Русаченко, Наталія ВалеріївнаНаталія ВалеріївнаРусаченкоВижва, Сергій Андрійович2025-09-192025-09-192025-07-16Русаченко 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.УДК 550.3https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/7763Русаченко 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.Rusachenko N.V. “Construction of seismic images of salt dome structures based on depth migration and seismic attribute analysis”. Qualification scientific work in the form of a manuscript. Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Philosophy in the field of knowledge E “Natural Sciences, Mathematics and Statistics” in the specialty 103 “Earth Sciences”. – Taras Shevchenko Kyiv National University of Kyiv, Kyiv, 2025. The dissertation is devoted to the development of a comprehensive approach to the processing and interpretation of seismic data in areas shielded by faults or steeply dipping geological boundaries associated with salt diapirism. For improving the horizons’ image and obtaining a geological data that represents and as close as possible to the real environment the complex approach have been used, which leads to a minimizing risks during drilling. The introduction substantiates the relevance of the dissertation work in the context of the national program for the development of the mineral resource base of Ukraine for the period up to 2030. The author established the main goal, objectives, subject, object, research methods, describes the scientific novelty of the results obtained, their practical significance. Information on the approbation of the results of the dissertation research and the personal contribution of the applicant are provided. The first chapter provides an overview of the history of the development of seismic exploration in terms of time and depth imaging of the geological environment based on seismic data. Since the beginning of the 20th century, ground-based seismic research methods have developed rapidly, in particular 2D and 3D seismic research. Algorithms have been developed for calculating synthetic seismograms, and the asymptotic ray theory for calculating high-frequency synthetic seismograms has been improved. The finite-difference modeling method is widely used, which allows obtaining a complete wave field, including all types of waves. Further development of seismic methods consisted in improving the algorithms for processing seismic data and improving the methodology for calculating seismic velocities. Tomography of reflected waves is used to update the velocity model and correct static corrections as 7 part of the basic processing graph. At the same time, modern technologies of specialized seismic data processing (RTM – reverse time migration) and ray modeling to improve the quality of visualization of such complex objects as salt domes are practically not used in the practice of geophysical service companies operating in Ukraine. The second chapter describes the graph of processing procedures, the main emphasis of which is to build a high resolution seimic image of the geological environment. At the beginning, the location, geological structure of the research area and the parameters of seismic acquisition are described. The author's processing graph includes not only basic processing algorithms, pre-stack time migration algorithms with isotropic and anisotropic velocity analysis, as well as pre-stack depth migration and reverse time migration. The chapter contains detailed describtion of the procedures and parameters of each algorithm that was applied. It is demonstrated step by step how seismic data processing improves the signal-to-noise ratio and contributes to better imaging of structural elements, including salt bodies. Since there are significant lateral velocity changes within the research area, pre-stack depth migration was applied. The velocity model contained the salt body contour. The RTM method was first applied to onshore 3D WAZ data at fields in the Dnieper-Donetsk basin. The RTM algorithm in combination with a wide-azimuth acquisition system allowed to identify salt dome and more reliably map reflections from geological horizons in the near-salt zone. Despite the use of high-tech algorithms, the salt body contour remained uncertain, and the following sections consider methods for solving this problem. The third chapter discusses the algorithm for seismic ray tracing within the research area. The chapter begins with a history of the development of the ray method and a description of the most important scientists’ achievements. The theoretical foundations of the method and the algorithm for performing the ray tracing procedure are described. A geological model was created to simulate the impact of salt dome on seismic image and to analyze the impact of salt dome thickness on seismic image. An interval velocity model obtained as a result of seismic data processing was used. When analyzing the results obtained, an iterative process of analyzing rays around the salt body, as well as those refracted inside the diapir, was applied. The analysis was performed separately on each reflective horizon, starting from the upper one. The salt dome caused distortion of the seismic reflection below it due to the large difference in wave velocity between the salt body and the surrounding horizons. In the iterative format, the geometry of the salt body was chosena and the size of a "shadow zone" have been identified. Accordingly, the shaft horizons are poorly visualized on the seismic cube due to multiple refraction of seismic waves, which does not allow the signal to pass the full path from the source to the seismograph. Further confirmation of the hypothesis is possible by analyzing the dynamic characteristics of the seismic signal. The fourth section provides an analysis of the results of seismic attribute analysis for contouring salt bodies. A number of seismic attributes were used, among which the analysis of the correlation matrix between all attributes showed the best convergence for: Chaos, Dip illumination, Consistent curvature, Iso frequency, Instantaneous phase, Ant tracking, Amplitude contrast, Variance. From this it was concluded that for areas with a weak seismic signal, in this case around the diapir, the best result is shown by attributes that use comparison with average/median values in the calculation, as well as those that emphasize local changes in the signal, and do not use separate elements of seismic signal. Since the results of seismic attribute analysis were complementary, a comprehensive approach was used to analyze the dynamic parameters of the wave field. The scientific novelty of the study is that an original graph of seismic data processing and interpretation was developed for zones complicated by salt diapirism. For the first time, the RTM algorithm was used to outline individual objects of the Mashivsko-Shebelinska area and the results were confirmed by drilling. For the first time, ray modeling was carried out in combination with processing and interpretation for objects of the Mashivsko-Shebelinska area. The application of attribute analysis in an environment complicated by steeply dipping faults was further developed.ukсейсморозвідкаобробкатрасування променівсейсмічне моделюванняшвидкісна модельсейсмоатрибутний аналізінтерпретаціясоляна тектонікасоляний діапірДніпровсько-Донецька западина.seismic explorationprocessingray tracingseismic modelingvelocity modelseismic attribute analysisinterpretationsalt tectonicssalt diapirDnieper-Donetsk basin.Дисертація