Способ сейсморазведки отраженными волнами

Способ сейсморазведки отраженными волнами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для использования в сейсморазведке методом отраженных волн для поиска и разведки полезных ископаемых, в особенности месторождений нефти и газа. Способ позволяет производить исследования в районах с низкой интенсивностью сигнала и фоном многократных волн высокой интенсивности. Цель изобретения - повышение эффективности сейсморазведки за счет повышения отношения сигнал-помеха. Для этого в способе сейсморазведки отраженными волнами, основанном на возбуждении, регистрации колебаний в совокупности различно удаленных от пункта возбуждения точек, расположенных в приповерхностной части геологического разреза, а также во внутренних точках среды, последовательном перемещении пунктов возбуждения и регистрации вдоль профиля и фильтрации сейсмических записей, регистрацию проводят в течение времени, вдвое превышающего время отражения от целевого горизонта, в пункте возбуждения в приповерхностной части и в N точках по вертикали с шагом ΔХ B диАпАзОНЕ глубиН H<SB POS="POST">1</SB>≤H≤H<SB POS="POST">1</SB>+L от дневной поверхности, где:H<SB POS="POST">1</SB>=*01CH<SB POS="POST">ист</SB>+λ, если (H<SB POS="POST">ист</SB>+λ)≥H<SB POS="POST">змс</SB>, H<SB POS="POST">змс</SB>, если (H<SB POS="POST">ист</SB>+λ)*98 H<SB POS="POST">змс</SB>, где H<SB POS="POST">ист</SB>, H<SB POS="POST">змс</SB> - глубина источника и мощность ЗМС, λ=V<SB POS="POST">ср</SB>/F<SB POS="POST">пр</SB> , L=V<SB POS="POST">ср</SB>(1,6F<SB POS="POST">в</SB>-F<SB POS="POST">н</SB>)/(4F<SB POS="POST">в</SB><SP POS="POST">.</SP>F<SB POS="POST">н</SB>), 98ДХ=V<SB POS="POST">ср</SB>/4F<SB POS="POST">в</SB>, N=L/ΔХ+1, если L/ΔХ≥9, L=0,36V<SB POS="POST">ср</SB>/,F<SB POS="POST">н</SB>, ΔХ=L/9, N=10, если L/ΔХ*989, F<SB POS="POST">пр</SB>, F<SB POS="POST">н</SB>, F<SB POS="POST">в</SB> - соответственно, преобладающая частота, нижняя и верхняя границы полосы частот колебаний, V<SB POS="POST">ср</SB> - средняя скорость в среде, регистрируют колебания в диапазоне частот F<SB POS="POST">н</SB>≤F ≤2F<SB POS="POST">в</SB>-F<SB POS="POST">н</SB>, причем, дополнительную фильтрацию сейсмических колебаний производят обратным фильтром, который рассчитывают по результату выделения падающих волн на регистрациях вертикальной расстановкой, результирующий временной разрез составляют из записей, полученных в пункте возбуждения.

СО103 СОВЕТСКИХ

-СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5Н 4 С 01 V 1/00

1 I

1 (21) 4285548/24-25 (22) 17.07.87 (46) О/. 10.89. Бюл. ¹ 37 (71) Комплексная геофизическая экспедиция Научно-производственного объединения "Н ефт ег еофизика" (72) P.Ã. Берзин, A.Ì. Мартынов и !О.И. Матвеев (53) 550.834(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 363951, кл. G 01 V 1/40, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 219807, кл. G 01 V. 1/00, 1967, (54) СПОСОБ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ОТРАЖЕННЬМИ ВОЛНАМИ (57) Изобретение предназначено для использования в сейсморазведке методом отраженных волн для поиска и разведки полезных ископаемых, в особенности месторождений нефти и газа.

Способ позволяет производить исследования в районах с низкой интенсивностью сигнала и фоном многократных волн высокой интенсивности. Цель изобретения — повышение эффективностти сейсморазведки за счет повышения отношения сигнал — помеха. Для этого в способе сейсморазведки отраженными волнами, основанном на возбуждении, регистрации колебаний в совокупности различно удаленных от пункта возбуждения точек, расположенных в приповерхностной части геологического раз„„Я0„„3 5и409 А1 реза, а также во внутренних точках среды, последовательном перемещении пунктов возбуждения и регистрации вдоль профиля и фильтрации сейсмических записей, регистрацию проводят в течение времени, вдвое превышающего время отражения от целевого горизонта, в пункте возбужцения в приповерхностной части и в и точках по вертикали с шагом Ах в диапазоне глубин

Н, Н < Н, + L ат дневной поверхности

Н +, если (Н„, +3) Н, где: Н =

Н „,, если (Нис + ) с Н мс

Ъ где Наст Н3мс гЛубина источника и ььошносте 3IIC, !h = V /f „

V /4f, п = L üхь1, есин.L/hy. о, Е =,36 V % /fhh 5x = Е/9, п = 10, если Ь/jх < 9, f, f f — соответственно преобладающая частота, нижняя и верхняя границы полосы частот колебаний, V — средняя скорость в среде, регистрируют колебания в диапазоне частот f < f б 2й — f„, причем дополнительную фильтрацию сейсмических колебаний производят обратным фильтром, который рассчитывают по результату выделения падающих волн на регистрациях вертикальной расстановкой, результирующий Временной разрез составляют из записей, полученных в пункте возбуждения.

1513409

Изобретение предназначено для использования в сейсморазведке методом отраженных волн для поиска и разведки полезных ископаемых, в особенности

5 месторождений нефти и rasa, и позволяет произволить исследования в районах с низкой интенсивностью сигнала и фоном многократных волн — помех высокой интенсивности. 10

Цель изобретения — повышение эффективности сейсморазведки за счет улучшения отношения сигнал — помеха.

Способ реализуется в следующей последовательности операций. В районе l5 исследований вначале производят опьггные наблюдения в интервале = 150 м под зоной малых скоростей (3NC) при отсутствии 3NC под дневной поверхностью и на поверхности, В результате 20 получают информацию о скоростях распространения и длинах волн в верхней части разреза. В процессе производственных работ эта информация получается непосредственно иэ полевых сейсми- 25 ческих записей, например, с использованием полевого вычислительного комплекса (ПВК).

Комплекс наблюдений включает три вида: наблюдения методом отраженных Зр волн в приповерхностной части на пунктах возбуждения, наблюдения по вертикали и методом общей глубинной точки

01ОГТ) . Общими условиями для всех трех видов являются одинаковые параметры источника колебаний и фильтра при регистрации, длительность регистрации, равная удвоенному времени отражения от целевого горизонта, Систему возбуждения колебаний вы- рр бирают стандартным образом с учетом характеристик полезных волн, волнпомех по результатам эксперимента.

Параметры источников (источника) и их пространственное расположение выбираются такими, чтобы возбуждаемый сигнал по возможности имел наибольшую интенсивность и наиболее высокочастотный состав.

Для наблюдений методом отраженных волн на пунктах возбуждения (ПВ) используется площадная группа сейсмоприемников, состоящая иэ секций, сигнал с каждой из которых регистрируется отдельным каналом сейсмостанции.

Регистрация отдельными секциями позволяет в:случае необходимостй вводить статические поправки в трассы для каждой секции перед их суммированием в одну трассу. Параметры площадной группы рассчитываются по известной методике.

На ПВ устанавливают расстановку сейсмоприемников по вертикали (гирлянда сейсмоприемников при разведке в водном бассейне или зонд в скважине). Эта часть системы наблюдений предназначена для получения фильтра подавления многократных волн и трансформации их энергии в энергию полезных однократных волн с целью повышения отношения сигнал — помеха на получаемых сейсмических записях.

Получение сигнала считается уверенным при достижении отношения сигналпомеха равного и большего 10. Для построения фильтра необходимо надежно выдслить падающую волну на фоне отраженных волн на записях регистраций по вертикали. Сигналом в данном случае является падающая волна, а помехой — отраженные волны. Иэ практики сейсморазведки известно, что величины коэффициентов отражения от горизонтов в геологическом разрезе не превышают 0,2-0,3, следовательно, падающая волна не менее чем в 3-4 раза превосходит по интенсивности отраженные волны. Для уверенного выделения падающей волны необходимо получить дополнительное ослабление отраженных волн в 3-4 раза.

Для однородной группы сейсмоприемников характеристика направленности выражается формулой

l sin (n/3/2)/

Р

/ s in (P/2)

2 ti ЙЬх где Р= 1/К и — число сейсмоприемников в группе, х — расстояние между сейсмоприемниками в группе, м;

f — частота, Гц;

Ч вЂ” кажущаяся скорость, м/с.

Из формулы вьггекает, что необходимое ослабление отраженных волн в 3

4 раза обеспечивается .в области промежуточных максимумов на базе L 0,5Я при п 5.

Эта область располагается между главным максимумом (частоты от 0 до первого минимума f,„ ) и первым побочным максимумом (f ), который по

10ОБ.Макс величине равен главному максимуму.

Частоты, принадлежащие главному и

1513409 первому побочному максимумам, которым соответствуют величины функции . P больше 0,25, необходимо подавить, поскольку на этих частотах практически не достигается -ослабления отраженных волн, что мешает достижению положительного эффекта °

Величина области подавления функции P и значения ее граничных частот зависят от параметров группы L, дх, и, Указанные параметры, а также границы полосового фильтра при регистрации колебаний в зависимости от заданных величин нижней (f„) и верхней (f ) границ частотного диапазона ко6 лебаний и Vc определяются следующимм об ра з ом.

При выделении падающих волн на фоне отраженных

Чср

f . I

1мин 2nд х

Чср

< пОБ. м0к6 2Дх

Учитывая, что значения фильтров в сейсмостанциях указываются на уровне

Ор 7МС,„ и что функция Р совместно с фильтром должны обеспечивать подавление в четыре раза, находим значение функции P как 0,25: 0,7 = 0,3571.

Частоту, соответствующую этому значению (О, 7707 Г нин = 0,8 и ц,„ц), приравниваем fH

fH H= 0118 й, Это нижняя граница рабочего диапазона. частот. ° Для подавления отражен.-ных волн со стороны верхних частот с крутизной не менее 18 дБ/октаву необходимо выполнить условие

1 806 маркс в

Следовательно, верхняя граница рабочего диапазона частот равна 2fi-fH °

С учетом приведенных формул получаем

Чср

Д х = — — -.—.

4 в

Определим базу L учитывая, что

1 = (и-1)Д х

fH

Отсюда

Ч р (1 бй6- йн)

Ь = — --- — — — —, 4 <в н

Колич ес тво точек наблюдений опр еделяют по формуле

n---- — + 1.

5 Дх

Если при этом окажется, что — (9, h.x то п приравниваем к 10 так как on10 тимальное подавление с гомощью функции Р при постоянной базе достигается при п 10, а а х принимаем равным

Ъ Ъ

Подставляя --- вместо Ях полу- .

У чим

= 0,36 — - ° н

Для вертикальной расстановки сейсмоприемников получаем

Ч. (16,— f g) g

4 f fH

Чц

4f

25 n= — --+ 1

4х

h,õ если - — - 9 в противном случае

n= 10;

L =0,36

Дх

Полоса частот фильтра при регистрации должна определяться выражением а » 2К

База наблюдений по вертикали должна располагаться под ЗИС (а при ее отсутствии под дневной поверхностью)

40 на расстоянии от источника не менее

Это необходимо, чтобы включить в состав падающей волны все элементарные волны, испытавшие отражения от подошвы 3МС (или от дневной поверх4В ности) . На расстоянии меньшем от источника происходит процесс формирования возбужденного сигнала, поэтому регистрацию колебаний необходимо вести вне этой зоны.

ВО В водных бассейнах, где глубина воды не менее +L, наблюдения по вертикали можно производить на каждом

ПВ. Там, где требуется бурение скважин, наблюдения на каждом ПВ прсизво55 дить нецелесообразно. Диаметр существенной площадки отражения в приповерхностной части составляет 200-400 м, поэтому B качестве минимального расстояния между наблюдательными скважи1513409 нами можно применять 200-300 м (оптимальное расстояние подбирается экспериментальным опробованием) . Для расчета фильтра сейсмических трасс, зарегистрированных на пунктах в окрестнОсти 100-150 м от скважины, используются регистрации, выполненные в данной скважине.

Источник может быть одиночнь>м или групповым, взрывным или невзрывпым,, поверхностным или погруженHbIM, Регист рация колебаний как в приповерхпостной части, так и по вертикали произ— водится в течение времени, не менее чем двое прерывающего время регистраП>ГГГ O "OÄ;,Ir ПГ Я OT ЦЕЛЕВОГО ГаРИЗСНта, Этим or=,åcïe÷èâÿåòñÿ регистрация пал—

Hbrx отражений паггак>шей волны о; цел евых горизонтов, Падаюша» волна вкг;ичает элементарные волны, страженпь е ат всех горизонтов (В тoì числе ат самого глуб аког о), достиг ши е самых резких отражаюггих границ в приповерхHocTEIoH части разреза, отразившиеся от них и направивппгеся Вниз.

Для получения информации а скоростях исггользуют cHcòåìó наблюдений

МОГТ,. Параметры МОГТ (количество сейсмаприемникав и их шаг в группе шаг групг:,, вынос ПВ, кратность и т.д.) вь>бираются стандартным образом. Трас-сы на II3 служат для составления результирующих временных разрезов с

5 на них отс утствует эффект схождения годаграфов отраженllbIx волн. зонтов.

Положительный эффект выражается в сокращении количества поисковых и г ра зведочных скважин, необходимых для исследования территорий на предмет на— линия месторождения нефти и газа и других пслезньгх ископаемьгх, так как

?езультируюший временной разрез

tr, используется для передачи и контродя корреляции волн на фрагментах разрезов скан-анализа для полу гения информации о скоростях волн. Каждый фрагмент скан-анализа фильтруют обратным фильтром, В результате палуча ют набор временных фрагментов скананализа„ свободных от доминирующих многократных волн. Имея времена и и скор ос ти распр ос тра>гения волн, па-. лучаенные способом сейсморазведки отраженными волнами, рассчитывают глубины залегания отражаюгпих горизонтов в кажлой точке всех профилей площади, .на основе которых строят разре,bI и карты, освещающие глубинное строение исследуемой территории.

Псг ажи тельный эффект с ейсмсра звед=

KH pocTbIÃается зя чет Tol О, что способ поставляет полную информацию (и ампли у>гньп1,:-: фазовый спектры) о распространяющейся в среду (падающей) волне для построения обратного фильтра, что исключает необходимость предположений и догадок о характере фазо5

Ногo или амплитудного спектра сигна" ,EIa„как это делается в известных способах, кроме того, в состав падающей волны вводится весь класс элементарньгх многократных волн, испытавпих хотя бы один акт отражения от подошвы ЗМС (или от дневной поверхности), поэтому специальный обратный фильтр, свертывающий указанную падаю15 щую ВОлну R единичный импульс ПОВы шает соотношение сигнал-помеха не .:. олька за счет подавления многократпых вол:s, на, главным образом, за счет трансформации энергии многократных волн в эперг ию однократных пред2

У лагаемьпг способ подавляет многократные волны и увеличивает отношение сигнал-помеха в отличие от МОГ и МОГТ даже при отсутствии ра.зличий в эффективных, I3 кажущихся скоростях и в частотном составе одно,:ратных и многократных волн, Очищеггг. е разреза от многократных волн и одновременное сжатие сигнала приводят к повышению разрешающей способности, а увеличение отношения сигнал-помеха — к увеличению глубинности сейсморазведки.

Кроме того, предлагаемый способ в отличие от МОГ и МОГТ для получения

Временного разре-а не требует .удалеВг ний ITH-ПП, тем более таких больших, как в МОГ и МОГТ, поэтому разрешающая способность в предлагаемом способе увеличивается еще и за счет отсут40 ствия эффекта схождения годографов отраженных волн. удвоенное время регистрации обеспечивает полноту использования энергии многократных волН для трансформации ее в энергию одно1

° кратньгх ВОлн, 45

Специальным фильтром обрабвтьгвают все записи, после чего записи на ПВ и по вертикали используют для составления временного разреза, а записи

МОГТ вЂ” для получения информации о ско50 ростях. Имея времена и скорости волн, рассчитывают глубины залегания гори1513409 10 где Н и Н вЂ” глубина источника и яст армс мощность зоны малых скоростей ЗМС повышение разрешенности и отношения сигнал-помеха на сейсмозаписях приводит к повышению достоверности глубинных построений.

Формула из обретения

Чсэ

Дх = -Ф-3

4 в

Ь L п - + 1, если — - 9, Ьх Дх где Н1

Нэм ф если (Наст+ ) Ня,с

Составитель А. Алешин

Редактор И. Шулла Техред Л.Олийнык Корректор М ° Васильева

Заказ 6077/46 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ сейсморазведки отраженными волнами, основанный на возбуждении, 10 регистрации колебаний в совокупности различно удаленных от пункта возбуждения точек, расположенных в приповерхностной части геологического разреза, а также во внутренных точках 15 среды, последовательном перемещении пунктов возбуждения и регистрации вдоль профиля, фильтрации сейсмических записей, определении скорости волн по записям, эарегистрированньм 20 на различных удалениях от пункта возбуждения, расчете глубин залегания отражающих горизонтов по временам t о. и скоростям волн, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эф- 26 фективности сейсморазведки за счет улучшения отношения сигнал-помеха, дополнительно производят регистрацию в течение времени, вдвое превышающего время отражения от целевого горизон- 30 та, в пункте возбуждения в приповерхностной части и в и точках по вертикали с шагом Ах в диапазоне глубин

Н < H Н, + L,îò дневной поверхносTH

Н „ + 11, если (Н я„+ ) Н м

L в случае, если - — < 9, то n = 10;

Дх

Ь=О 36

Ф f У к

Дх

9 ственно пре обладающая частота, нижняя и верхняя границы полосы частот колебаний;

V < — средняя скорость в среде, регистрируют колебания в диапазоне частот f> «< f (2Е -й„, причем фильтрацию сейсмических колебаний производят деконволюционной функцией, обратной сумме записей вертикальной расс тановки с предварительно вычтенным из них фоном восходящих волн, полученной путем сложения записей по направлению падающих волн в окне от момента первого вступления волн до момента времени, после которого падающие волны становятся соизмеримыми с нерегулярным шумом, временной разрез

t составляют иэ записей, полученных на пунктах возбуждения колебаний.