Способ регистрации сейсмической информации

Способ регистрации сейсмической информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике сейсмического метода разведки и может. быть использовано в конструкциях цифровых сейсмических станций, а также ; для организации хранений сейсмической информации с экономным расходованием объема памяти носителя информации . Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет уменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информации в 4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от 0 до 1/(4&с) и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/(4ЬД), где &с - . интервал дискретизации записи во времени; йХ - расстояние между пунктами наблюдений в системе наблюдения. Способ включает в себя двумерное преобразование Фурье-записи, дискретизированной по временной и пространственной координатам, устранение части диапазона двумерного комплексного. е спектра с помощью цифровой фильтрации и обратное преобразование Фурье фильтрованного спектря. § (Я

®Z С 01 V 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

И АВТ Н ОНО У ОВйДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726042/25 (22) 31.07.89 (46) 29.02.92. Бюл. V - 8 (71) Киевское геофизическое отделение

Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) В .А.Дядюра, И .В .Карпенко и А.P.Балабушевич (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1,"- 1275415, кл. 0 06 F 3/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1543357, кл. r, 01 U 1/00, 07.01.88 °

Патент СВ - 2090408, кл . С 01 U 1/36, опублик. 07.07.82. (54) СПОСОБ РЕПТСТРАЦИИ СЕГЕС1ОР! ЕСКОГ

ИНФОРЫЩП1 (57) Изобретение относится K технике сейсмического метода разведки и может быть использовано в конструкциях цифровых сейсмических станций, а также

Изобретение относится к технике сейсмического метода разведки и может быть использовано в конструкциях цифровых сейсмических станций, а также для организации хранения сейсмической. информации с экономным расходованием объема памяти носителей информации. Известен способ, согласно которому уплотнение сейсмической информации достигается регистрацией мгновенных значений аналогового сигнала при равенстве нулю его первой производной, а также мгновенных значений сигналов, соответствующих производным аналого2 для организации хранений сейсмической информации с экономным расходованием объема памяти носителя информации. Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет уменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информации в

4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от 0 до

1/(4gr} и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/(4 : .), где Ьс интервал дискретизации записи во времени; Х вЂ” расстояние между пунктами наблюдений в системе наблюдения. Способ включает в себя двумерное преобразование Фурье-записи, дискретизиро- g ванной повременной и пространственной координатам, устранение части диапазона двумерного комплексного. с спектра с помощью цифровой фильтрации и обратное преобразование Фурье фильтрованногo спектра. вого сигнала порядка и при равенстве нулю его производных порядка и+1, где n=1,2,.... Кроме того, дополни- . тельно регистрируют мгновенные значе- ния аналогового сигнала и всех его производных от первого до (n-1)-ro порядка при равенстве нулю производных аналогового сигнала порядка n+1, где п=1,2,3„ а также регистрируют значения аналогового сигнала при равенстве нулю его производных порядка и+1 где n=1,2,3.

Недостатками способа являются искажения сейсмической записи, связан3

1716459 ные с ограничением бесконечного числа членов ряда, через который может быть точно представлена аналоговая сейсмическая запись, конечным числом, значительно меньшим, чем число отсчетов записи при ее дискретизации через интервал дискретизации g t, и некорректностью операции взятия производной функции, известной приближенно (сейс- 10 мическая запись при наличии помех), вследствие чего результатом дифференцирования является регулязированное, т.е. всегда только приближенное, решение. 5

Известен способ, согласно которому формируют последовательность сигналов, соответствующих случайным числам, распределенным независимо и равновероятно на временном отрезке, ограни- . 20 ченном слева величиной интервала корреляции сейсмограмм от разных пунктов возбуждения, а справа — половиной длительности сейсмограммч от одного пункта возбуждения, запускают,источ- 25 ники, используя группы из Р сигналов последовательности в качестве задержек запуска источников в P пунктах возбуждения на каждом из профилей, причем регистрация колебаний от всех 30 P пунктов каждого профиля возбуждения производится непрерывно (одновремен— но), а моменты запуска источников запоминаются и используются при обработке.

Недостатком способа является существенное (по крайней иере, в корень из числа накапливаемцх сейсмограмм) уменьшение отношений сигнал/помеха по всем типам волн — помех. 40

Наиболее близким к предлагаемому является способ уплотнения сейсмических данных, предусматривающий индивидуальное стробирование каждой сейсмической трассы, обработку задан- 45 ного числа выборок для получения нрогностической выборки, квантование разности между последующей выборкой и предсказанным значением данной выборки.

Недостатком известного способа является снижение и даже полная потеря его эффективности при нерегулярном характере сейсмической записи, Целью изобретения является повы55 шение эффективности способа за счет уменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информации в 4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от 0 до 1/(4ас) и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/4ЬХ, где

Qt — интервал дискретизации записи во времени; Ь Х вЂ” расстояние между пунктами наблюдения в системе наблюдения.

Поставленная цель достигается группированием сейсмоприемников в каждой точке наблюдения с величиной базы группы не большей 2ЬХ, фильтрацией аналогового сигнала, подавляющей энергию частот выше 1/(4

1/(4ЬХ) и 3/(4ЬХ) и использования обратного преобразования Фурье в диапазоне частот от 0 до 1/(4 ) и от

0 до 1/(4ЕХ), после чего уплотненйая информация записывается на носитель.

Для реализации способа необходимо выполнить следуюцую последовательность операций.

1. Размеры базы Х групп приемников в каждой точке наблюдения выбирают соответствующими диапазону $ Xg<

< 2bX. В зависимости от расчлененности и наклона рельефа в точке наблю.— дения размеры группы и весовые мно" жители для каждого сейсмоприемника группы рассчитывают таким образом, чтобы максимально ослабить энергию пространственных частотных составляющих выше 1/(2 Х) (реализация функции фильтра антизеркальных частот) и минимально изменить составляющие диапазона спектра от 0 до 1/(4 Х) .

2. В аналоговом тракте сейсморегистрирующей системы используют фильтр антиэеркальных частот во временной области (частота среза такого фильтра обычно равна 1/(4

3. После преобразования аналогцифра используют уплотнитель информапули, .содержащий прямой преобразователь Фурье, уплотнитель комплексного спектра, устраняющий часть диапазона двумерного комплексного спектра, заключенного между временными частотами 1/(4Ьс) и 3/(4Ьс) и пространственныи частотамк 1/(4ЪХ) и 3/(46Х), и обратный преобразователь Фурье.

171б459

Процесс уплотнения сопровождается процедурой подавления явлений Гиббса в окрестности частот 1/(4Ьг) и 1/(4ЬХ) с помощью аподизации.

4. Запись уплотненной сейсмограммы на носитель итформации.

Вместо пунктов 3 и 4 возможно также выполнение следующей последовательности операций, приводящих к тому 1О же результату, но с большими затратами времени.

1. Производится двумерное прямое

Фурье-преобразование и обнуляется часть комплексного спектра, заключен- 15 ная между гармоническими составляющими 1/(4Дс) и 1/(2Дс), а также 1/(4ЬХ) и 1/(2ДХ) .

2. С помощью обратного двумерного преобразования тт>урье возвращаются к 20 пространственно-временному виду сейсмограммы (разреза), из которой хранению подлежат только нечетные номера трасс (1;3,5...) и нечетные номера отсчетов.

Первая процедура обеспечивает подавление энергии той части диапазона частот,.которая приводит к появлению низкочастотных зеркальных частот при

l хранении информации с дискретностью 30

2Дс и 2ЬХ> Вторая процедура обеспечивает полное сохранение, всей полезной части первоначальной информации, но в объеме памяти, в 4 раза меньшем обычного. При этом максимально допус- 35 тимая погрешность кодирования инфор1 мации, равная 3 дБ, достигается для гармоник, равных 1/(8Ьс) и 1/(8ЬХ) .

При восстановлении информации посред- . ством добавления к комплексному 40 с спектру пустого множества {нулей) прогрешностью в 3 дБ будут характеризоваться частотные составляющие, равные 1/(4Дс) и 1/{4ДХ), т.е. хра- нение информации в уплотненном виде 45 .не сопровождается никакими потерями полезной ее части в диапазоне частот от О до 1/(4$I:) и от О до 1/(4ДХ),.

В общем случае разуплотнение ин- формации может быть произведено в любое число раз, например и ЬΠ— по временной координате и m+.Π— по про" страттственной. В этом случае разу-. плотненная сейсмограмма будет состоять из (тп+1)И трасс, где N — число

55 г трасс уплотненной сейсмограммы, с расстоянием 2Д.Х/ (та+1) между трассами и числом отсчетов на кажттойт трассе, равным (n+1)K, где К вЂ” число отсчетов на уплотненной трассе, с расстоянием между отсчетами, равным 2Дс/(n+1).

Для.этого в комплексньпт спектр помещают пК комплексных нулей между гармоникой 1/(4Дс) и следующей за ней и тпрр комплексных нулей между пространственной гармоникой .1/(4ДХ) и сле" дующей за ней.

Для фильтрации уплотненной (раэуплотненной) сейсмической записи расчитывается оператор фильтра с интервалами дискретности 2Дс/(n+1) и

2ДХ/(m+ 1) соответственно и с верхними граничными частотами по пропускантпо, пе превышающими 1/(4Дс) и

1/{4ЬХ). При свертке оператора с сейсмограммой, содержащей (тп+1)0>т

> (и+1)К отсчетов, количество операций типа умножение — сложение для случая m+nc2 уменьшается по сравнению с неуплотненной информацией в

24 (®+" раз, а для случая m+no2 уве2(т>+11- личивается в 2 { раз.

1.

Данный способ уплотнения информации может быть использован для повышения точности корреляЦии осей синфазности . Для этого на этапе обработ ки производят двумерное прямое Фурьепреобразование уплотненной сейсмической информации„ в комплексный спектр помепаят пК (п>О) когатлексных нулей между гармоникой 1/(4тду пространственной гармоникой 1/(4аХ) и следующей за ней, где N — число трасс в зарегистрированной сейсм >грамме, после чего с помощью обратного двумерного пт>еабразования Фурье получают сейсмограмму, состоящую из (m+1) ° N трасс с расстоянием 2ДХ/(m+1) между ними, числом дискретов на каждой трассе, равным (и+1) К, и расстоянием между .дискретаьпт, равным 26с/n+1) .

Дня обеспечения фильтрации уплотненной (разуплотненной) сейсмической записи производят расчет оператора фильтра с интервалами дискретности

2йс/(и+1) и 2ЬХ/(m+1), п О, m О, с верхними граттичньми частотами Ilo пропусканию, не превьппающими 1/(46с) и 1/(46Х) соответственно, и сворачивают т>го с сейсмограммой, содержащей

{m+1)hI (m+1)K отсчетов, при этом количествб операций типа умножение -"

1716459

Формула изобретения

Составитель С. Колесов

Редактор А.Лежнина Техред А. Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 610

Тираж

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 сложение для. случая т+п 2 уменьшается по сравнению с неуплотненной информацией в 2 . раз, а для случая вип>2

° 4-2(ы4ч) увеличивается в 2 (в " раз.

Способ регистрации сейсмической информации, включающий группирование сейсмоприемников, находящихся внутри базы приема на расстоянии $ Х друг от друга, фильтрацию в аналоговом тракте сейсморегистрирующей системы, подавляющую энергию частот выше 1/(4 с), где С вЂ” интервал дискретизации записи по времени, преобразование аналог цифра и запись данных на носителе информации, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив-.20 ности способа путем уменьшения необходимого объема памяти носителя в 4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от 0 до 1/(46с) и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/(4ЛХ), величину базы группы приемников Х выбирают не большей 2«

«ЬХ, после преобразования аналог цифра производят уплотнение информации применением двумерного прямого преобразования Фурье и устранения части диапазона двумерного комплексного спектра, заключенного между временными частотами 1/(4 с) и 3/(4 с) и пространственными частотами 1/(4ЬХ) и 3/(4ЬХ), после чего используют обратное преобразование Фурье в диапазоне частот от 0 до 1/(4Ьс) и от 0 до

1/(4Х) °