Способ вибрационной сейсморазведки
Патент 1679429
Авторы
Классы МПК
Способ вибрационной сейсморазведки
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к геофизической разведке и может быть использовано для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых вибросейсмическим способом, а также при вибрационном просвечивании Земли. Цель изобретения - повышение производительности труда и увеличение разрешающей способности вибросейсморазведки. Способ основан на возбуждении одного или нескольких нелинейно частотно-модулированных или нескольких линейно-частотно-модулированных вибросейсмических сигналов со специальным образом заданными параметрами регистрации и корреляционной обработки виброграмм. Функции частотной развертки одного или нескольких комбинируемых сигналов определяются на основе предварительнойпосылкизаданного частотно-модулированного сигнала, регистрации виброграмм и вычислений по предложенной зависимости. Это позволяет при вибрационных воздействиях с полученной таким образом функцией частотной развертки получить сейсмическую запись оптимальной разрешенности и избавиться от перебора параметров вибрационных сигналов при опытных работах. 2 з.п. ф-лы. Ј
.СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 V 1/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628170/25 (22) 30,12.88 (46) 23.09.91. Бюл. N. 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) С.В.Колесов, А.Н,Иноземцев и О.А.Потапов (53) 550.834(088,8) (56) Методические рекомендации по проведению работ вибросейсмическим методом с использованием источников. СВ 5-150./Научн.ред. О.А.Потапов. — М.: Изд, Нефтегеофизика (ротапринт), 1983.
Goupillaud Pierre. Signal design in the
vibrosels technique. Geophysics, vol. 41, N. 6, 1976, рр. 1291-1304. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к геофизической разведке и может быть использовано для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых вибросейсмическим способом, а также при вибрационном проИзобретение относится к геофизиче ской разведке и может быть использовано для поисков и разведки нефтяных, газовых и рудных месторождений вибросейсмическим способом, а также при вибрационном просвечивании Земли.
Цель изобретения — повышение производительности труда и увеличение разрешающей способности, Способ осуществляют следу гощим образом.
„„ Д „„1679429 А1 свечивании Земли. Цель изобретения — повышение производительности труда и увеличение разрешающей способности вибросейсморазведки. Способ основан на возбуждении одного или нескольких нелинейно частотно-модулированных или нескольких линейно-частотно-модулированных вибросейсмических сигналов со специальным образом заданными параметрами регистрации и корреляционной обработки виброграмм. Функции частотной развертки одного или нескольких комбинируемых сигналов определяются на основе предварительной посылки заданного частотно-модулированного сигнала, регистрации виброграмм и вычислений по предложенной зависимости. Это позволяет при вибрационных воздействиях с полученной таким образом функцией частотной развертки получить сейсмическую запись оптимальной разрешенности и избавиться от перебора параметров вибрационных сигналов при опытных работах. 2 з.п. ф-лы.
Задается априорно функция частотной развертки и функция амплитудной модуля- ) И ции. Функции частотной развертки при поЪ стоянной амплитуде соответствует спектр корреляционного импульса I N(cu) I или
I N 1(f) I . Амплитудная модуляция задается функцией А(в) или Ai(f).
Вибратор с заданным таким образом режимом работы возбуждает колебания, которые регистрируются, подвергаются корреляционной обработке, в результате чего
1679429
I H.(ш)! .
Очевидно
/(Ф А К K(t) +R ), (1) Нс()= получают корреляционный импульс на коррело(рамме K(t), По двум выбранным коррелограммам вычисляют функцию автокорреляции (ФАК) и взаимной корреляции (ФВК) и далее определяют соотношение сигнал — помеха и его величину используют при выборе параметров свип-сигнала.
Спектр ФАК линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала приближенно имеет вид прямоугольника, высота которого равна квадрату амплитуды свип-сигнала, деленной на скорость частотной развертки
f (t)=df(t)/dt, где f(t) — функция (закон) частотной развертки.
Спектр зарегистрированной коррелограммы вследствие различного затухания разночастотных составляющих вибросейсмического сигнала отличен от прямоугольника, Наибольшая разрешенность коэффициентов отражения на коррелограмме будет в том случае, когда спектр корреляционного импульса, с достаточной степенью точности определяющийся по ФАК коррелограммы, будет прямоугольным, т.е. наиболее широким в данной полосе частот и выровненным, при условии, что сигнал превышает помеху в заданное число раэ. Спектр корреляционного импульса можно выровнить (в исходНай ПОЛОСЕ ЧаСтст few-fMsI(c) С ПОМОЩЬЮ обратной фильтрации, причем в идеале должен получиться прямоугольный спектр, Но прямоугольный спектр — и у исходного корреляционного импульса (ФАК свип-сигнала), так что этот обратный фильтр является одновременно фильтром сжатия, выбеливающим спектр в заданной полосе частот; и формирующим фильтром.
ФИЛЬтр СжатИя — Hc(N ) (В ЧаСтстНОй области) компенсирует изменение формы спектра корреляционного импульса, имеющего первоначально прямоугольный спектр, и приводит его практически к исходному виду. Это выравнивание, осуществляемое при обработке, можно сделать и другим путем, послав в среду такой свипсигнал, который в результате распространения в среде, регистрации и т.д. дает в итоге корреляционный импульс с прямоугольным спектРом. ПосколькУ Нс(N) выРавнивает спектр корреляционного импульса, то посылаемый в среду вибрационный сигнал должен иметь спектр, равный где ФАК K(t) — спектр ФАК зарегистрированной коррелограммы K(t);
R — регуляризирующий член. определяг емый известным способом с учетом соотно5 шения сигнал — помеха, оцениваемого по функции взаимной корреляции двух трасс.
Таким образом, задача получения коррелограммы с наибольшей разрешенностью в заданной полосе частот сводится к
10 формированию свип-сигнала с такой функцией частотной развертки, чтобы этот свипсигнал имел спектр, равный заданному
- ) 1К(и)I .
Решение задач определения режима работы вибратора по заданному спектру известно, причем
20 (2) где S(N) — спектр корреляционного им2 пульса;
A(N) — амплитудная модуляция сигнала:
Й(t) — скорость частотной развертки сигнала, спектр которого S(N);
N(t)=2 uf (t), причем для ЛЧМ-сигнала
30 f (t)=constgfMQKc мин)/Т и A(N)=const=C.
B рассматриваемом случае желаемым, заданным спектром должен быть спектр обРатНОГО фИЛЬтРа СжатИЯ Hc(N).
Поэтому по коррелограмме с помощью
35 формулы (1) вычисляют обратный фильтр
Н (в) (или Н ()).
Подставляя Нс(в) в левую часть формулы (2) вместо IS(в) I, найдем функцию частотной развертки f(t)= а (t)/2 л:искомого
40 вибрационного сигнала, Для этого задаем из априорных соображений А(в) (например, A(N=С) и интегрируем (2), имея в виду, что для монотонной функции f(t) существует ей обратная t(f), так что
45 f (т)=1/1 (ф () = — "/ 1Н,() I d<. (3) где f w — начальная частота развертки;
H>c(f) — функция Нс(в) в масштабе частот
Частотная развертка f(t) находится обращением функции t(f), изменяющейся в пределах О-Т при изменении f в,пределах мин макс
Вибрационный сигнал с частотной разверткой f(t) и амплитудой С, возбужденный вибратором и т.д., дает в итоге на коррелограмме корреляционный импульс с выровненным спектром. С ним и проводится! g,(Q(А1 (f) t(f) = Н/
t(f) = н /
А1 (f) где Aq(f) — аналог А(m) в масштабе частот f;
Nq(g — соответствует М(в), Н1 * (f)=Hc (ц).
Управление частотной разверткой и амплитудной модуляцией возможно на вибраторах, оснащенных специальными блоками управления.
Для вибраторов, отрабатывающих только ЛЧМ-сигналы, обратный фильтр аппрокСоставитель А.Алешин
Техред М. Моргентал
Корректор О.Ципле с
Редактор Н.Тупица
Заказ 3212 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вторая производственная серия вибрационных воздействий.
Если в первой серии возбуждать нелинейно-частотно-модулированный сигнал, тогда фильтр Нс (о)), вычисленный согласно (1) по результатам посылки такого НЧМ-сигнала, будет компенсировать одновременно искажающее действие среды и невыровненность спектра первоначального вибрационного сигнала. Последнее делать не следует из соображений целесообразности, если далее вычислять f(t) по (3). При использовании в первой серии воздействий НЧМ-сигнала по (1) вычисляют Н,(rz>). Если !!ч(в ) спектр корреляционного импульса этого
НЧМ-сигнала, то получают !
Н,(в) !=! Нс (т) ! !ч(в} (4)
Это равенство следует из того, что в спектральной области обратный фильтр есть обратная величина спектра;
Н (й) ) — обратная величина частотной характеристики среды;
Нс (и) — обратная величина произведения частотной характеристики среды и спектра корреляционного импульса, который равен в данном случае функции автокорреляции вибросейсмического
НЧМ-сигнала й(й)) I .
Амплитуда сигнала берется постоянной, т.е. А(а):=С. Очевидно, задавая из каких-то априорных соображений А(в) в первой серии и сохраняя А(а) во второй серии воздействий, а.также подставляя (4) в (3), получают симируется ступенчатой ломаной, что соответствует нескольким (по числу ступенек) комбинируемым свип-сигналам.
Эффективность,п редлагаемого способа
5 связана с повышением разрешающей способности эа счет расширения спектра возбуждаемых вибрационных колебаний.
Формула изобретения
1. Способ вибрационной сейсморазвед10 ки, основанный на возбуждении серии вибрационных воздействий с априорно заданным законом изменения частоты и амплитуды, регистрации, накоплении и корреляционной обработке сейсмических
15 колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и увеличения разрешающей способности, в последующих вибрационных воздействиях используют закон частотной развертки, рав20 ный обратной зависимости по отношению к выражению где Ni(f) — спектр априорно заданного воздействия;
А1(1) - функция амплитудной модуляции априорно заданного воздействия;
Н >c* (f) — спектр обратного фильтра сжатия для полученной коррелограммы;
fM u — минимальное значение частоты f частотного диапазона возбуждаемых коле35 баний, 2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что возбуждение производят линейночастотно-модулированными сигналами со стыкующимися частотными диапазонами, причем подынтегральную функцию аппроксимируют ступенчатой ломаной, каждая сту- " пень которой соответствует одному сигналу.
3. Способ по и. 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что возбуждение производят нелиней45 но-частотно-модул и рован ны ми сигналами со стыкующимися диапазонами, причем подынтегральную функцию аппроксимируют стыкующимися кусками кривой.