Способ вибросейсмической разведки

Способ вибросейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сейсмическая разведка при прогнозировании геологического разреза . Сущность изобретения: возбуждают вибраторами .отдельные группы сигналов, отличных по положению частот на частотной оси. При этом вибрационное возбуждение сигналов проводят в интервалах частотных полос спектральным анализом сейсмоакустических данных фильтрами с постоянными логарифмическими крутизнами срезов и монотонно меняющимися в геометрической прогрессии со знаменателем q положением частот максимумом фильтров . Сигналы возбуждают двумя группами вибраторов с различным направлением развертки . Полученные вибропрограммы коррелируют п раз соответственно частотным полюсам, группируют полученные сейсмограммы , включая в каждую совокупность импульсные сейсмограммы, соответствующие корреляции только с одной из частотных полос, и на этой основе формируют временные разрезы соответственно разным группам сигналов по общим точкам отражений, возбуждений, приема и среды. 3 ил. (Л с

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 V 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4467223/25 (22) 29.07.88 (46) 30.12,92. Бюл. N.. 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) И.А.Мушин, В,А.Гродзенский, М,Б.Шнеерсон, А.В.Михальцев и А.П.Жуков (56) Авторское свидетельство СССР

N1038895,,кл. G 01 V 1/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

N . 851298, кл. G 01 V 1/00. 1979. (54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (57) Использование: сейсмическая разведка при прогнозировании геологического разреза. Сущность изобретения: возбуждают вибраторами, отдельные группы сигналов, отличных по положению частот на частотной оси. При этом вибрационное возбуждеИзобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано при прогнозировании геологического разреза с целью поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, Известен способ сейсмической разведки предлагается обеспечивать регистрацию различных свипов от каждого вибратора или их комбинаций, работающих на одном или. разных профилях. Для этого источники комбинируются попарно или по другому закону и каждая из комбинаций источников распо-. лагается на независимых пунктах возбуждения, излучая каждый свой свип.

Недостаток этого способа состоит в том,. что для его осуществления требуются при регистрации дополнительные блоки памяти

„„, Ж „„1784932 À1 ние сигналов проводят в интервалах частотных полос спектральным анализом сейсмоакустических данных фильтрами с постоянными логарифмическими крутизнами срезов и монотонно меняющимися в геометрической прогрессии со знаменателем

q положением частот максимумом фильтров. Сигналы возбуждают двумя группами вибраторов с различным направлением развертки. Полученные вибропрограммы коррелируют fl раз соответственно частотным полюсам, группируют полученные сейсмограммы, включая в каждую совокупность импульсные сейсмограммы, соответствующие корреляции только с одной из частотных полос, и на этой основе формируют временные разрезы соответственно разным группам сигналов по общим точкам отражений, возбуждений, приема и среды. 3 ил.

Ъ по числу комбинаций вибраторов, а также не формулируются количественные оценки QO выбора частотных диапазонов возбужде- фь, ния, О

Наиболее близок к предлагаемому по р технической сущности и достигаемому положительному эффекту способ сейсмической разведки, в которой возбуждение осуществляют отдельными группами сигналов, отличными от сигналов других групп по положению полосы частот на частотной оси, но обладающими для всех групп равной скоростью изменения частоты, Недостаток способа состоит в том, что для .его реализации необходимо производить раздельную регистрацию вибровазбуждений для каждой группы сигнэлсв, что

1784932 снижает производительность труда, не on- Рангтела определяет его место в иерарределены приемы разделения частот излу- хии, а следовательно; степень сложности чения на -группы по частотной оси и его морфологии и внутренней структуры. соотношения частотных диапазонов с ре- Это следует из того, что тела низкого ранга альными масштабами и рангами геологиче- 5 вложены в тела более высокого райга и, тем ских тел в разрезе. Этоделает способ чисто cBMblM, определяют внутреннюю структуру эмпирическим и. требует дополнительных последнего. переборов частотных диапазонов для выбо- Связь масштабов и рангов неоднозначра оптимальных, а использование одинако- на. Тела одного ранга могут сильно разливых" скоростей разверток ограничивает 10 чаться по масштабам. И, наоборот, тела вдзможностйкойцентрации энергии в-необ- . однога маСштаба могут иметь существенно ходймом для" повьГшейия эффеКтивноСти:: различный ранг, разведки частотном диапазоне, особенно в Дискретйая иерархия геологических тел области высоких частот, ...: " отображается в геофизических полях, в часЦель изобретения — повышение деталь- 15 тности в сейсмическом волновом поле. Теностй-разведки на основе извлечения до- лам разйого шага и масштаба отвечают йолнительной информации о вйутренней разлйчные частотные диапазоны спектра структуре излучаемых интервалов геологи- . сейсмичеСких колебаний, Это связано, в чаческого разреза и об условиях их седимен- стности. с разлйчной разрешающей способ тации; :::.— - .: ::::.:..:: -:, "--:--"... ."-" ;::.. ..: ..: 20 ност ью сейсморазведки в разл

Поставленная цель достигается тем, что полосах частот. в способе вибросейсмической разведки, за- —.. По даннйм спектрально-временного ключающемся в воэбужденйи вибраторами анализа (СВАН) сейсмических записей cht»- отдельных групп сигналов, отличных от сиг-": . дует, что в обычно реализуемом на практике налов других групп по положению полосы 25 спектре колебаний 10 - 100 Гц количество частот на частотной оси, регистрации сйгна-:. выделяемых рангов (геологических i eii) и солов группами сейсмоприемников и обработ- ответствующих частотных полос, как правику полученных данны х ." - проводят ло, не более 3-5. Выя вление этих рангов спектральный анализ сейсмоакустическйх " наиболее уверейно осуществляется путем данных в одинаковых временных интерва- 30 СВАН данных ГИС-и сейсморазведкй. лах, предварительно полученных в преде-.:: .—: На фиг;1 показан выбор частотных по- лах изучаемой площади, фильтрами. c - rioc при исходном спектре сейсмических ко-. постоянными логарифмическими крутизна- лебаний — 1 и уровне шума — 2; частотной ми срезов и с монотонно меняющимися в. характеристике k-ro фильтра -3, частотной геометричеСкой прогрессии со зйаменате- 35 характеристике (k+1)-го фильтра -"4; на лем "q пбпожениями частот максимумов . фиг.2 даны результаты фильтрации исходфильтров, и по измененив числа экстрему-. но о матерйала. фильтрами Цс+1... c максимов.колебания в соседйих частотных поло- - мумами частотйь х характерйстик fi, ф...f)g сах устанавливают n = 1;2,3.;. частотных -5.осыю времени регистрации — б,граница" полос, в которых проводят вибрационное 40 ми 7 и 8 между полосами частот(диапазона- возбуждения сигналов, одновременно дву- ми) - 9, 10, 11; на фиг.З вЂ” система мя различающимися по направлению раз- наблюдений объемной сейсморазведки. в вертки группами из m вибраторов, каждый которой обозначейо: линии наблюдения 12, из KoTopblx работает на одной из выбранных: . линий возбуждения - 13 vi 20 с разными по полос, полученную вибропрограмму корре- 45 частотам сигналами воэбужденйя 14, 15, 16 " . лируют и раэсоответственно частотным по- и друтим направлением развертки 21, 22, лосам. Группируют полученные —. 23,группируемыми на пйкетах возбуждения сейсмограммы, соответствующие разным 17 и 24, позиции вибраторов на пикетах 18, частотным полосам- в совокупности по об- 19 и 25,26, щим точкам отражения, возбуждения. и 50 . Спектральный анализ сейсмоакустичеприема и среды, на основе которых форми- ских даннь х выполняетСя с цельа выбора руют временные разрезы..:. :.: ..- .. частотййх полос (диапазонов), соответству-, В современной геологической науке ис-: ющих йространствеййым масштабам геолоследуемые разрезы представляют в.виде, гических тел. фОрмирующий изучаемый йерархической системы геологических тел 55 разрез. разного ранга и масштаба, организованных Анализ осуществляется для определенпо принципу влажности, При этом под мас- ного интервала разреза, в определенном штабом понимают пространственные раз- . диапазоне частот. набором полосовых меры" тел — толщины, латеральную фильтров с фиксированной ирмой частотпротяженность, площадь в плане.;.5 1784932 . 6 ной характеристики, при определенном ша- отвечающие фиксированнйм рангам и vacre максимумов фильтров по частоте..: . штабам исследуемых геологических объекПеречисленные параметры выбираат тов-; Определяют центры этих полос, следующим образом.:::.: :. ":.:: относительно них фиксируют частотные окИспользувт. нуль=фазовые фильтры с 5 тавы слева и справа . Тем самым формируют треугольной частотной "характеристйкой полосы возбуждения. п=1,2,3... вибрацион(позиции 3 и 4 на фиг.1). Логарифмическ>йе: ных сигналов. крутизны левого и правого срезов фильтров " В сейсморазведке наибольшая геологиравны — октава слева и справа относительно " ческая информативнОсть дбстйгается при максимума частотной характеристики. На- 10 . объемных (трехмерных) сейсмических например, при частоте максимума fmax = 20 Гц блюдениях. Поэтому действие способа расстроится фильтр 10 — 20 — 40 Гц. ..." ::: :;:. смотрим и римейительно к" объемны м

Дяухоктавные треугольные нуль=фазо-,. наблюдениям," хогя предлагаемый способ выефильтры гарантируютсравнителъно ко.-" может быть с успехом использован и при роткий по времени симметричный им>пульс" 15 профильных наблюдениях. Одновременное (характеристическую функцию фильтра), ма-, возбуждение волн в разных частотных пололое число побочных экстремумов с относи - "сах проводят числом" вибраторов, равным тельно низкой амплитудой (20% от " числу выбранных частотных полос(диэпазоамплйтуды максимума), а также подобие . нов, например 9,10,11). На практиКе такое формы импульсадля разйых - фильтров . Час- 20 соответствие"выполняется", тотный диапазон аналйза сейсмоакусгИче - -: но, что потребное количество частотных поских данных "ограничивается интервалом. : лос составляет 3-.5, а вибрационные отряды

fo-f< (фиг.1), в котором соотношенйе сиг- обеспечены, как правило,5-7 вибраторами. нал/помеха > 1. Для определения уровня, При этом каждый источник 14, 15, 16 рэбошума(2) наряду с процедурой Фурье- анэли- 25 тает в своем частогном диапазоне. за рассчитывают также функции авто- и вэа- . Каждый пикет Вдоль линии возбу>кдеимной корреляции; " . ..-: : :: ."-: .:, нйя 13 отрабатывается с нескольких позиШаг по частоте Ь f между соседйими:. ций 18, 19..;, числб которых onð äåëÿþò йз фильтрами(позиции 3 и 4 на фиг.1) выбира-. -- необходимого количества накопленйй на ют по формуле .. .... " :: 30 пикетах 17 и 24 для формирования соответствующих интерференционных систем в чаf -октавного расшйрения. где q 1,1-1;2; 4 ах; +1 ro-частота маМсйму-:: . Возможна и такая реализация способа, ма к+1- го фильтра, fmax.k — частота макси- 35 при которой на каждом пикете производят мума -r6 фильтра. Так, fmax.÷ = q fmax .з .:.:;. всеми вибраторами комплекта последоваВелйчина q (аналог знаменателя геометри- тельное возбу>кдение расширенных частот- ческой прогрессии) выбирается из условия ". ных диапазонов 9, 10. 11. Подобная неискажающей аппроксимаций частотной: -: методика не требует переезда вибраторов с характеристики тонких слоев на оснований 40 позиции на позицию для формированйя инкритерия Котельникова.,: - .: .;,.: .-:,.::, .;:: терференционной:сиСтемы, но требует обяВ результате спектрально-времейно го .:: зательно и- кратного переключения на анализа (СВАН) получают СВАН-колонку-.:; вибраторах частотных диапазонов, что мо(фиг.2), которая представляет исходный": жет приводить к дополнительным ошибкам." фрагмент сейсмоакустических записей, от- 45.:. ::: В результате возбуждения в частотных фильтрованных" йабором фильтров 5 (f1, ".. полосах 9, 10, 11 на линиях наблюдений 12

fz...f

Такие зоны отвечают ойределенному рангу" ситуации, изображенной на фиг.2: .и масштабам геологических тел. ". . .. При наличии двойного числа вибрато-

Резкое изменение характера записи и 55 ров (по отношению к количеству разных чачисла выделяемых экстремумов свидетель-:.: стотных диапазонов) возможно ствуют о наличии границ (7, 8) частотныХ производить вйбрэционные воздействия полос, отвечающих разным рангам и масш- . одновременно по двум линиям возбу>кдетабам тел. В соответствии с этими граница-- ния 13 и 20. Эти линии 13 и 20 располагают ми выделяют полосы частот 9, 10, 11, друг относительно друга на расстоянии 1, 1784932

7 8 определяемом требуемой кратностью на- мешающих поверхностных волн ограничи.блюдений, при этом возбуждение, напри- ваются Vk 700 м/с, их преобладающие мер., полинии13производятв направлении . частоты 20 Гц. Эти волны создают йомехи, от низких частот к высоким, а по линии 20 в . превышающие полезные сигналы в 7 раз. обратйом направлении от выСоких частот к 5 Для подавления этих помех прймейим перенизким, Суммарная виброграмма от обеих мещение вибраторов йа пикете и синхронлинийвозбуждениякоррелируетсядлякаж-: ное накопление 8 воздействий. Шаг

poro частотного дйапазона дважды: от низ- перемещения вибраторов составит 7 м на ких частот к высоким и oò высоких к низким, базе 50 м. Такое же расстояние будет между и импульсные сейСмограммы соотносят к 10 пикетами возбуждения, Расстояние между соответствующим линйям возбуждения. пунктами приема примем также 50 м; При

Модельные оценки показывают, что йри .48-каналах на каждой лйнйй приема это корреляции разнонаправленных воздейст- обеспечит 24 кратность наблюдений. Синхвий динамический диапазон, присущий виб-:ронное накопление п=8 обеспечит удовлетрацйонной разведке, практически 15 ворительное 2,7 раз подавление сохрайяется.. :... —: .:, ::::::::: ..: . нерегулярных"шумов, Методика с одйовременным возбужде-... При удвоенном числе вибраторов рабонием по двум линиям 13. и 20 позволяет с: ты будут. выполйяться по точно такой же заданной кратностью срезу освещать боль-: .. методике, но только по другой линии йа мешую часть глубинной поверхйости, чем при 20 стнасти которая смещена" относительно возбуждении только по одной из линий., -: ... первой на расстоянйи1,= 200 м. Возбужде- ...

Импульсные сейСмограммы, coîòâåòñò- ние на второй:линии проводят в диапазонах, вующие разным полосам частот.9, 10, 11,: . (36-10) Гц, (80-20) Гц, (140-36) Гц.,: группируют в совокупности оо общйм точ-. ., . Суммарную вибропрограмму от"воздей- -,. кам отражений, возбуждения приема и сре- 25 - GTstIIA на двух линиях возбуждения коррели- ды, и на этой основе формируют временные руют дважды с операторами; имеющими разрезы, соответствующие разным частот- развертки в направлении возрастания и ., ным группам сигналов и разным линиям. убывания частот. Одновременное возбуж- возбуждения..:,: ..::.: .:. .::, . .: дение по двум линиям приведет прЬ тичеПример реализации способа. На осно- 30 ски к удвоению количества средийных вании априорных дайных о волновой карти-: точек. не изъестйб., что диапазон-регйстрируемых :: .. Предложенный способ экономически колебаний находится в пределах 15-90 Гц. целесообразен", так как обеспечивает. больВ этом случае для анализа сейсмоакустиче. : шую производителЬность труда за счет тог ских -данных будут использованы следую- 35 что для одной и той же,расстановки сейсщие нуль-фазные треугольные фильтры; . моприемййков сразу же освеЩается боль- .

7 — 1.5-30; 9-18-36; 11-22-44; 13-26 52; 36- " ший участок. глубинной поверхностИ. Для. . . 72-1.44; 43-.86-172 Гц. ::: .:: .; " ;: . освещения"всей поверхности это требует

В результате получим СВАН-колонку и меньшее число расстановок на профилях. выделим в ней частотнйе интервалы, соот- 40 ориентировочно вдвое. ветствующие устойчивым рангам геологйче- -.;:.: Ф а р м у л а .и з о б р е т е н и я ских обЪектов. Примем. что их -три: .Способ вибросейсмйческой разведки, соответственно 10-25; 25-55; 55-85 Гц.::.::. заключающийся в возбуждении вибратора-

Частоты возбуждения определим, ойй- - ми отдельных;групп сигналов, отличных от, раясь на центральные частоты перечислен- 45 сигналов других групп rio:ïîëîæåíèþ полоных интервалов, т.е, 18, 40 и 70 Гц. сы частот йа-частотной оси, регистраЦии

Собственйо полосы частотдля возбуждения сигналов группами сейсмоприемников и обпримем йримерйо двухоктавными "- октава работку полученных дайных; отл и ч а ю -,, :слева и справа отйосительно центров ин- . шийся: тем ч1о,"с целью повышения тервалов. Таковыми будут: (10-17-36) Гц; 50 детальностй разведки, проводятспектраль(20-40.-80) Гц; (36-70-140) Гц..::,. .. ный анализ сейсмоакустических дайных в

Корреляцйя суммарной виброграммы одинаковых временных интервалах, предбудет проводиться с операторами (10-36) варйтельно полученных s:ïðåäåëàõ иэучаеГц, (20 — 80) Гц,(36-140) Гц. ::::...:. :: -:- . мой площади, фильтрами с йостоянными

Отряд снабжен 4 вибраторами, В этом 55 hîãàðèôìè÷åñêèéè крутизнами срезов "и с случае целесообразно применить методику монотонно меняющимися в геометрическо одновременноге возбуждейия перечислен- : прогрессии со знаменателем q положенияных выше частотных дйапазонов. Одна уста- ми частот максимумов фильтров.и -по изменовка будет запасной. На осйовании нению числа экстремумов колебания в оп ытных работ установлено, что скорости соседнихчастотныхполосахустанавливают

1784932 и частотных полос (n = 1,2,3...), в которых ственно частотным полосам, группируют проводят вибрационное возбуждение сиг- полученные сейсмограммы, соответствуюналов одновременно двумя различающими- щие разным частотным полосам в совокупся по направлению развертки групйами йз :: ности по общим -точкам отражения, m вибраторов, каждый из которых работает 5: возбуждения, приема и среды, на основе на одной из выбранных полос, полученную, которых формируют временные разрезы. виброграмму коррелируют и- раз соответлй

1784932

Способ сейсмммесвой разведки

Составитель В.Гродзенский

Техред М.Моргентал Корректор А,Козориз

Редактор

Заказ 4363 . Тираж Подписное

ВХИИПИ 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