Способ вибросейсмической разведки

Способ вибросейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, основанный на возбуждении серии линейно-частотно -модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и кор реляционной обработке, отличаюш и и с я тем, что, с целью повьпиения точности разведки и производительности работ, в серии линейно-частотноюдулированных колебаний возбуждают допол нительно монохроматические синусоидальные колебания, длительность которых ; равна длительности линейно-частотномодулированных колебаний, а частота каждого м6нохр 1атвческ( синусоШвльнрго колебания определяется соот ношением f.,uf(), к @ где л - полоса частот линейно-частотно (Л модулированного колебания; К - номер модохроматического ринусовдальиого колебешня, при этом при обработке сумму коррелог рамм зарегнст{И(рованных монохроматических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных .линейноСП частотно-мЬдулированных сейсмических Ot) колебаний

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

100 А

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3473234/18 25 (22) 20,07.82 (46) 23.11.83. Бюл. Ж 43 (72) А. Н. Иноземцев, В. А. Гроцзенский, О. А. Потапов, Е. П. Вишняков,: и И. С. Лев (71) НароФоминское отделение Всесоюэ, ного научно-исследовательского институ та геофизических методов разведки (53) 550.834(088.8) (56) 1. Шнеерсон М. Б., Майоров B.B.

Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний. М., Henpa", 1980, с. 45-55, 108 111.

2. Патент США % 4037190, кл.6 01 Ч 1/00, опублик. 1977.

3. Вернер Х., Крей Т. Комбисвит (комбиразвертка}. Новое в метоцике формирования сигнала изменяющейся частоты. Проспект фирмы Prakta-Se I smos 611ВН. Hannover, Germany, 1977, с. 3-14 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОА РАЗВЕДКИ, основанный на возбужденни серии линейно-частотно моцулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и кор реляционной обработке, о т л и ч а ю

m и и с я тем, что, с целью повышения точности разведки и произвоцительности работ, в серии линейно-частотно-моду лированных колебаний возбуждают цопол кительно монохроматические синусоицальные колебания, длительность которых равна длительиости линейно-частотномоцулированных колебаний, а частота

«ажцого монохроматического синусоИцального ко1тббания опрецеляется coom ношением

F„= д У (К-tP), где r3К - полоса частот линейно-частотномодулированного колебания;

К - номер монохроматического сийусоицального колебания, при этом при обработке сумму коррелот рамм зарегистрированных монохроматических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных .линейночастотно-модулированных сейсмических

«олебаний. изобретение относится к сейсмической разведке и можег быть использовано для поиска и разведки нефтяных, газовых и рудных месторождений при полевых исследованиях вибросейсмическим способом.

Известен способ вибросейсмической

Э разведки, в котором возбуждают после- . довательную серию вибрационных сейсмических колебаний линейно изменяюшейся частоты, принятые колебания регистрируют, осушествляют KoppeJIHGHонную свертку управляюших сигналов с принятыми колебаниями и затем накапливают данные, полученные от нескольких воздействий, управляюшие сигналы которых оцинаковы для всех воздейсч вий. Накопление осу|дествляют путем суммирования значений функций корреляции, полученных от отцельных возцей« ствий, либо суммирования вибротрасс и последуюшего определения функции корреляции поцсуммированной вибротрассы (1 .

Нецостаток известного способа заключается в том, что помехи, образованные побочнь|ми максимумами, так называемыми корреляционными шумами, ослабляются недостаточно; К роме того, используются управляюшие сигналы, ширина спектров которых, как правило, не превышает

1,5-2 октавы, что ограничивает динамическую выразительность сейсмической записи и точность развецки.

Известен также способ вибросейсмической развецки, основанный на возбуждении, регистрации, корреляционной обработке и накоплении серии вибраци онных возцействий линейно изменяюшейся частоты, образованных управляюшими сигналами, имеюшими цля каждого воз цействия различные начальные и конечные частоты и оцнаковые либо различные цлительности управляюших сигналов. Пов торение возцействий осушествляют в одной точке либо в разных точках профиля и цля .нейтрализации побочных максимумов коррелограмм проиэвоцят накопление полученных цанных (2 g .

Недостаток известного способа зак лючается втом,,что подбор управляющих сигналов, обеспечивавших поцавление побочных максимумов коррелограмм и .тем самым повышение разрешающей спо собности вибросейсморКзвецки, произво» цится эмпирически, так как отсутствуют аналитические приемы выбора соотвеч ствуюших управляюших, сигналов и s свя

55 К= 5 (К-1/г), 4 гце ь f.- полоса частот линейно-частотно-модулированного колебания;

К - номер монохроматического синусоицального колебания, при этом при обработке сумму коррелограмм зарегистрированных монохроматических сейсмических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных линейно-частотно-м оцулированных сейсмических колебаний.

На фиг. 1 и 2 изображены зависимости функций.

1 - нормированная к единице автокор реляционная функция (ФАК) линейночастотно-модулированного (ЛЧМ ) сигнала цлительностью T=B с частотным циапа зоном,М =50-70 Гц; 2-амплитуцный спектр ФАК ЛЧМ; 3 - нормированная

56100 1 зи с этим требуется многократный перебор параметров.

Наиболее близким к прецлагаемому техническим решением является способ вибросейсмической разведки, основанный на возбуждении серии линейночастотно-модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и корреляционной обработ)О ке ГЗ 1.

Недостаток известного способа заключается в том, что несмотря на большой набор разверток, предусмотренный способом, не обеспечивается сушесгвенное рас» ширение спектра возбужцаемых колебаний и поэтому остаточный фон корреляционных шумов значителен, что снижает разрешаюшую способность вибрс -сейсморазведки и кроме того требует увеличенного объема регистрируюшей аппаратуры за счет увеличения памяти накопителя.

Целью изобретения является повышение точности разведки и произвоцительности работ.

Поставленная цель цостигается тем, что согласно способу вибросейсмической развецки, основанному на возбуждении серии линейно-частотно-моцулированных колебаний, регистрации сейсмических

30 колебаний, их накоплении и корреляционной обработке, в серии линейно-частотно» моцулированных колебаний возбужцают цополнительно монохроматические синусоицальные колебания, цлительность которых равна цлительности линейно-частот. З5 но-модулированных колебаний, а частота кажцого монохроматического синусоицального колебания определяется соотношением

3 10561 результирующая функдия, полученная в результате перемножения ФАК ЛЧМ сиг нала 1 с ФАК монохроматического синусоидального сигнала с частотой FR=10 Гц той же длительности и амплитуды, что и ЛЧМ сигнал; 4 - амплитудный спектр функций 3; 5 — нормированная результирующая функция, полученная в результате перемножения ФАК ЛЧМ сигнала 1 с суммой автокорреляпиоиных функций, вычис- tO ленных последовательно от двух монохро( матических сигналов с частотами Р.,=10 Гп и Fg =30 Гц той же длительности и ампли.туды, что и ИЧМ сигнал; 6 — амплитудный спектр функций 5; 7-шкала времени;:, 15

8 — фрагмент распределения коэффидиен- . тов отражений (импульсная реакпия среды); 9- фрагмент результирующей коррелограммы (сейсмограммы), соответствующий известному способу для распределе- ур ния коэффициентов отражения 8; 10— фрагмент трассы результирующей корре» лограммы для коэффициентов отражений 8, соответствующий предлагаемому способу;

11 — шкала времени; 12- — шкала ампли- g5 туд. е

Сущность изобретений заключается в том, что перемножение функции во временной области приводит к изменению амплитудного спектра результирующей функции.

На основании математического моделирования получены условия, при которйх прбисходит симметричное безразрывн ое расширение результирующего амплитудного спектра при сохранении его первоначальной формы. Частота монохроматичес-, ких сигналов выбирается из ряда к= (" )i (<) где Д - частотный диапазон ЛЧМ сигна4р ла; К .- 1 — 4 - количество монохромати. ческих сигналов с различными постоянными частотами, составляющими вместе с

ЛЧМ сигналом комбинированную серию. ,Панное условие подбора частоты моно45 хроматических сигналов обеспечивает безразрывное симметричное расширение вдвое и более раз зависимости от К результирующего амплитудного спектра по отношению к исходному спектру ЛЧМ сигнала.

Отклонение при выборе частот моно. хроматических сигналов от формулы (1) приводит к разрыву амплитудного спектра или к существенному изменению его фор 55 мы, что в свою очередь отрицательно сказывается на уменьшении корреляционных шумов и разрешаюшей способности:.

00 4

При осуществлении предлагаемого спо,соба с учетом эффекта поглощения и рассеяния упругих волн частота монохроматических .игналов в комбинированной серии выбираются также на основании ор мулы (1), но эа полосу частот можно принимать эффективную ширину амплитудного спектра интересуюших геофизика отраженных сигналов, Применение ЛЧМ сигнала в комбинации с одним монокромагическим сигналом F позволяет симметрично беэ разрывов расширить результирующий амплитудный спектр 4 корреляционной функции 3 в два раза по отношении к амплитудному спектру 2 ФАК отдельного ЛЧМ сигнала. Рас ширение спектра привело к уменьшению коррелядионных шумов у результирующей функции 3 по отношению к ФАК 1.

Применение в комбинированной серии воздействий ЛЧМ сигнала и двух монохроматических сигналов с частотами F. и Г2 привело к расширению амплитудного спектра результирующей функции 6 в 4 раза по отношению к амплитудному спектру и соответственно к еше большему уменьшению корреляционных шумов у результирующей функции 5 по сравнению, с корреляционными шумами ФАК 1.

Способ осуществляют следуюшим образом.

Выбирают частотный диапазон, .в котором необходимо достичь требуемой разрешенности сейсмической записи. Определяют частотный диапазон, в котором вибраторы работают наиболее стабильно. По формуле (1) находят частоту монохроматического сигнала, обеспечива ющего безразрывное расширение спектра ЛЧМ сигнала. Если первого монохроматического сигнала недостаточно для расширения спектра до требуемых размеров, то по формуле (1) определя» ют значение частоты второго монохро матического сигнала и так далее до получения необходимой ширины спектра.

На профиле устанавливают один, либо группу вибраторов и возбуждают сейсмические волны выбранным ЛЧМ с игналом.

Повторяют ЛЧМ воздействия одинаковой длительности и соответствующие им коррелограммы суммируют (накапливают). Затем в среду направляют одиочетыре воздействия монохроматических синусоидальных колебаний той же дли тельности.

Тем самым создают комбинированную серию воздействий для каждой часто5 1056100 а ты F возможно повторение монохрома- сти разведки при ограниченной мошности тических воздействий и соответствую- . вибратора. шее накопление коррелограмм. Сумму Пример . Для реализации способа

KopperIoI paMM монохроматических сиг»- выбран л инейно-час тотно-глаэулированный налов перемножают с суммой коррелог- 5 сигнал со спектром 2 в области. частот рамм ЛЧМ сигналов и получают реэуль- 50 — 70 Гп и функции автокорреляпии 1. тируюшую импульсную сейсмограмму. При По формуле (1) определена частота этом общее количество ЛЧМ и монохро- первого монохроматического, которая

1 матических воздействий в комбинирован- равна 10 Ги. Последовательно проведено ной серии (фиг. 2), будет меньше обще- + излучение ЛЧМ сигнала в диапазоне го числа накоплений ЛЧМ известных частот 50-70 Гп длительностью 8 с воздействий, выбрвнного для данных сей«и монохроматического сигнала с частосмологических условий. той 10 Гп также длительностью 8 с.

В случае, когда накапливают вибро- " Вычислены корреляционные функции каж«, граммы, результирующую импульсную 15 пого иэ зарегистрированных сигналов с сейсмограмму получают следующим обра- соответствующими виброграммами. Полузом. Осуществляют корреляционную сверт ченные корреляпионные функпни перемно», ку управляющего ЛЧМ сигнала с соотвеъ- жены и образована результирующая им ствующей накопленной виброграммой, ко-. пульсная сейсмограмма 10, которая в торую перемножают с суммарной корре, 20 значительно большей мере приближается лограммой, полученный в результате сумми- к исходному распределению коэффипиентов рования отдельных коррелограмм, образо- отражения 8, чем известная импульсная ванных для каждой манохроматической час- сейсмограмма 9.

I тоты Г . Такие отдельные коррелограммы llJIH образования известной виброгр получают в результате корреляционной 25 мы» а затем результирующей синтетц свертки управляющих монохроматических ческой коррелограммы 9 испо,„ьэуют ком сигналов для каждой частоты t I, с соот- бинированный Управляющий сигнал (комбиветствуюшими виброграммами. развертка), состоящий из двух отдельных

Для получения Результирующей им- ЛЧМ сигналов одинаковой амплитуцы и ульсной сейсмограммы возможен иной 30 Длительности Равной 8 с, и нУлевым ин порядок регистрации и послецуюшей.об» терваиом межцу ними длительностью 4 с. бо и полевых цанных. В этом случае Частотный диапазон первого ЛЧМ сигна виброг ммы от отаельных монохромати- ла составляет 50-65 Гп, втоРогоразличиыми М 55 70 ГН1 так что суммаРный частОтный частотами накапливаются на оцин носи- >5 диапазон ком биразвертки составлЯет 50тель, образуя одну Результирующую виброграмму. Одновременно склааываются уп-. Амплитупы и цлительности серии сиг юшие сигналы монохроматических палов пРедлагаемого способа Равны ампливозпействий с pàçëÌ÷íûMH частотами, тУцам иплительностЯм ЛЧМ сигналов в об уя единый управляющий сигнал. Да» 40 комбиразвертке, поэтомУ имеет место лее произвоциыя корр ляцио ная рт Р яство СУммаРН и энергии УпРа и ц Ой виброграммы с, единым управляю ших сигналов в ПРеплагаемом и иэвесъ» кимсигналом и Образуется коррелограмма, HOM спОсобах, Однако никОВая мОШИОсть

xoTo g s дальнейшем перемножается с отраженных сигналов 10 в Hpnnar MoM коррелограммой, нолученной возбужпе- 45 способе в 3 4 раза вьпне чем у извест»нием ЛЧМ сигнала. ного.

При использовании предлагаемого

Предложенный способ особенно полезен способа имеется возможнас ожнасть сократить в связи с тем, что он может быть приме» число воздействий комб в в ком инированной нен с узкополосными управляющими сиг- серии при накоплении н

S0 опленни на каждом пикете налеми, применение которых из-за высоко» воэбужцения по крайн и кра е мере в два го уровня корреляционных М» и неком Раза Это позвол

V позволяет существенно увеля иактности основого. максимума весьма чить произвоцительнос льность трупа за счет

Ограничено. В то же время узкополосные со"ащ@ния количе тва ичества накоплений, новы

Упрвщц юшие сигналы могут быть наилу сив при этом информа

55 информативность и посто шим образом согласованы с частотной 5 верность получаемой инфо емо информации. характеристикой среды, и йоэтому обеспе- При применении комб ком иразвертки Остае"л чить повьппение информативности получае- ся значительный уровен уровень корреляционных . Мых материалов и Увеличение глубинно- . пумов, что s условиях интерференпии

Положительный эффект посгягаегся за счет расширения спектра результирующего сигнала и уменьшения общего количества излучаемых коле« баний.

7 105610О отраженных сигналов привоцит к слабой разрешенности отпельных сигналов и практически невозможно выпелить послеауюшие более слабые отражения. на временах 1,1 и 1,15 с.

05 g)

Составитель В. Чернявский

Рецактор Н. Рогулич Техрец М. Нааь l Корректор M. Шароши

Заказ 9295/38 . Тираж 710 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4