Способ вибрационной сейсморазведки

Способ вибрационной сейсморазведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: геофизическая разведка полезных ископаемых, вибрационное просвечивание Земли. Сущности изобретения: опорный сигнал формируется так, чтобы полностью скомпенсировать затухание сейсмической энергии в среде, а сигнал для корреляции определяется по опорному так, чтобы его спектр был выровнен. Возбуждение осуществляется управляющим сигналом , у которого обратная величина производной функции частотной развертки обратно пропорциональна частотной характеристике среды, а корреляция виброграмм производится опорным сигналом с амплитудной модуляцией, закон которой обратно пропорционален спектру управляющего сигнала 2 ил.

„, Ы„„1784933 Al

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . — . 2 (21} 4836872/25, . ;::- просвечивание Земли, Сущность изобрете(22) 29;03.90 .: . :: - ния: опорный сйгнал формируется так, что(46) 30.12.92. Бюл. М 48,::: . бы полностью скомпенсировать затухание (71) Всесоюзный научно-исследовательский сейсмической энергии в среде, а сигнал для инстйтут геофизических методов разведки - корреляции определяется по опорному так, (72) С.B.Êoëåñîâ, А.Н.Иноземцев, О,А.Пота- чтобы его спектр был выровнен. Возбуждепов и П,И.Чистов .: .:. ние осуществляется управляющим сигна(56) Уотерс К. Отражательная сейсмология; лом, у которого обратная величина

М,: Mvip, 1981.. -, ... производной функции частотной развертки

Авторское свидетельство СССР .,: .: обратно пропорциональна частотной харак. N..744398, кл. G 01 Ч 1/00, 1976. .. — теристике среды, а корреляция виброграмм (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ СЕЙСМО- производится опорным сигналом с амплиРАЗВЕДКИ . . ;:::. ::: "тудной модуляцией, закон которой обратно (57) Использование: геофизическая развед- . пропорционален сйектру управляющего ка полезных ископаемых, вибрационное сигнала. 2 ил.

Изабретение относйтся к геофизиче-. : мой компенсацйи затухания в 20дБ, прихо. ской разведке полезных ископаемых и мо-:;.„-. дится ограничиваться не более чем 10 дБ. жет быть использовано при вибрзционйом . Одной из причин появлейия помех на просвечивании. земли. -,:.:::":".:.. : коррелограммах при компенсаций затухаИзвестен способ вибрационной сейсмо- ния сейсмической энергий; являются адди .раэведки, при которомдля увеличения вре- "тивйые шумы, усиливавщиеся за счет менной . разрешенности используют корреляции виброграммы с управляющим нелйнейно-частотно-модулированные виб- . сигналом на тех частотах, на которь1х повы-. ,. рационные сигналы с целью компенсации . шены спектральнйе амплитуды управляючастотно-зависимого затухания сейсмиче -: щего сигйала вибратора.

- ской эйергии в среде.- . —:,,:-.::, :::,. :::, Чтобы уменьшить такие помехи, корре ляцию следует проводить с другим сигнаДля этого используются степенные и ло- лом, чем" тот, что ис и ол ь зуетс я к а к гарифмйческие законьг; при которых проис-,- управляют„ ий. ходит увеличВнйе спектральных амплитуд .: . Наиболее близким к предлагаемому по вибросейсмического сигнала на частотах, технической сущности является способ сейгде наблюдается затухание сейсмической смической разведки, при котором для корэнергии. Вместе с тем не всегда удается: реляции исйользуется опорный сигнал, полностью скомпенсировать затухание, на- . который представляет собой управляющий пример; на высокиХ частотах, поскольку по-. сигнал, но специальйым образом модулироявляются сильные высокочастотные шумы ванный по амплитуде. Функция амплитуд. « а коррелограммах. Так, вместо необходи- ной модуляции в способе определяется так, 1784933

3 4 чтобы скомпенсировать влияние спектраль- разом формируется упранляющий сигнал. ной характеристики системы источник-сре- Тогда уже возбужденный сигнал будет да на коррелбграмму. " иметь выравненный спектр и.далее при корНедостатком способа является то, что реляции не требуется его выравнивать, Со модуляция опорйаго сигнала может вызвать 5 отнетственно этому сигнал для корреляции рост помех на Ко фйлограмме в тех диапа- теперь должен иметь выравненный ("выбезонах. частот, где повь7шййй ймплитудй мо- ленный".) спектр.--дулирующей функции (no сравнению с, Поскольку формируется" управляющий. единицей). По сути дела такая амплйтудная - частотно-модулированный сигнал, то и сиг. модуляция опорного сигйала эквиналентйа 10 нал для корреляции- Опорный сигнал -дол нуль-фазоной деконволюции, которая", как жен иметь ту же частотную модуляцию. Но известно, не меняет соотношеййя" сиг- для того, чтобы спектр его.был выровнен, он нал/помеха и в целом повышает уровень . должен быть" модулирован rio ампли.гуде .

- случайных шумов. В частности такая моду- так, чтобы скомпенсировать влияние частотляция повысить и уровень аддитинных по- 15 ной модуляции. мех.. ...: ::::. .. .:. ":, ": Отличия предло>кенного способа от изЦельизобретения-повышение эффек- нестного состоит в следующем . искажаютивности способа за счет увеличения соот- . щее йлияйие на корреляционный импульс ношения сигнал/пойеха и разрЪШенйости::: : системы источник-среда компенсируется записи. Способ основан на формировании 20 только за счет специальноro выбора ампли., управляющего нелинейно- час готйо- моду- . тудно-частотно-модулированного сигнала, лиройанного сигйала, возбуждении Этого . возбуждаемого вибратором" 6 среде; для сигнала в среде сейсмическим вибратором, " . корреляциойной обработки используется регистрации вйбропОограмм и корреляции : нелинейно -частотйо- модулированный сигих с-опорйым сигйалом,"равным.модулиро- 25 нал с выровнейным спектром. Положитель- вайному по амплитуде управляющему Сиг- ный эффект спбсоба обусловлен тем, что в налу. Способ оснонан на возбуждении:: результате корреляционной обработки не. управляющего сигйала, у которого величина: поднимается уровень шумбв, в тбм числе прбизводной функции частотной разйертКи аддитивних, и соотйошение сигнал/помеха пропорцйональна частотной характеристи- 30 на коррелограмме пбвышается за счет"того", ке среды, а в качестве опорного использу от что повышено соотношение сигнал/помеха уйравляющий сигнал с амплитудной моду- . на виброграммах. ляцйей, закон которой обратно пропорцио- " Сущность способа йоясйяется.фиг.1 На наленспектрууправпяющегосигнала . ней показаны условно в качестве примера

В способе-прототипе используются 35 амплитудные спектры частотной характерйразличные сигналы: управляющий и форми-: стики среды (1) управляющего сигнала 2, руемый по нему возбужденный сйгнал с од-. регистрируемого сигнала (нозбуждеййого) ной. стороны, и сигнал для корреляции на виброграмме 3, опорного сигнала 4 и (опорный) — с другой, Причем опорный сиг- коррелограммы 5от4ельнбдля стандартной нал модулиронан по амплйтуде таким обра- 40 сейсморазведки-1 и для предлагаемого сйозом, чтобы скомпенсировать влияние на соба-11с выделениемсигнальнойчасти(1с коррелограмму системы — Среда, Здесь ис- и 11с) и помех(1п и 11п). качение спектра управляющего сМЮала . йфм pro Tðàícôoðìàöéè н возбужденный: При реалйзацйй стандартной методики . сигнал компенсируется как с помощью спе- 45 вибросейсморазведки характеристика срециального задания управляющего сигнала ды(1с-1)уменьшается(всйектральнойобла- (это йеянйо предполагается), так и:за счет. сти) на посылаемый. вибратором сигнал

" дойолнительной амплитудной модуляции (1c-2),йрезультатечего регйстрируетсявоз- сигнала для корреляции (со всеми недостат- . бужденныйсигнал(1с-3). Видно;:что на(1с-3) ками такoro подхода, изложенными выше). 50 произошла частичная компенсация затуха.При этом именно за счет дополнительной ния энергий высокочастотных составляю амплитудной модуляции компенсируется щих : спектра.. обусловленной влияйие поверхностных условий возбужде- характеристикой среды (1с-1). Далее произния;.с которыми в основном и связаны ад»:. водится корреляция (умножение спектров) дитивные шумы. - - ... 55 виброграммы (1с-3) на сигнал для корреля- .

В предлагаемом способе влияние сис- ции (1c-4), которая уже полностью компентемы вибратор-"среда на коррелограммы сирует затухание энергйи, нызваннон-:.. (корреляционный импульс) компенсируется характеристикой среды (1с" 1) при этом полтолько сигналом, возбуждаемым вибрато- учается коррелограмма (1с-5) с выровнен- . ром н среде, для чего соответствующим об- ным спектроМ.

5 1784933, 6

Рассмотрим, что происходит при этом c: реляционйь«е импульсы, если не учитывать аддитивной помехой(1п-1). Она регистриру-.. помех, в обоих случаях одни и те же. На ется на виброграмме в неизменном виде —:: практйке и временнапя разрешейнбстьгдадл(1п-3), затемв результате корреляциис сиг-, - жна быть выше, такькакв способе(1)с цельйв налом (1п-4) она. приобретает вид (1ri-5) на 5:умьеньшеийя шыйучммговл "пришлось бгь«уменькоррелограмме. Видно, что в результате та-, шигь степсенгь наа:«станйл с частотой спекткой компенсация влияний характеристики ":: ральных амплиьтуд сойгооркйогьо стиыьггнала,. что среды (1c-1) аддитивные шумы на вь«сакМх однозначно приводчит к уменьшению сред- частотах возросли, Поэта«му не рекоменду -.; . ней частоты корреляцмонньогс«импульса.. ется полностыа выравнивать спектр карре- 10 .: Способ реализуется в следующей полограммы, поскольку возрастает-: .: "следовательности апераций; Первоначаль."высокочастотный звон" на коррелограм- .:: - но, йсхадя из опыта предыдущих работ или мах. ::: - - : .: : :-, - :::",:::-:: н а основе априорных данных, за дается

В пгредлагаемом способе в среду, с той - спектр корреляционйага импульса . $1 же самой карактеристикой(11с-1) посылает- 15 (co)) т который отвечает трепованиям геофися сигнал (11c-2), в Результате «его спекьтР, . зика, проектирующего сейсмические рабовиброграммы (11с-3) уже получается выров- ... ты, по разрешенности -и соотйошени«0 ненным. В дальнейшем при коррелЯции:: сигнал/помеха. Например, это может быть вибраграммы (11с-3) с сигналом длЯ карре-:: .. сделано на основе анализа результатов поляции (11с-4), кОтоРый имеет выРовненный 20 сылки 1ЧД-сигнала. Далее находят ф нкспектр, получается коррелограмма (11c- 5): .цию частотной развертки в(т) сылки -сигнала. алее находят унктакже с Bb«P00HGHnHb«M cflGKTPQM. OitHaxo с:: вибрационного свип-сигнала. спектр котопомехой (11п-1) (oHa та же, что и (1п-1) дело обстоит иначе. чем в известнакм способе(1), . Рога Раве" 9 И . Ра ф р у

На виброграмме, она, как и в извьеСтном 25 способе (1), регистрируется в неизменном - -. )gl (с«)) . « = виде(11п-3), но при корреляции с ji/«rH anом . - :.: .,! ... 2. N,(I:) (11п-4), совпадающим с (11с-4) получается тот же спектр (11п-1). В этом случае спект- гДе А (N) ФункЦиЯ амплитУДнай МоДУдЯральные амплитуды помехи не меняются и,"г30 ции, заДаваемаЯ йз априорных соабРажЕследовательно, "высокочастотного звона" ".ии. напРимер А«(0 = ".

He6óäer . .. : . " . " -. .;. .-:- :-::.. :--: ЭтУ амплйтУДнУю моДУлЯЦию бУДет для простоты рассмотрения дан при-" ." ййеьть опорный сигнал с частотной развертМЕР С.аддИтИВНОй ПОМЕХОЙ, ПРИ ЭТОМ МОЖНО . К«)й В (t), ПРИЧЕМ CneyuX rnP OriOPHOrO.CÈríaËa рассматрйвать по отдельности Сu(unnjuyjq 35 оУдет ilail )« /А<(ог) и сигнала для корре«г часть (1c, 11с) и помеху (1п, 11й), так как ":.ляции -t S«(N)j . корреляция (ей соответствует умножение в . —: . Чтобы спектр сигнала для корреляции частотной области) — линейная операция, ..:-::::.-, : был: выровнен, его нужно модулйровать по

На фиг.2 показаны две модельH«.«e xop-" -.:: амплитуде С помощью Az(N) релограммы, полученные по стандартной:40 методике и па предлагаемому способу. Был :.: ..::,. ; д (N) использован логарифмический свин. рас-,::;.:,: S>(co)i считанный-согласно известному спрсабу в— диапазоне частот 20-60 Гц (длительностью :::Подсктавйв е«,«ра>хеНАе (2) в (I), имеем

8с) для среды, у которой экспоненциальное 45

ЗатуХаНИЕ В ЭТОМ ЧаетстНОМ дИаПаЗОНЕ 10 ., ..:.. « -" g X А1 N А2 Nn дБ. Шум — аддитивный, случайный, распре- ., . 1 "1. ()«2 делен равномерйо на отрезке числовой оси " (0,1) — одинаковоro на всех частотах диапа-:. — ":: на основе которой получены (1) и (2).

: зона, Соотношение сигнал/помеха взято 50:. Пример реализации способа, приведенравным 3,..., .*...:,:,.";:. . ный на фиг;1, дан прй А„(в)=1. . При практически стех же основных трех: Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я экстремумах корреляционного имйульса на : " Способ вибрационной сейсморазведки, (1) па сравнению с (2) значительно увеличе- основанный на формировании управляюще ны побочные фазы сейсмического сигнала и 55 ro нелинейно-частотно-модулированного сильнее шумы в дальней зоне — абе стороны сигнала, спектр которого связан с частотной от основного максимума. Хотя дийамиче-.: характеристикой среды, возбужденииэтого

cKa5«разрешенность в способе (2) сущест-.. сигнала сейсмическим вйбратором. Региственно лучше, временное разрешенпие в рации сейсмических волн и корреляции вибданном случае то же; самое, поскольку кор-.

1784933

1 - .. 2": " .. 3

Е::Л

Пп KERRY 1

Составитель С.Колесов

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз .

Редактор

Заказ 4363 Тираж . . Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета по изобретенияМ и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, РаушСкая наб., 4/5

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

7 .:8 рограмм с опорным нелинейно-частотно- ляющий сйгйал, у которого обратная величимодулированным и амплитудно-модулиро- на производной функции частотной разверванйымсигналами, получениисейсмограмм тки обратно пропорциональна частотной и дальнейшей их интерпретации. о т л и ч а- характеристике среды, а в качестве опорною шийся тем, что., с целью повйшения 5 го используют сигйал с амплитудной модуэффективности способа за счет увеличения ляцией, закон.: которой обратно соотношения сигнал/помеха и разрешенно- пропорционален спектру управляющего сти записи, при возбуждении используютуправ- сигнала.