом. Вперше було застосовано алгоритм RTM для оконтурення окремих об’єктів Машівсько-Шебелинської зони і результати були підтверджені бурінням. Вперше проведено променеве моделювання в комплексі з обробкою та інтерпретацією для об’єктів Машівсько-Шебелинської зони. Знайшло подальший розвиток застосування атрибутного аналізу в середовищі ускладненому крутопадаючими розломами.