способ многоуровневой вибросейсморазведки
Классы МПК: | G01V1/36 осуществление статической или динамической коррекции записи, например коррекции распространения; коррекция сейсмических сигналов, устранение влияния побочных энергетических помех |
Автор(ы): | Михеев С.И., Михайлов В.А., Живодров В.А., Резепова О.П., Бутенко Г.А. |
Патентообладатель(и): | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-05-29 публикация патента:
20.06.2001 |
Сущность изобретения: возбуждают виброисточником сейсмические колебания, регистрируют их. На виброграммах выделяют подлежащие изучению уровни глубин и соответствующие им временные окна. Перебирают для каждого из уровней значения характеристик частотно-зависимого затухания и дисперсии скоростей. Вычисляют по ним характеристики фильтров, которыми фильтруют излученный сигнал. Вычисляют пробные коррелограммы и определяют параметры оптимальньх фильтров для каждого из уровней. Окончательно коррелируют виброграмму с опорным сигналом после его предварительной обработки оптимальными для каждого уровня глубин фильтрами. Технический результат: повышение качества и информативности сейсмического материала. 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
Способ многоуровневой вибросейсморазведки, включающий возбуждение сейсмических колебаний виброисточником, их регистрацию, обработку и корреляцию опорного сигнала с виброграммой, отличающийся тем, что выделяют подлежащие изучению уровни глубин и соответствующие им временные окна на виброграммах, перебирают для каждого из уровней значения характеристик частотно-зависимого затухания и дисперсии скоростей, вычисляют по ним характеристики фильтров, описывающих искажения сейсмических сигналов в среде, фильтруют этими фильтрами излученный вибратором сигнал, после чего вычисляют пробные коррелограммы и определяют параметры фильтров, оптимальных для каждого из уровней, по максимальной интенсивности подлежащих излучению волн, затем осуществляют окончательную корреляцию виброграммы с опорным сигналом после его предварительной обработки оптимальными для каждого уровня глубин фильтрами.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к вибросейсморазведке и предназначено для повышения качества и информативности сейсмического материала. Известен способ сейсмической разведки в соответствии, с которым функцию вибратора пропускают через фильтр, непрерывно настраиваемый на мгновенную частоту вибратора после перемножения ее с регистрируемыми колебаниями фильтруют на полосовом фильтре, частотную характеристику которого, перемещают по оси частот на величину, пропорциональную отклонению скорости излучения частоты вибратора от своего среднего значения [1]. Недостатком этого способа является то, что он учитывает лишь искажения вибрационных сигналов, возникающие в системе вибратор-грунт, а также искажающее влияние паразитных гармоник. Искажения же вибрационного сигнала в среде, связанные с частотно-зависимым затуханием и дисперсией скорости, не учитываются. Это снижает эффективность способа. Кроме того, он требует изготовления сложной аппаратуры на базе двух-трехдорожечного магнитофона специального типа, перемножающих устройств и линий задержки. Известен способ формирования сейсмических данных с использованием сейсмического вибратора и его варианты. Согласно этому способу формируют первую последовательность каскадированной развертки, содержащую n идентичных сегментов, и вторую такую же последовательность с дополнительным сегментом, который расположен и фазирован так, чтобы подавлять гармонические помехи во время корреляции [2]. Недостатком этого способа является то, что он, подавляя искажения коррелограмм, связанные с гармоническими помехами при вычислении интеграла корреляции, не учитывает отрицательное влияние на результаты корреляции искажений свип-сигналов в среде. Это снижает эффективность выделения импульсных сигналов на фоне помех. Кроме того, способ характеризуется сложной технологией и большой трудоемкостью, требуя применения нескольких разверток при отработке одной физической точки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ вибросейсмической разведки и устройство для его осуществления. В соответствии с этим способом используемый при корреляции опорный сигнал дополнительно обрабатывают путем формирования на его основе первой, второй и т.д. гармоник, которые суммируют с исходным опорным сигналом и сумму этих сигналов коррелируют с виброграммами. При этом информация гармоник определяется их весовыми коэффициентами, в результате перебора которых отбирается информация об исследуемой геологической среде [3]. Недостатком этого способа является то, что он не учитывает проявление эффектов частотно-зависимого затухания и зависимость скорости распространения гармоник сигналов от частоты. В результате нарушаются предпосылки метода вибрационной сейсморазведки, основанной на представлении о том, что регистрируемый сигнал подобен по форме излучаемому. Вследствие же частотно-зависимого затухания и дисперсии скоростей регистрируемые и излученные сигналы существенно отличаются, что ведет к снижению геологической эффективности вибросейсморазведки. Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение качества и информативности сейсмического материала за счет обеспечения оптимальных условий выделения сейсмических сигналов для различных уровней глубин. Поставленная задача решается следующим образом:В способе многоуровневой вибросейсморазведки, включающем возбуждение сейсмических колебаний виброисточником, их регистрацию, обработку и корреляцию опорного сигнала с виброграммой, выделяют подлежащие изучению уровни глубин и соответствующие им временные окна на виброграммах, перебирают для каждого из уровней значения характеристик частотно-зависимого затухания и дисперсии скоростей, вычисляют по ним характеристики фильтров, описывающих искажения сейсмических сигналов в среде, фильтруют этими фильтрами излученный вибратором сигнал, после чего вычисляют пробные коррелограммы и определяют параметры фильтров, оптимальных для каждого из уровней, по максимальной интенсивности подлежащих изучению волн, затем осуществляют окончательную корреляцию выброграммы с опорным сигналом после его предварительной обработки оптимальными для каждого уровня глубин фильтрами. Существенными отличиями изобретения являются следующие. На виброграммах выделяют подлежащие изучению уровни глубин и соответствующие временные окна. Уровни глубин выбирают исходя из поставленных задач в соответствии с целями исследований, что позволяет сократить затраты труда и машинного времени на вычисления коррелограмм. Перебирают для каждого из уровней значения характеристик частотно-зависимого затухания и дисперсии скоростей, вычисляют по ним характеристики фильтров, описывающих искажения сейсмических сигналов в среде, фильтруют этими фильтрами излученный вибратором сигнал, после чего вычисляют пробные коррелограммы и определяют параметры фильтров, оптимальных для каждого из уровней, по максимальной интенсивности подлежащих изучению волн. Это позволяет определить характеристики среды для всех подлежащих изучению уровней глубин, необходимые для вычисления параметров фильтров, использующихся для предваряющей корреляцию обработки свип-сигналов. Осуществляют окончательную корреляцию виброграммы с опорным сигналом после его предварительной обработки оптимальными для каждого уровня глубин фильтрами, что позволяет получить максимальную амплитуду функции взаимной корреляции для подлежащих изучению волн во всех интервалах глубин. Тем самым обеспечивается высокое качество и информативность сейсмического материала для всех изучаемых уровней глубин. Из изученной научно-технической и патентной литературы автору не известно техническое решение с перечисленной совокупностью отличительных признаков, это дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям изобретения. На фиг. 1 и 2 приведены примеры искажений формы и спектра отраженного опорного (свип) сигнала: а) исходный опорный сигнал, б) амплитудный спектр исходного опорного сигнала, в) отраженный от границы опорный сигнал, г) амплитудный спектр отраженного сигнала. На фиг. 3 и 4 примеры изменения отраженного сигнала на коррелограммах. На фиг. 5 относительная интенсивность сигнала при значении декремента затухания в среде

S(t) = A(t)cos{2


Спектр этого сигнала определяется прямым преобразованием Фурье

Здесь A(t) - амплитуда сигнала; fн, fк - начальная и конечная частота;



где FBK(t) - функция взаимной корреляции (ФBK); S


где




А. Г. Авербухом [4] показано, что в средах с частотно-зависимым затуханием и сопутствующей ему дисперсией скоростей функция


Здесь


Формула (7) позволяет количественно оценить искажения формы опорного сигнала после прохождения им некоторого пути 1 в разрезе. Эти искажения увеличиваются с ростом увеличения пути пробега волны. Поэтому использование в формуле (4) исходной формы опорного сигнала вместо истинной искаженной (см. формулу 7) ведет к снижению эффективности вибросейсморазведки, особенно для глубоких горизонтов. Для обеспечения оптимальных условий выделения сигналов для всех уровней глубин и, соответственно, повышения геологической эффективности вибросейсморазведки предлагается при вычислении коррелограмм изменять опорный сигнал в соответствии с искажениями, определяемыми частотно-зависимыми свойствами среды и дисперсией скорости. Необходимые для оптимального изменения опорного сигнала характеристики среды предлагается определять путем подбора величины





1. А.С. СССР N 185503, публ. 09.10.67 г. БИ N 21 - аналог. 2. Патент РФ N2126983, публ. 27.02.99 г. БИ N 6 - аналог. 3. Патент РФ N2143713, публ. 27.12.99 г. БИ N 36 - прототип. 4. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. - М.: Недра, 1982. - 232 с.
Класс G01V1/36 осуществление статической или динамической коррекции записи, например коррекции распространения; коррекция сейсмических сигналов, устранение влияния побочных энергетических помех