geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2023-2-29geophystech-290Research ArticleСтатьиАзимутальный анализ поглощения продольных волн в трещиноватой среде, покрывающей целевой объект, по данным полно-азимутальной сейсмической съемкиAzimuthal analysis of pp-wave attenuation in a fractured medium covering a target layer using wide-azimuth seismic survey dataВасиленкоН. К.VasilenkoN. K.

Инженер лаборатории динамических проблем сейсмики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, аспирант Новосибирского государственного университета. Основные научные интересы: разработка алгоритмов обработки сейсмических данных.

НефедкинаТ. В.NefedkinaT. V.

Кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Область научных интересов: многоволновая сейсморазведка, обменные отраженные волны, AVOA-анализ и инверсия в анизотропных средах.

NefedkinaTV@ipgg.sbras.ruДугаровГ. А.DugarovG. A.

Кандидат физико-математических наук, инженер по обработке больших данных ООО «Техкомпании Хуавэй». Область научных интересов: теория распространения сейсмических волн в анизотропных и поглощающих средах, эффективные модели.

БекренёвР. К.BekrenyovR. K.

Инженер лаборатории динамических проблем сейсмики Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, аспирант Новосибирского государственного университета. Область научных интересов: азимутальный AVO-анализ и инверсия в анизотропных средах.

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3 <br><br> Новосибирский государственный университет<br> 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090 <br><br> Novosibirsk State University<br> Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090Russian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090Russian FederationООО «Техкомпания Хуавэй» <br>630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 6/1РоссияHuawei Technologies LTD <br>Lavrentyev Ave., 6/1, Novosibirsk, 630090Russian Federation202301092023022946Copyright &#x00A9; Василенко Н.К., Нефедкина Т.В., Дугаров Г.А., Бекренёв Р.К., 20232023Василенко Н.К., Нефедкина Т.В., Дугаров Г.А., Бекренёв Р.К.Vasilenko N.K., Nefedkina T.V., Dugarov G.A., Bekrenyov R.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/290

Данная работа посвящена изучению поглощения продольных волн в анизотропной трещиноватой среде, покрывающей целевой объект, по данным 3D сейсмики. С этой целью в ИНГГ СО РАН был разработан программный модуль, реализующий метод QVOA-инверсии (seismic quality factor Q versus offset and azimuth) Модуль позволяет определить ориентацию трещин в слое по азимутальным вариациям поглощения энергии волны в этом слое. В качестве величины поглощения рассматривается обратная величина добротности, которая определяется методом спектральных отношений. Разработанный модуль QVOA-инверсии был опробован на данных 3D МОГТ одного из месторождений Республики Сербия. В результате были получены распределения направления трещиноватости и степени анизотропии поглощения в слое пород неогена, перекрывающего породы палеозойского фундамента, являющиеся целевым объектом нефтяной разведки. Эти данные должны быть учтены при интерпретации результатов AVAZ-инверсии по отражениям от палеозоя.

The paper considers PP-wave attenuation in an anisotropic fractured medium covering the target layer. Azimuthal and offset variations of inverse quality factor (QVOA) were estimated from 3D seismic data by a software module developed in IPGG SB RAS. Spectral ratio method was used to estimate attenuation. We used developed QVOA inversion module on 3D CDP data from one of the fields in the Republic of Serbia. The distributions of fracturing orientation and attenuation anisotropy degree in the layer of Neogene rock are presented as results. This layer covers Paleozoic basement, which is the main target layer for oil exploration in this area. The obtained distributions should be considered during AVAZ inversion interpretation of reflections from Paleozoic basement due to possible footprints.

Поглощениекоэффициенты отражениятрансверсально-изотропная (HTI) средаанизотропияпродольные волныAVAZ-инверсияэффективные параметры трещиноватостиAttenuationreflection coefficientstransversely isotropic (HTI) mediumanisotropycompressional wavesAVAZ inversioneffective fracture parametersАвторы благодарны компании «Нафтагас» за предоставленные сейсмические материалы. Работа выполнена в рамках Государственного задания FWZZ-2022-0017.ReferencesАвербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. – М.: Недра,1982. – 232 c.Aki K., Richards P.G. Quantitative Seismology. 2nd ed. – University Science Books, Sausalito, 2002. – 704 p.Гореявчев Н.А., Матвеев А.С., Митрофанов Г.М., Кушнарев Р.С. Богатырев И.Ю. Адаптивный подход к оценке сигнальной составляющей по азимутально-угловым сейсмограммам для задач динамического анализа // Цифровые технологии в добыче углеводородов: от моделей к практике: Научно-техническая конференция (г. Уфа, 5–8 октября 2021 г.): Сборник тезисов. – Уфа, 2021а. – С. 68.Averbukh A.G. Study of the Composition and Properties of Rocks during Seismic Exploration. – Nedra, Moscow, 1982. – 232 p.Гореявчев Н.А., Матвеев А.С., Дугаров Г.А., Нефедкина Т.В., Богатырев И.Ю., Дучков А.А., Митрофанов Г.М. Применение современных математических методов для детального изучения целевых объектов среды // Интеллектуальный анализ данных в нефтегазовой отрасли. Вторая региональная конференция EAGE в России и странах СНГ (Новосибирск, 4–6 августа 2021 г.): Сборник тезисов. – Новосибирск, 2021б. – С. 27.Babbel G. Untersuchungen zur Bestimmung der Dampfung seismischer Wellen aus Reflexionsseismogrammen. PhD Thesis. – University of Clausthal, 1984.Дугаров Г.А., Бекренев Р.К., Нефедкина Т.В. Изучение влияния параметров анизотропии на коэффициенты отражения от границы двух азимутально-анизотропных сред // Геофизические технологии. – 2020. – № 2. – С. 18–29, doi: 10.18303/2619-1563-2020-2-18.Bakulin A., Grechka V., Tsvankin I. Estimation of fracture parameters from reflection seismic data – Part I: HTI model due to a single fracture set // Geophysics. – 2000. – Vol. 65 (6). – P. 1788–1802, doi: 10.1190/1.1444863.Дугаров Г.А., Нефедкина Т.В., Богатырев И.Ю., Гореявчев Н.А., Митрофанов Г.М., Ольнева Т.В. Опробование алгоритма AVAZ-инверсии, основанного на точных формулах, при обработке данных широкоазимутальной сейсмической съемки // PROнефть. Профессионально о нефти. – 2021. – № 6 (2). – С. 12–19, doi: 10.51890/2587-7399-2021-6-2-12-19.Bath M. Spectral Analysis in Geophysics. – Amsterdam: Elsevier, 1974. – 580 p.Лыхин П.А., Нефедкина Т.В. Потенциал нелинейной AVOA-инверсии отраженных продольных волн для изучения трещиноватых карбонатных коллекторов нефти и газа // Технологии сейсморазведки. – 2017. – № 2. – С. 59–68.Carcione J.M. A model for seismic velocity and attenuation in petroleum source rocks // Geophysics. – 2000. – Vol. 65. – P. 1080–1092, doi: 10.1190/1.1444801.Нефедкина Т.В., Лыхин П.А. Применимость линеаризованных аппроксимаций коэффициента отражения продольных волн для азимутального анализа амплитуд PP-отражений в анизотропных средах // Технологии сейсморазведки. – 2016. – № 4. – C. 21–32, doi: 10.18303/1813-4254-2016-4-21-32.Carcione J.M., Picotti S. P-wave seismic attenuation by slow wave diffusion: Effects of inhomogeneous rock properties // Geophysics. – 2006. – Vol. 71 (3). – P. O1–O8, doi: 10.1190/1.2194512.Нефедкина Т.В., Бекренёв Р.К., Дугаров Г.А., Екименко А.В. AVAZ-инверсия как перспективный инструмент динамической интерпретации сейсмических данных // Нефтяное хозяйство. – 2022. – № 12. – C. 20–25, doi: 10.24887/0028-2448-2022-12-20-25.Chichinina T., Romero Salcedo M., Valle Garcia R. Method and parallel processing system to estimate fracture orientation using variation of seismic attenuation. PATENT No. 391961 has been issued by the Mexican Institute of Industrial Property (IMPI). Issue date: April 21, 2022 – Patent Owner: Instituto Mexicano del Petroleo, 2023.Оболенцева И.Р., Гречка В.Ю. Лучевой метод в анизотропной среде (алгоритмы, программы) – Новосибирск: ИГиГ, 1989. – 225 с.Chichinina T.I., Sabinin V.I., Ronquiyo-Hariyo H., Obolentseva I.R. The QVOA method for fractured reservoirs characterization // Russian Geology and Geophysics. – 2006. – Vol. 47 (2). – P. 265–283.Рапопорт М.Б. Корреляционная методика прямых поисков залежей нефти и газа по сейсмическим данным // Разведочная геофизика. – М.: Недра, 1977. – Вып. 77. – С. 41–47.Clark R.A., Carter A.J., Nevill P.C., Benson P.M. Attenuation measurements from surface seismic data: azimuthal variation and time-lapse case studies // 63rd Conference and Technical Exhibition. – EAGE, 2001. – P. L28, doi: 10.3997/2214-4609-pdb.15.L-28.Сейсморазведка. Справочник геофизика / Под ред. И.И. Гурвича, В.П. Номоконова. – М.: Недра, 1981. – 484 с.Deng W., Morozov I.B. Solid viscosity of fluid-saturated porous rock with squirt flows at seismic frequencies // Geophysics. – 2016. – Vol. 81 (4). – P. D381–D390, doi: 10.1190/geo2015-0406.1.Чичинина Т.И., Сабинин В.И., Ронкийо-Харийо Х., Оболенцева И.Р. Метод QVOA для поиска трещиноватых коллекторов // Геология и геофизика. – 2006. – № 47 (2). – С. 259–277.Dugarov G.A., Bekrenev R. K., Nefedkina T.V. Studying the influence of anisotropy parameters on the reflection factors from the boundary of two azimuthal anisotropic media // Russian Journal of Geophysical Technologies. – 2020. – Vol. 2. – P. 18–29, doi: 10.18303/2619-1563-2020-2-18.Aki K., Richards P.G. Quantitative Seismology. 2nd ed. – University Science Books, Sausalito, 2002. – 704 p.Dugarov G.A., Nefedkina T.V., Bogatyrev I.Yu, Goreiavchev N.A., Mitrofanov G.M., Olneva T.V. Application of AVAZ inversion algorithm based on exact formulas to a wide azimuth seismic survey data // PROneft. Professionally about Oil. – 2021. – Vol. 6 (2). – P. 12–19, doi: 10.51890/2587-7399-2021-6-2-12-19.Babbel G. Untersuchungen zur Bestimmung der Dampfung seismischer Wellen aus Reflexionsseismogrammen. PhD Thesis. – University of Clausthal, 1984.Goreyavchev N.A., Matveev A.S., Mitrofanov G.M., Kushnarev R.S., Bogatyrev I.Yu. An adaptive approach to estimating the signal component from azimuth-angle seismograms for dynamic analysis problems // Digital Technologies in Hydrocarbon Production: from Models to Practice. Proceedings of the Scientific and Technical Conference (Ufa, October 5–8, 2021). – BashNIPINeft, Ufa, 2021a. – P. 68.Bakulin A., Grechka V., Tsvankin I. Estimation of fracture parameters from reflection seismic data – Part I: HTI model due to a single fracture set // Geophysics. – 2000. – Vol. 65 (6). – P. 1788–1802, doi: 10.1190/1.1444863.Goreyavchev N.A., Matveev A.S., Dugarov G.A., Nefedkina T.V., Bogatyrev I.Yu., Duchkov A.A., Mitrofanov G.M. Application of modern mathematical methods for a detailed study of target objects of medium // Data Mining in the Oil and Gas Industry. Proceedings of the Second EAGE Regional Conference in Russia and the CIS. (Novosibirsk, August 4–6, 2021). – Novosibirsk, 2021b. – Article 27.Bath M. Spectral Analysis in Geophysics. – Amsterdam: Elsevier, 1974. – 580 p.Gurevich B., Brajanovski M., Galvin R.J., Muller T.M., Toms-Stewart J. P wave dispersion and attenuation in fractured and porous reservoirs – poroelasticity approach // Geophysical Prospecting. – 2009. – Vol. 57 (2). – P. 225–237, doi: 10.1111/j.1365-2478.2009.00785.x.Carcione J.M. A model for seismic velocity and attenuation in petroleum source rocks // Geophysics. – 2000. – Vol. 65 (4). – P. 1080–1092, doi: 10.1190/1.1444801.Hamilton E.L. Compressional-wave attenuation in marine sediments // Geophysics. – 1972. – Vol. 37 (4). – P. 620–646, doi: 10.1190/1.1440287.Carcione J.M., Picotti S. P-wave seismic attenuation by slow wave diffusion: Effects of inhomogeneous rock properties // Geophysics. – 2006. – Vol. 71 (3). – P. O1–O8, doi: 10.1190/1.2194512.Horne S., MacBeth C. AVA observations in walk around VSPs // 67th Annual International Meeting (Dallas, November 2–7, 1997). – SEG, Dallas, Texas, 1997. – P. 290–293.Chichinina T., Romero Salcedo M., Valle Garcia R. Method and parallel processing system to estimate fracture orientation using variation of seismic attenuation. PATENT No. 391961 has been issued by the Mexican Institute of Industrial Property (IMPI). Issue date: April 21, 2022 – Patent Owner: Instituto Mexicano del Petroleo, 2023.Hudson J.A. Overall properties of a cracked solid // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. – 1980. – Vol. 88 (2). – P. 371–384, doi: 10.1017/S0305004100057674.Clark R.A., Carter A.J., Nevill P.C., Benson P.M. Attenuation measurements from surface seismic data: azimuthal variation and time-lapse case studies // 63rd Conference and Technical Exhibition. – EAGE, 2001. – P. L28, doi: 10.3997/2214-4609-pdb.15.L-28.Jackson D.D., Anderson D.L. Physical mechanisms of seismic wave attenuation // Reviews of Geophysics. – 1970. – Vol. 8 (1). – P. 1–63, doi: 10.1029/RG008i001p00001.Deng W., Morozov I.B. Solid viscosity of fluid-saturated porous rock with squirt flows at seismic frequencies // Geophysics. – 2016. – Vol. 81 (4). – P. D381–D390, doi: 10.1190/geo2015-0406.1.Knopoff L. Q // Reviews of Geophysics. – 1964. – Vol. 2 (4). – P. 625–660, doi: 10.1029/RG002i004p00625.Gurevich B., Brajanovski M., Galvin R.J., Muller T.M., Toms-Stewart J. P wave dispersion and attenuation in fractured and porous reservoirs – poroelasticity approach // Geophysical Prospecting. – 2009. – Vol. 57 (2). – P. 225–237, doi: 10.1111/j.1365-2478.2009.00785.x.Luo M., Evans B.J. 3D fracture assessment using AVAz and a layer-stripping approach // Exploration Geophysics. – 2003. – Vol. 34. – P. 1–6, doi: 10.1071/EG03001.Hamilton E.L. Compressional-wave attenuation in marine sediments // Geophysics. – 1972. – Vol. 37 (4). – P. 620–646, doi: 10.1190/1.1440287.Luo M., Arihara N., Wang S., Di B., Wei J. Abnormal transmission attenuation and its impact on seismic-fracture prediction – A physical modeling study // Geophysics. – 2006. – Vol. 71 (1). – P. D15–D22, doi: 10.1190/1.2159048.Horne S., MacBeth C. AVA observations in walk around VSPs // 67th Annual International Meeting (Dallas, November 2–7, 1997). – SEG, Dallas, Texas, 1997. – P. 290–293.Lykhin P.A., Nefedkina T.V. The potential of non-linear AVOA-inversion of PP-reflections for exploring fractured carbonate reservoirs // Seismic Technologies. – 2017. – Vol. 2. – P. 59–68.Hudson J.A. Overall properties of a cracked solid // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. – 1980. – Vol. 88 (2). – P. 371–384, doi: 10.1017/S0305004100057674.Lynn H., Beckham W. P-wave azimuthal variations in attenuation, amplitude and velocity in 3D field data: Implications for mapping horizontal permeability anisotropy // 68th Annual International Meeting. SEG Technical Program Expanded Abstracts. – 1998. – P. 193–196, doi: 10.1190/1.1820318.Jackson D.D., Anderson D.L. Physical mechanisms of seismic wave attenuation // Reviews of Geophysics. – 1970. – Vol. 8 (1). – P. 1–63, doi: 10.1029/RG008i001p00001.MacBeth C. Azimuthal variation in P-wave signatures due to fluid flow // Geophysics. – 1999. – Vol. 64 (4). – P. 1181–1191, doi: 10.1190/1.1444625.Knopoff L. Q // Reviews of Geophysics. – 1964. – Vol. 2 (4). – P. 625–660, doi: 10.1029/RG002i004p00625.Maultzsch S., Horne S., Archer S., Burkhardt H. Effects of an anisotropic overburden on azimuthal amplitude analysis in horizontal transverse isotropic media // Geophysical Prospecting. – 2003. – Vol. 51 (1). – P. 61–74, doi: 10.1046/j.1365-2478.2003.00354.x.Luo M., Evans B.J. 3D fracture assessment using AVAz and a layer-stripping approach // Exploration Geophysics. – 2003. – Vol. 34. – P. 1–6, doi: 10.1071/EG03001.Mitrofanov G.M., Priimenko V.I. (2010). Structural decomposition of the wave field in the solution of inverse seismic problems // Revista Brasileira de Geofisica. – 2010. – Vol. 28 (4). – P. 657–671, doi: 10.1590/S0102-261X2010000400010.Luo M., Arihara N., Wang S., Di B., Wei J. Abnormal transmission attenuation and its impact on seismic-fracture prediction – A physical modeling study // Geophysics. – 2006. – Vol. 71 (1). – P. D15–D22, doi: 10.1190/1.2159048.Nefedkina T.V., Bekrenev R. K., Dugarov G. A., Ekimenko A.V. AVAZ inversion as a perspective tool for dynamic interpretation of seismic data // Oil Industry. – 2022. – Vol. 12. – P. 20–25, doi: 10.24887/0028-2448-2022-12-20-25.Lynn H., Beckham W. P-wave azimuthal variations in attenuation, amplitude and velocity in 3D field data: Implications for mapping horizontal permeability anisotropy // 68th Annual International Meeting. SEG Technical Program Expanded Abstracts. – 1998. – P. 193–196, doi: 10.1190/1.1820318.Nefedkina T.V., Lykhin P.A. Applicability of the linearized approximation of the P-wave reflection coefficients for the azimuthal PP-reflection amplitude analysis in anisotropic media // Seismic Technologies. – 2016. – Vol. 4. – P. 21–32, doi: 10.18303/1813-4254-2016-4-21-32.MacBeth C. Azimuthal variation in P-wave signatures due to fluid flow // Geophysics. – 1999. – Vol. 64 (4). – P. 1181–1191, doi: 10.1190/1.1444625.Obolentseva I.R., Grechka V.Y. Ray Method in Anisotropic Medium (Algorithms, Programs) [in Russian]. – IGG SO AN SSSR, Novosibirsk, 1989. – 225 p.Maultzsch S., Horne S., Archer S., Burkhardt H. Effects of an anisotropic overburden on azimuthal amplitude analysis in horizontal transverse isotropic media // Geophysical Prospecting. – 2003. – Vol. 51 (1). – P. 61–74, doi: 10.1046/j.1365-2478.2003.00354.x.Olneva T., Semin D., Inozemtsev A., Bogatyrev I., Ezhov K., Kharyba E., Koren Z. Improved seismic images through full-azimuth depth migration: updating the seismic geological model of an oil field in the pre-neogene base of the Pannonian Basin // First Break. – 2019. – Vol. 37 (10). – P. 91–97, doi: 10.3997/1365-2397.2019030.Mitrofanov G.M., Priimenko V.I. Structural decomposition of the wave field in the solution of inverse seismic problems // Revista Brasileira de Geofisica. – 2010. – Vol. 28 (4). – P. 657–671, doi: 10.1590/S0102-261X2010000400010.Rapoport M.B. Correlation method of direct search for oil and gas deposits from seismic data // Exploration Geophysics. – 1977. – Vol. 77. – P. 41–47.Olneva T., Semin D., Inozemtsev A., Bogatyrev I., Ezhov K., Kharyba E., Koren Z. Improved seismic images through full-azimuth depth migration: updating the seismic geological model of an oil field in the Pre-Neogene base of the Pannonian Basin // First Break. – 2019. – Vol. 37 (10). – P. 91–97, doi: 10.3997/1365-2397.2019030.Rüger A. Reflection coefficients and azimuthal AVO analysis in anisotropic media. – Society of Exploration Geophysics, 2001. – 185 p.Rüger A. Reflection coefficients and azimuthal AVO analysis in anisotropic media. – Society of Exploration Geophysics, 2001. – 185 p.Seismic Exploration. Handbook of Geophysics / Gurvich I.I., Nomokonov V.P. (Eds.). – Nedra, Moscow, 1981. – 484 p.Toksöz M.N., Johnston D.H. Seismic Wave Attenuation. – Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, 1981. – 459 p.Toksöz M.N., Johnston D.H. Seismic Wave Attenuation. – Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, 1981. – 459 p.Toksöz M.N., Johnston D.H., Timur A. Attenuation of seismic waves in dry and saturated rocks: I. Laboratory measurements // Geophysics. – 1979. – Vol. 44 (4). – P. 681–690, doi: 10.1190/1.1440969.Toksöz M.N., Johnston D.H., Timur A. Attenuation of seismic waves in dry and saturated rocks: I. Laboratory measurements // Geophysics. – 1979. – Vol. 44 (4). – P. 681–690, doi: 10.1190/1.1440969.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.