Application of diffracted waves for imaging thin layers in the presence of faults

Abstract

В диссертации представлено исследование кинематических и динамических свойств дифрагированных волн, а также их применение при решении обратной задачи сейсморазведки в случае тонкослоистых сред при наличии разломов. В первой части работы рассмотрен случай падения цилиндрической волны на прозрачный акустический угол. Используя метод численного моделирования, построены волновые поля для рассматриваемой задачи. Положения волновых фронтов, извлеченных из данных численного моделирования, совпадают с положениями соответствующих волновых фронтов, рассчитанных аналитически. Предложен способ построения зависимости амплитуды дифрагированной волны от угла ее выхода из точки дифракции. На амплитудной кривой выделены особые области, включая области поперечной диффузии. В следующей части продемонстрирована возможность применения дифрагированных волн для определения мощности тонких слоев при наличии разломов, а также для извлечения информации о скорости в сложных геологических условиях. Применяя численное моделирование, были получены синтетические данные для модели тонкослоистой среды, смещенной по разлому. Использовались как кинематические, так и динамические свойства дифрагированных волн для локализации зоны разлома. Процесс обработки данных включает два этапа: разделение волновых полей и построение карты когерентности. Применение f-k фильтра к сейсмическому разрезу общего выноса и к суммированному разрезу позволяет отделить дифрагированное поле от отраженного поля. Следующий этап заключается в построении для дифрагированных волн карты когерентности, позволяющей локализовать местоположения краев разлома, а также определить распределение скоростей в его окрестности.

The thesis presents the study of kinematic and dynamic properties of diffracted waves. Also the application of the diffracted waves in seismic imaging is presented in case of thin-layered media with the faults. The case of the cylindrical wave incidence on the acoustic transparent wedge is considered in the first part of the thesis. Numerical modelling was used to calculate the wave fields. The location of the wave fronts extracted from the numerical modelling agrees with the location of the wave fronts which was analytically calculated. The method of the design of the diffracted amplitude versus angle curve is proposed. On the amplitude curve the areas of special interest are marked including areas of the transverse diffusion. In the next part of the thesis the feasibility of the utilising diffractions for seismic imaging of a fault embedded in superposed thin layer sequences are shown. Also diffractions were used to extract velocity information in the complex geological settings. The synthetic data for thin-layered model with the fault were acquired using numerical modelling. We propose to exploit both kinematic and dynamic properties of diffractions to reliably detect and image fault zones. The approach includes two main steps: separation diffracted and reflected waves following by a subsequent coherence analysis. Event separation is done by a dip-filter and applied in the stacked domain. The next step consists in constructing of a coherence map for diffracted waves, which allows locating the edges of the fault, and also determining the velocity distribution in its vicinity.