7 NMO-Geschwindigkeitsanalyse

7.1 CDP-Sortierung

Die NMO-Geschwindigkeitsanalyse wird für Registrierungen durchgeführt, die einem gemeinsamen Mittelpunkt (CommonMidPoint) zwischen Schüssen und Aufnehmern zugeordnet sind. Dadurch werden Effekte von Reflektorneigungen auf die Reflexionslaufzeitkurve minimiert. Die Geschwindigkeitsbestimmung wird dadurch einfacher, da für einen CMP söhlige Schichtung angenommen wird. In diesem Fall liegen die Überdeckungspunkte im Untergrund (CommonDepthPoint) auch vertikal unter dem jeweiligen CMP; die Begriffe CDP und CMP können als gleichbedeutend angesehen werden.

Abb. 18: Grundprinzip der CDP-Sortierung. Alle Schuss-Aufnehmer-Mittelpunkte (x), die im unterlegten Bereich liegen, werden dem CDP 2068 zugeordnet. Die Bin-Breite der CDP‘s (+) ist durch den Abstand auf der CDP-Linie vorgegeben, senkrecht zu dieser unendlich weit ausgedehnt.

Bei der Geometriedefinition werden bereits CDP-Lokationen definiert, die i.a. doppelt so dicht wie die PG-Lokationen auf der PG-Linie liegen. Bei einer crooked line geometry; d.h. wenn die Aufnehmer auf einer stark mäandrierenden Linie und die Schüsse nicht immer auf der PG-Linie liegen, wird die CDP-Überdeckung nicht immer sehr gleichmässig sein. In solchen Fällen sollte die CDP-Lini möglichst glatt durch die Mittelpunkte aller Schuss-Aufnehmer-Paare gelegt werden. Diese geglättete CDP-Linie kann durch Vorgabe einiger Stützstellen mit der Spreadsheet-Utility interaktiv oder mit dem Module LINE und der Option CDPS in einem DISCO-Job erfolgen. Das Modul CDPLINE bietet die Möglichkeit, eine geglättete CDP-Linie automatisch zu berechnen.

Mit dem Modul GDSPLY, welches auf die Geometrie-Information in der seismischen Datenbasis zugreift, lässt sich die CDP-Überdeckung, d.h. wie viele Schuss-Aufnehmer-Paare welchem CDP zugeordnet werden, auflisten.

Mit dem Modul PROFILE wird die gesamte Geometrieinformation aus der Datenbasis in die Spurheader übertragen. Beim anschliessenden Umsortieren von Schuss- in CDP-Ensembles mit dem Modul SORT werden die Seismogramme, deren Mittelpunkte einem CDP am nächsten liegen (s. Abb. 18), diesem zugeordnet. Die Maximalanzahl der Spuren pro CDP-Ensemble muss für das Modul SORT bekannt sein.

 

10. Aufgabe:

Abb. 19: Darstellung eine Geometrie mit dem Tool STACKING CHART (2D-QC-Untermenü) nachdem mit dem Modul CDPLINE eine geglättete CDP-Linie für den Praktikumsdatensatz erstellt wurde.

 

7.2 Interaktive NMO-Geschwindigkeitsanalyse

Die Ermittlung der optimalen NMO- bzw. Stapelgeschwindigkeiten erfolgt interaktiv mit dem Modul VELDEF. Für alle, konstant gehaltenen Werte eines vorzugebenden Geschwindigkeitsbereichs wird zu allen Zweiweglaufzeiten (TwoWay Traveltime) die NMO-Korrektur durchgeführt und ein Kohärenzmass über alle Seismogramme eines CDP‘s berechnet. Diese Kohärenzwerte werden in Form einer farbcodierten Isoflächendarstellung neben die Seismogramm-Montage gestellt (s. Abb. 20). Für eine erkennbare Reflexion ist die optimale Stapelgeschwindigkeit durch grosse Kohärenzwerte (i.a. rote Farbtöne) gekennzeichnet. Für mehrere Reflexionen lässt sich durch die Verbindung der Maxima eine VNMO(TWT)-Funktion ermitteln, mit der alle Reflexionen dynamisch korrigiert werden. Durch das Anklicken der Maxima werden die somit gepickten [TWT,VNMO]-Paare für den aktuellen CDP in die Parameterliste des Moduls VELDEF (im Jobfile) geschrieben.

Abb. 20: Aufbau des Interactive-Windows für das Modul VELDEF. Neben den seismischen Spuren (links) wird in farbcodierter Flächenschrift (rechts) ein Kohärenzmass dargestellt, das für den mit unterschiedlichen, aber jeweils konstanten Geschwindigkeiten dynamisch korrigierten Datensatz berechnet wurde. In dieses Feld können ausser den gepickten [TWT,VNMO]-Paaren optional auch die daraus mit der Dix-Formel abgeleiteten Intervall-Geschwindigkeiten eingezeichnet werden.

Mehrspur-Kohärenz

Als Mehrspur-Kohärenzmass kann z. B. die Semblance verwendet werden, die sich nach folgender Formel ergibt:

Innerhalb eines N-Punkte langen Zeitfensters wird zunächst für jeden aktuellen, spurabhängigen Zeitwert das Quadrat der Amplitudensumme aller M Seismogramme gebildet und anschliessend diese Quadrate aufaddiert. Dieser Wert wird durch die Summe der aufaddierten Amplitudenquadrate dividiert und mit der Anzahl der Seismogramme skaliert. Die individuelle Startzeit t0m wird in Abhängigkeit der Lotzeit TWT und dem Normal Moveout, der von der (Test)-Stapelgeschwindigkeit VNMO und der absoluten Entfernung des m-ten Seismogramms abhängt, berechnet (s. überlagerte Reflexionshyperbel in Abb. 20). Die Semblance stellt physikalisch betrachtet ein normiertes Verhältnis der Energie von Ausgabe (ein gestapeltes) zu Eingabe (viele dynamisch korrigierte Seismogramme) in einem Mehrspurprozesses dar. Anders ausgedrückt ist sie ein Gütemass für die Signalkohärenz in mehreren Seismogrammen.

Zur Feinabstimmung der VNMO(TWT)-Funktion kann das aktuell ausgewählte CDP-Ensemble mit der gepickten Geschwindigkeitsfunktion dynamisch korrigiert werden. Falls die Stapelgeschwindigkeit für eine Reflexion richtig gewählt ist, sollte diese nach der dynamischen Korrektur horizontal sein. Ist die gewählte Geschwindigkeit zu groß, werden die Hyperbeln überkorrigiert, d.h. für große Entfernungen sind die Reflexionselemente nach oben (zu kleineren Zeiten) verbogen. Bei zu kleinen NMO-Geschwindigkeiten sind sie unterkorrigert und somit nach unten verbogen. In der dynamisch korrigierten CDP-Sektion kann auch der Mute-Bereich visualisiert werden, der im Modul NMO zur Unterdrückung des Strechings angewandt werden kann. Die Spuren des CDP-Ensembles können auch gestapelt werden, sodass für mehrere CDPs eines supergathers das "Ziel" des reflexionsseismischen Processings - Strukturabbildung des Untergrundes in Form von Lotzeitseismogrammen - erreicht wird. Einmal gepickten [TWT,VNMO]-Paare können jederzeit noch korrigiert werden. Im Jobfile und in der Datenbasis werden sie letztendlich dann CDP-orientiert abgespeichert, wenn das Feld GO PROCESS angeklickt wird.

11. Aufgabe:

 

7.3 Verarbeitung von Geschwindigkeiten in der Datenbasis

Nachdem die CDP-abhängigen Stapelgeschwindigkeiten mit dem Modul VELDEF bestimmt wurden, stehen sie in der seismischen Datenbasis unter der Rubrik USER FILE und dem Eintrag line.VELDEFN.name (letzterer wurde mit VELDEF definiert). Sie können mit dem Tool VELOCITIES, einem Untermenü von 2Dimensional-QualityControl, weiter verarbeitet werden.

Zunächst gibt es die Möglichkeit, die bestimmten NMO-Geschwindigkeiten in Form farbcodierter Flächenschrift (s. Abb. 21) graphisch darzustellen. Zwischen den CDP-Lokationen, an denen die VNMO(TWT)-Funktionen bestimmt wurden, wird für die Darstellung linear interpoliert. Diese Interpolation gilt aber auch bei der Anwendung der NMO-Korrektur mit dem Modul NMO!

Die über die Dix-Formel (oben links) berechneten Intervall-Geschwindigkeiten können ebenfalls dargestellt werden - als Funktion der Zweiweglaufzeit TWT oder als Funktion der Tiefe, die aus den aufsummierten Schichtmächtigkeiten (oben rechts) berechnet wird. Numerisch werden diese [VINT,h]-Werte richtig ermittelt, die Darstellung ist jedoch falsch, warum (Zusatzaufgabe)?

Zudem gibt es die Möglichkeit, [TWT,VNMO]-Paare zu editieren, d.h. löschen, neue einfügen, verändern. Fehlgepickte Paare können somit korrigiert werden. Eine Kontrolle der Korrektur sollte aber immer über den Vergleich mit dem Modul VELDEF und den CDP-Ensembles erfolgen.

Die [TWT,VNMO]-Paare können auch in der Zweiweglaufzeit und der CDP-Lokation gleichabständig interpoliert und in diesen beiden Richtungen - also "flächenmässig" geglättet werden. Dieser Verarbeitungsschritt ist für die NMO-Korrektur noch nicht so relevant, da dabei die primären VNMO(TWT)-Funktionen verwendet werden sollten. Für eine Poststack-Migration ist er aber unerlässlich, da in allen Migrationsverfahren ein geglättetes (Durchschnitts)-Geschwindigkeitsfeld benutzt werden sollte.

Abb. 21: Darstellung von Stapelgeschwindigkeiten, die mit dem Modul VELDEF interaktiv bestimmt wurden, im VELOCITIES-Tool.

12. Aufgabe: