S-JIM-GREM - Entwicklung einer simultanen strukturellen Joint Inversion mit Modulen für Gravimetrie, Elektromagnetik und seismischer FWI

Abstract

In diesem Teilvorhaben wurde das in den Vorgängerprojekten SUGAR-III und Gitaro.JIM entwickelte Joint-Inversion-Framework (JIF) um die Integration der hochauflösenden seismischen Inversion (FWI in 2D) erweitert und das Modul zur elektromagnetischen (3D EM-) Modellierung vervollständigt. Das JIF basiert auf einem zentralen geologischen Strukturmodell, und verschiedene geophysikalische Methoden können kombiniert werden, um in einem Optimierungsprozess - sich konstruktiv ergänzend - ein zuverlässigeres gemeinsames Tiefenmodell der relevanten petrophysikalischen Gesteinsparameter zu liefern. Die erfolgreiche Integration der FWI in das JIF ermöglicht die Durchführung strukturbasierter seismischer FWI-Optimierungen. Dies ist ein großer Entwicklungsschritt, denn üblicherweise werden voxelbasierte Inversionen durchgeführt. Die strukturellen Randbedingungen konnten in Beispielmodellen zur Stabilisierung der seismischen Inversion beitragen, vorausgesetzt die Optimierung erfolgte in aufeinander aufbauenden, nach Daten und Aufgabenstellung angepassten Phasen. Gemeinsame Optimierungen gravimetrischer, EM- und seismischer FWI-Daten in einer Joint Inversion wurden ebenfalls erfolgreich am 3D-Modell durchgeführt, wobei seismische Linien ohne und mit Salz beteiligt waren. Mit Salz ist eine Konvergenz der FWI grundsätzlich schwieriger zu erreichen, was einen darauf abgestimmten Arbeitsablauf erfordert. Das im Projekt entwickelte iterative Vorgehen in Phasen mit anschließender Joint Inversion wurde an Daten der Barentssee (Salzstrukturen) mit Gravimetrie und EM erfolgreich eingesetzt. In this sub-project, the Joint Inversion Framework (JIF) - developed in the predecessor projects SUGAR-III and Gitaro.JIM – was extended to include high-resolution seismic full waveform inversion (2D FWI), and the 3D electromagnetic modelling module was finalised. The JIF is based on a central geological structural model, and various geophysical methods can be combined to deliver - through a process of constructive optimization – a more reliable common depth model of the relevant petrophysical rock parameters. The successful integration of FWI into the JIF enables the performance of structure-based seismic FWI optimisations. This represents a major step forward, as typically only voxel-based inversions are carried out. In example models, the structural constraints were able to contribute to the stabilisation of the seismic inversion, provided that the optimisation was carried out in successive phases that were appropriate to the data and the specific task involved. Joint optimisation of gravity, electromagnetic and seismic FWI data in a "joint inversion" was also successfully carried out on the 3D model, involving seismic lines both with and without salt. When salt is present, achieving convergence of the FWI is generally more difficult, which requires a tailored approach. The iterative, phased workflow, developed as part of the project, followed by joint inversion, was successfully applied to data from the Barents Sea (salt structures) using gravity and electromagnetics.