способ морской сейсмической разведки

Формула изобретения

Способ морской сейсмической разведки, включающий возбуждение упругих колебаний, регистрацию многоканальными приемными устройствами отраженных волн и обработку полученных данных, отличающийся тем, что источник и многоканальные приемные устройства устанавливают в воде вертикально и фиксируют их на дрейфующей льдине, при этом многоканальные приемные устройства размещают по двум взаимно-ортогональным направлениям, возбуждение и регистрацию колебаний осуществляют в процессе дрейфа льдины, обработку полученных данных выполняют по двум направлениям, по одному из них формирование профиля осуществляют путем сортировки информации, записанной многоканальными приемными устройствами по ортогональному направлению, которое в момент записи совпадало с направлением дрейфа льдины или было наиболее близким к нему, по другому направлению обрабатывают весь массив информации, при этом обработку данных по обеим направлениям производят в два этапа, на первом этапе определяют законы спрямления годографов восходящих отраженных волн, зафиксированных от различных горизонтов на сейсмограммах общего пункта взрыва, спрямляют оси синфазности этих волн и суммируют трассы в пределах общего пункта взрыва, затем из результатов первого этапа формируют сейсмограммы общей глубинной площадки и подвергают их трехмерному регулируемому направленному суммированию, а кинематические поправки рассчитывают с учетом изменяющихся азимутов линий источник-приемник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к морской сейсморазведке и может быть использовано для получения сейсмических изображений на этапе поиска месторождений нефти и газа на акваториях арктических морей, покрытых паковыми льдами.

Известна радиотелеметрическая система "Диджисейс-200", которая используется на акватории с глубинами водного слоя 10 30 м, с целью исключения искажающего влияния водного слоя на частотную характеристику регистрируемого волнового поля.

Основу системы Диджисей составляют донные станции, которые располагают на различных глубинах [1]

Известен способ морской сейсмической разведки с применением буксируемых наклонных приемных устройств. Во время обработки данных производится коррекция энергии как первичных, так и вторичных отражений, что приводит к усилению энергии первичных волн при сохранении энергии вторичных отражений [2]

Недостатком указанных способов является невозможность применения их в условиях паковых льдов. Даже наличие впереди идущего ледокола не позволит реализовать способ, так как разбиваемые ледоколом льдины могут повредить корпус сейсмического судна и привести к обрыву МПУ (многоканальное приемное устройство).

Решаемая задача предлагаемого изобретения обеспечение сейсмической разведки месторождений нефти и газа на акваториях арктических морей, покрытых паковыми льдами.

Для решения поставленной задачи источник и многоканальное приемное устройство фиксируют на дрейфующей льдине и размещают в водном слое под льдиной вертикально по двум взаимно ортогональным направлениям, возбуждение и регистрацию упругих колебаний осуществляют в процессе дрейфа льдины. Перемещение источника и МПУ происходит за счет дрейфа льдины, при этом из-за одинаковой скорости движения льдины и нижележащей толщины воды приемные устройства постоянно находятся в вертикальном положении.

Обработку получаемых данных выполняют по двум направлениям. По первому направлению формирование профиля осуществляют путем сортировки информации, записанной МПУ по ортогональному направлению, которое в момент записи совпадало с направлением дрейфа льдины или было наиболее близким к нему. По второму направлению обрабатывают весь массив информации. По обоим направлениям обработку выполняют в два этапа. На первом этапе определяют законы спрямления годографов восходящих отраженных волн, зафиксированных от различных горизонтов на сейсмограммах общего пункта взрыва (ОПВ), спрямляют оси синфазности этих волн и суммируют трассы в пределах ОПВ. На втором этапе обработки из результатов первого этапа формируют сейсмограммы общей глубинной площадки (ОГП) и подвергают их трехмерному регулируемому направленному суммированию. Кинематические поправки рассчитывают с учетом изменяющихся азимутов линий источник приемник.

Предложенный способ морской сейсмической разведки обеспечивает проведение сейсморазведочных работ на дрейфующих льдинах, покрытых паковыми льдами.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области технические признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа не были выявлены и поэтому они обеспечивают предложенному способу соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показано в плане размещения источника и многоканального приемного устройства (МПУ). На рис. 2 источник и МПУ показаны в вертикальном сечении: 1 источник; 2 льдина; 3 МПУ; 4 сейсмостанция.

Способ реализуют следующим образом.

При помощи арктической службы выбирается льдина, направление дрейфа которой примерно совпадает с направлением, по которому необходимо получить геологическую информацию. На льдине размещают базовый лагерь по образцу полярных станций. Для установки МПУ бурятся лунки по двум взаимно ортогональным направлениям. В этих лунках закрепляются МПУ. В вершине угла пробуривается полынья для установки группы пневматических пушек, например "Сигнал-5". Расстановка МПУ по двум ортогональным направлениям необходима для случая резкой смены направления дрейфа льдина или разворота ее вокруг собственной оси. Расстояние между позициями МПУ выбирается равными длине МПУ, что связано с мощностью водного слоя. Если глубина водного слоя 50 м, то и длина МПУ должна быть не более 50 м и расстояние между позициями МПУ тоже не должно превышать 50 м. Чем длиннее многоканальное приемное устройство, тем больше область формирования сигнала или длина отражающей площадки, и лучше подавляются волны-помехи. При равенстве расстояния между позициями МПУ и длиной МПУ отражаемые волны на границе будут наращиваться по профилю встык друг к другу. Если расстояние между ними уменьшить, области отражения будут перекрываться, что экономически нецелесообразно, если же расстояние увеличить, то появятся разрывы между отражающими площадками, в этом случае нарушается непрерывность отражающих границ.

Длина каждого из ортогональных направлений, вдоль которых устанавливаются МПУ, связана с понятием необходимой и достаточной длины годографа, которая выбирается с учетом скоростей модели среды, глубины исследуемых границ, наличия или отсутствия мощного фона кратных волн. Исходя из скорости дрейфа льдины выбирается временной интервал между возбуждениями сейсмического сигнала, который бы соответствовал смещению всей системы на определенное расстояние, например 25 м.

После всего комплекса подготовительных работ определяются координаты источника и последнего МПУ на одной из ортогональных направлений и дается команда на начало работ. В процессе дрейфа льдины происходят возбуждение сигнала с заданным интервалом и запись отраженных волн на магнитные носители. Координаты местоположения источника и последнего МПУ определяются регулярно, например через каждые десять возбуждений.

Обработка получаемых данных выполняется по двум направлениям в два этапа. По первому направлению получают временной разрез совпадающей с траекторией дрейфа льдины. Для этого формирование профиля происходит путем сортировки информации, записанной МПУ того из ортогональных направлений, которое в момент записи совпадало с направлением дрейфа или было наиболее близким к нему. По второму направлению обрабатывают весь массив информации. В результате получают временной разрез по направлению распределения центра масс средних точек на скаттерограмме. По обоим направлениям обработка выполняется в два этапа. На первом этапе происходят определение законов спрямления восходящих отраженных волн, зафиксированных от различных горизонтов на сейсмограммах ОПВ, определение осей синфазности этих вон и суммирование трасс в пределах сейсмограмм ОПВ. В результате данного суммирования происходят усиление полезного сигнала и подавление волн-спутников.

На втором этапе обработки из результата первого этапа формируются сейсмограммы общей глубинной площадки (ОГП) при помощи площадных баз обработки.

Это связано с тем, что траектория дрейфа льдины, как правило, в плане представляет собой кривую линию, причем возможны изменения направления движения на противоположные. В этой связи точки симметрии источник приемник сосредотачиваются не на прямой линии с одинаковым интервалом, как в методе ОГТ, а рассредотачиваются неравномерно по площади. Композиции сейсмических трасс, сформированные по принципу общей глубинной площадки (ОГП), включают трассы с различными азимутами линий источник приемник, поэтому в случае существенно трехмерной среды расчет кинематических поправок при построении временных разрезов необходимо вести с учетом углов и азимутов падения отражающих границ. Применяют двух и трехмерные спектры для определения эффективных параметров среды и использования этих параметров как для получения временных разрезов, так и для дальнейших геологических построений.

В результате двухэтапной обработки путем двойного накапливания информации и трехмерного анализа получают временные разрезы высокой детальности и разрешенности. Распределение средних точек по площади позволяет выполнять трехмерный анализ с определением углов и азимутов падения отражающих границ.

Использование предлагаемого способа позволит осуществить поисковые сейсмические работы на больших акваториях морей Северного Ледовитого океана, занятых паковыми льдами, и получить геологическую информацию в пределах, безусловно, перспективного шельфа Северного Ледовитого океана, в настоящее время практически не изученного сейсмическими методами.