Attributes

Модуль расширенного анализа сейсмических данных при помощи использования атрибутного анализа

Модуль Attributes разработан для создания и извлечения совокупности сейсмических атрибутов для расширения возможностей сейсмика-интерпретатора анализировать частотный состав, понижать уровень шума, обнаруживать трещины и другие неоднородности в сейсмическом волновом поле. Attributes работает с атрибутами по набору трасс, работа с потрассными атрибутами возможна в других частях программного пакета HampsonRussell (Additional 12 Threads).

Преимущества Attributes

  • Извлечение и визуализация слабо выраженных особенностей сейсмических данных, таких как неоднородности, связанные с нарушениями, структурная кривизна и частотный состав.
  • Полная интеграция с остальными модулями HampsonRussell позволяет облегчить процесс работы с данными, их загрузку и визуализацию.
  • Эффективность вычислений значительно возрастает за счет использования многопоточности.

Особенности Attributes

  • Может быть использован для 2D, 3D и мульти-2D наборов данных.
  • Возможность использовать распараллеливание (модуль Additional 12 Threads) или вычисления на кластерах (MNP).
  • Включает набор как передовых, стандартных для индустрии атрибутов, так и более современных алгоритмов извлечения атрибутов по объёму данных.

С помощью данного пакета вы можете извлечь атрибуты кривизны различного типа: фазовую конгруэнтность и энергетические соотношения, также присутствует возможность анализа пиковой и постоянной частоты, используя метод декомпозиции эмпирических мод (EMD) и его расширения. Пакет Attributes содержит широкий выбор фильтров, предназначенных для оптимальной предобработки имеющихся сейсмических данных.

Дополнительно атрибуты для одиночных трасс, такие как мгновенная огибающая, фазовые и частотные характеристики, слайсы по частоте доступны в других частях программного пакета HampsonRussell.

attrib

На рисунке слева срез амплитуд на отметке 1000 мс. На рисунке справа разрез сейсмического куба вдоль инлайна 145.

Кривизна

Кривизна определяется как скорость изменения направления кривой в двух измерениях. Это может быть расширено на случай 3-мерной поверхности, как показано на рисунке. Здесь показаны две кривых: максимальная кривизна Kmax и минимальная кривизна Kmin. Оба атрибута доступны в наборе атрибутов HampsonRussell.

attrib

Другие атрибуты кривизны включают:

  • Km = (Kmax+ Kmin)/2, средняя кривизна.
  • Kg = KmaxKmin, Гауссова кривизна.
  • Kpositive and Knegative, максимальная положительная или отрицательная кривизна.
  • Kc контурная кривизна, или кривизна контуров на карте, построенной по поверхности.
  • Kd кривизна в направлении падения.
  • Ks кривизна в направлении простирания.
  • Kn искривление, или интенсивность кривизны, независимо от формы.

В ассоциации с атрибутами кривизны по падению и простиранию также могут быть вычислены наклон и азимут.*

Слева показан атрибут Kmin справа показан атрибут Kmax на горизонтальном срезе 1000мс.

attrib

Фазовая конгруэнтность

Алгоритм расчета фазовой конгруэнтности, разработанный Kovesi (1996), первоначально использовался в системах технического зрения роботов для обнаружения краев. Фундаментальная идея алгоритма заключается в нахождении точки, в которой фазы различных частотных составляющих набора данных равны между собой, или, иначе, конгруэнтны.

Проще всего представить это на примере одномерного Фурье-анализа, но для большей точности алгоритм расчета фазовой конгруэнтности в HampsonRussell основан на применении двумерного Фурье-анализа.

Атрибут фазовой конгруэнтности примененный к горизонтальному срезу набора данных. Заметьте локализацию разрывов с помощью атрибута фазовой конгруэнтности.

Ключевые шаги

  • Преобразовать горизонтальные срезы в двумерную частотную область.
  • Частотное разделение (frequency portioning), используя комбинацию радиальных и угловых фильтров.
  • Обратное преобразование во временную область и определение фазовых компонент на основе анализа моментов.

Отношение энергии

Атрибут отношения энергии дает иной путь выявления геологических неоднородностей, таких как нарушения, в сейсмических данных. Как и фазовая конгруэнтность, он способен выделять небольшие трещины. Вычисляется он следующим образом:

  • Определить скользящий суб-объем внутри основного сейсмического куба.
  • Отфильтровать каждый суб-объем, так, чтобы удалить наклонные когерентные оси синфазности.
  • Вычислить энергию в пределах отфильтрованного и не отфильтрованного суб-объемов.
  • Найти отношение энергии отфильтрованного суб-объема к энергии не отфильтрованного суб-объема.
  • Присвоить это значение центру текущего суб-объема и прейти к следующему.

Слева: горизонтальный срез амплитуды на времени 1000 мс.

Справа: атрибут отношения энергии на времени1000 мс.

attrib

Полная декомпозиция эмпирических мод по ансамблям Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD)

Алгоритм декомпозиции эмпирических мод (EMD) является методом спектрального анализа, дающим лучшие результаты по сравнению с мгновенной частотой, оконным фурье-преобразованием (STFT) и вэйвлет-преобразованием, в настоящее время являющимися основными инструментами частотно-временного анализа. Алгоритм EMD раскладывает сейсмические данные на внутренние моды (колебания) (IMFs), которые, в свою очередь, могут быть проинтерпретированы как локализованные оценки частотного состава, которые мы хотели бы увидеть.

Ограничения, существующие в алгоритме EMD привели к разработке алгоритмов декомпозиции эмпирических мод по ансамблям (EEMD) и полной декомпозиции эмпирических мод по ансамблям (CEEMD), оба из которых можно найти в модуле Attributes. Эти методы улучшают и стабилизируют оригинальный алгоритм EMD. На рисунке ниже показаны результаты алгоритма CEEMD (слева), оконного преобразования Фурье (в центре) и мгновенной частоты (справа) для одного и того же горизонтального среза, вычисленных в ПО HampsonRussell. Хотя все три примера показывают, в общем, близкое распределение, результаты CEEMD показывают более реалистичные детали в нижней части карты.

attrib