Способ сейсмической разведки

Способ сейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (11) 1000963

Ж г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву{22) Заявлено 18. 08. 81 (21) 3329213/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень №

Дата опубликования описания 28,02.83

{5t)M. Кл.

6 01 V 1/00.

Гасударственный квинтет

{53) УДК550,834 (088.8} йв делан нзобретеннй и открытий

А, С, Каши к, И. Ь. Крылов, Д, Б.фини н Ьр 4 ;Ь

Центральная геофизическая экспедиция нефтяной промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) С!1ОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсмической разведке с вибрационными источниками возбуждения упругих колебаний и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при изучении строения Земли.

Известен способ сейсмической разведки, включающий вибрационное воз" буждение упругих колебаний постоянной частоты, амплитуды и однократно меняющейся фазы в начальной части из лучаемого сигнала 1 j, Недостатком способа является использование сигнала с одной постоянной частотой иодноразовым изменением

Фазы, не позволяющими добиться высокого соотношения сигнал/помеха и разрешенности записи в условиях интенсивных промышленных помех.

Известен также способ сейсмической разведки, согласна которому возбуждаемые сейсмические сигналы пред2 ставляют собой продолжительные колебаниг, постоянной частоты и амплитуды, фаза которых. неоднократно изме. няется на противоположную по псевдо», случайному закону, причем первое изменение фазы происходит в начальной части излучаемого сигнала $ 2j.

Недостатки способа — низкие помехоустойчивость и разрешенность записи, обусловленные использованием

10 одного монохромати че ского си гнала при возбуждении, регистрацией в нестационарном режиме колебаний. и необходимостью применения операции взаимной корреляции при обработке, 15

Наиболее близким к предлагаемому является способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении вибратором серии монохроматических сигналов, их регистрации и обработке.

При этом регистрация колебаний осуществляется от времени начала вибровозбуждения до времение равного сумме длительности возбужденного сигна100096

3 ла и времени регистрации наиболее глубокого отражающего горизонта в импульсном режиме. После суммирования всех зарегистрированных сейсмограмм с определенными фазовыми сдвигами получают запись, эквивалентную записи полученной от линейно-частотномодулированного сигнала с любым наперед заданным амплитудным спект; ром 13 ), 1О

К недостаткам способа относятся малая детальность разведки и низкое соотношение сигнал/помеха, связанные с возбуждением только монохроматических сигrldlloB без резких изменений 15 тех или иных их характеристик в процессе одной посылки, регистрацией B интервал времени, равном сумме длительности возбуждаемого сигнала и времени регистрации наиболее глу",.о- 2о кого отражающего горизонта и соответствующем преимущественно нестационарным колебаниям среды, сложностью определения для таких отрезков сигналов требуемых фазовых сдвигов для эффек- д тивного сложения. !!ель изобретения - увеличение соотношения сигнал/помеха и детальности раз ведки, Поставленная цель достигается тем

) что согласно способу сейсмической разведки, основанному на возбуждении вибратором серии монохроматических сигналов, их регистрации и обработке, перед возбуждением определяют соот35 ношение сигнал/помеха, время возбуждения каждого сигнала в серии монохроматических сигналов выбирают равным сумме не менее 4 и не-более 6-кратного времени регистрации наиболее глубокого отражающего горизонта и удвоенного времени, соответствуюц)его числу периодов наиболее низкочастотного монохроматического сигнала в серии Обратно пропорциональнОго опре 45 деленному соотношению сигнал/помеха, при этом в момент времени, равный половине времени возбуждения монохроматического сигнала, проводят одноразовое изменение фазы сигнала на од50 ну и ту же величину для каждого из сигналов всерии монохроматических сигналов, причем регистрацию начинают в момент времени, не меньший 2 и не превышающий 3 времен регистрации наиболее глубокого отражающего гори55 зонта, заканчивают регистрацию одновременно с окончанием монохроматического сигнала, а длительность воз3 4 буждения и регистрации для каждого из монохроматических сигналов в одной серии задают постоянной.

Сущность предлагаемого способа заключается в возбуждении колебаний монохроматическими сигналами. каждый из которых в один и тот же момент времени от начала вибровозбуждения, соответствующий стационарным колебаниям среды, резко изменяет фазу на одну и ту же известнуювеличину. Регистрация колебаний осуществляется в интервале времени, соответствующем как стационарным колебаниям среды с двумя различными по величине фазами, так и нестационарным колебаниям среды, вызванным изменением фазы, Иаличие отрезков записи, соответствующих стационарным колебаниям среды, и возможность .их продления на любую длительность существенно упрощает определение требуемых фазовых сдвигов для эффективного сложения колебаний с разными частотами.

Способ осуцествляют следующим образом.

До начала работ, исходя из возможностей используемой аппаратуры, поставленной геологической задачи, требуемой глубинности изучения разреза и априорных сведений о среде, намечают минимальную и максимальную частотЫ монохроматических сигналов в серии, шаг по частоте между ними и величину изменения фазы.

По результатам опытных работ эти данны е уто чня ют и определя ют соот ношение сигнал/нерегулярная помеха о

),1

=A/а на отрезке времени Q с„=:1/f>, где

A - максимальная амплитуда монохромати чес кого си гнала с минимальной частотой f в серии; а - средняя амплитуда нерегулярной помехи на отрезке равном периоду колебания на частоте

Используя полученное соотношение рассчи ты вают и нтер вал времени Л t необходимый для регистрации такого отрез ка монохромати че ского стационарного колебаний с минимальной частотой

Г„„, в пределах которого накопление по времени обеспечивает необходимое амплитудное соотношение сигнал/нерегулярная помеха 1)(не менее 2-4), причем у =К p< N, à 5t=N gt <=N/f>, где К - коэффициент пропорциональности; N - число периодов монохроматического стационарного колебания с ча5 t0O0 стотой Г Для типичных по средним амплитудам микросейсмических и промышленных помех в сейсморазведке величина N составляет обычно от до

10-20. Пос коль ку д t - фи кси рован ная величина для всех монохроматических сигналов в серии, числов периодов на времени L t и соответственно отношение сигнал/помеха 9 (после суммирования в пределах этого времени) возра- 0 стают для всех сигналов в сравнении с сигналом с минимальной частотой f м

Поэтому значение Р выбирают минимально возможным для уверенного выделения сигнала с частотой f на фоне 15 м нерегулярных помех.

Затем в определенных точках земной поверхности осуществляют серию вибровоэдвйствий, состоящую из набора монохроматических сигналов. Вибратор н каждой частоте возбуждает монохроматический сигнал длительностью, равной сумме ч-6-кратного времени регист- рации Т самым удаленным от вибратора сейсмоприемником наиболее глубоко- 5 го отражающего горизонта, подлежащего изучению по условиям геологической задачи, и удвоенного времени gt числа периодов наиболее низкочагтотного монохроматического сигнала в се- 30 рии, обратно пропорционального исходному соотношению сигнал/помеха. Общую длительность вибровозбуждения удобно выразить в виде 2 (С Т+ ), где

С - постоянная (C> 2), определяющая увеличение времени вибровозбуждения до такого момента, когда колебания среды, регистрируемые сейсмоприемниками, примут установившийся стационарный характер, 40

Значения С должны составлять для всевозможных ситуаций от 2 до 3 и быть строго фиксированными для каждой серии монохроматических си гналов, Для неизвестного района величина С может

45 быть принята равной 3. Однако для повышения производительности работ она должна быть уточнена.

На времени CDT+gt от начала вибровоздействия каждого монохроматичес50 кого сигнала, строго соответствующем половине общей длительности одного монохроматического сигнала, осуществляют одноразовое изменение его фазы на заранее определенную и уточненную величину, одинаковую для всех сигналов. Регистрацию колебаний проводят от .",омента времени С Т, соответствующего 2-3 временам регистра963 6 ции наиболее глубокого отражающего горизонта, до момента времени 2 (С ЬТ+

+ ), соответствующего окончанию вибровоэбуждения, Обработку полученных записей выполняют, используя преимущественно фазовое детектирование, дифференцирование и суммирование в интервале времени (от начала вибровозбуждения) от CgT+ht до 2 ChT+ t суммирование по времени и частотам с фазовыми сдвигами для разных частот B i нтервалах времени от С Т до СЬТ+ и от

;2ChT+ht до 2(CgT+gt), взаимную корреляцию в интервале времени от Cb,t до 2 (С Т+ т) . Учитывая станционарный характер колебательного процесса в интервале времени от СЛТ до

CLT+ht, эта часть сейсмограммы может быть продлена на любой интервал времени, что обеспечит в дальнейшем ее высокую помехоустойчивость. Это же относится к записи на интервале времени от 2CbT+at до 2(САТ+Ь ), отличающейся от записи на первом участке только измененной фазой, Для совокупности точек возбуждения и регистрации строят затем временные разрезы. Полученные наборы сейсмограмм и разрезов обрабатывают как независимо, так и в совокупности, Наличие зарегистрированных колебаний в стационарном монохроматическом режи ме с двумя раэли чными по величине фазами позволяет в результате последующей обработки получить надежную информацию о коэффициентах отражения в среде с высоким отношением сигнал/помеха, а также сведения о фазовых характеристиках среды, Наличие зарегистрированных колебаний в нестационарном режиме „вызванных одноразовым изменением фазы каждого монохроматического сигнала в серии, позволяет в результате последующего фазового детектирования, дифференцирования и суммирования получить информацию об исследуемой среде с высокой степенью деталь ности, Этой же цели служит совместная обработка всех полученных материалов.

Положительный эффект достигается эа счет повышения соотношения сигнал/помеха и детальности разведки, а также повышения производительности работ при одновременных наблюдениях в стационарном и нестационарном режимах возбуждаемых колебаний, 100096

Формула изобретения

Составитель В, Черня вский

Редактор A. Лежни на Техред $$. Тепер Корректор И.еулла

Заказ 1380/49 Тираж 708 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iff- 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал flflfl "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении вибратором серии монохроматических сигналов, их ре.-истрации и обработке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения соотношения сигнал/помеха и детальности разведки, перед возбуждением определяют соотношение сигнал/помеха, время возбуждения каждого сигнала в серии монохроматических сигналов выбирают равным сумме не менее 4 и не более

6- кратного времени регистрации наиболее глубокогр отражающего горизонта и удвоенного времени, соответствующего числу периодов наиболее низкочастотного монохроматического сигнала в серии, обратно пропорционального определенному соотношению сигнал/помеха, при этом в момент времени, равный половине времени возбуждения монохроматичес3 8 кого сигнала, проводят одноразовое изменение фазы сигнала на одну и ту же величину для каждого из сигналов в серии монохроматических сигналов, причем регистрацию начинают в момент времени, не меньший 2 и не превышающий 3 времен регистрации наиболее глубокого отражающего горизонта, заканчивают регистрацию одновременно с окончанием возбужде" ния монохроматического cubi нала, а длительность возбуждения и регистрации для каждого и з монохромати ческих сигналов в одной серии задают постоянной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент СШЯ N 3288243, кл. 81-112, опублик. 1966,.

2. Патент СШЯ У 3289154, кл. 340-155, опублик, 1966.

3. Патент СШЯ М 3886493, кл. 340-155, опубли к. 1975 (прототип).