APPLICATION OF ISO-FREQUENCY MAPS TO TIME-LAPSE DATA

Abstract

ABSTRACT. Time-frequency transforms are widely used in seismic exploration. These transforms enable analysis of the energy density of a non-stationary signal as functions of amplitude, time and frequency. The representation of energy density is not unique, and each transform has its advantages and disadvantages. The choice of which transform should be used depends on the application. In this paper, we propose a new way to analyze time-lapse anomalies using iso-frequency panels obtained by time-frequency transforms. We compared the iso-frequency panels of the Morlet Wavelet Transform and Choi-Williams Distribution. These panels revealed different characteristics and can provide additional information for the interpretation of time-lapse anomalies. We used seismic data from the Marimbá field of the Campos Basin, Brazil, for which base and monitor acquisitions were held in 1984 and 1999, respectively. We also used a special filtering approach to enhance seismic resolution and remove noise, whereby we applied the curvelet transform to remove noise, and employed a tool to correct the residual moveout and inverse Q filtering for attenuation correction. Then we analysed the time-lapse anomalies using iso-frequency panels. The main time-lapse anomalies appeared in the form of clouds in the iso-frequency panels obtained by the Morlet Wavelet Transform approach. Iso-frequency panels obtained by Choi-Williams Distribution showed a higher sensitivity and resolution for analyzing the anomalies. Our results show the great potential of these transforms for visualization of time-lapse anomalies.

Keywords: time-lapse anomalies, spectrogram, Morlet Wavelet Transform, Choi-Williams Distribution.

RESUMO. Transformadas tempo-frequência são amplamente utilizadas na exploração sísmica. Estas transformadas permitem a análise da densidade de energia de um sinal não-estacionário como funções de amplitude, tempo e frequência. A representação da densidade de energia de um sinal não é única, e cada transformada tem suas vantagens e desvantagens. A escolha da transformada que deve ser usada depende da aplicação. Neste artigo, propomos uma nova abordagem para analisar anomalias de dados time-lapse usando painéis iso-frequência obtidos através de transformadas tempo-frequência. Comparamos os painéis iso-frequência obtidos com a Transformada Wavelet de Morlet e a Distribuição de Choi-Williams. Estes painéis revelaram diferentes características que podem fornecer informações adicionais para a interpretação de anomalias time-lapse. Os dados sísmicos utilizados foram do Campo de Marimbá da Bacia de Campos, Brasil, os quais as aquisições base e monitor foram realizadas em 1984 e 1999, respectivamente. Antes da análise dos painéis iso-frequência, usamos um workflow para melhorar a resolução sísmica e a razão sinal-ruído. Neste workflow, aplicamos a Transformada Curvelet para remover ruídos aleatórios e coerentes, uma ferramenta para corrigir o moveout residual e um Q-filter para correção dos efeitos da atenuação. Após este workflow, as principais anomalias time-lapse apareceram na forma de nuvens nos painéis iso-frequência da Transformada Wavelet de Morlet. Já os painéis iso-frequência da Distribuição de Choi-Williams apresentaram uma maior sensibilidade e resolução para análise dessas anomalias. Os resultados mostraram o grande potencial dessas transformadas para a visualização e interpretação de anomalias time-lapse.

Palavras-chave: anomalias time-lapse, espectrograma, Transformada Wavelet de Morlet, Distribuição Choi-Williams.