Способ сейсмической разведки

Способ сейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сейсморазведка с источниками виброимпульсного типа, разведка нефтегазовых и рудных месторождений, инженерные исследования. Сущность изобретения: генерирование кодоимпульсной последовательности с определенным числом положительных и отрицательных возбуждений , а также пропусков, закон следования и число которых подобраны таким образом, что функция автокорреляции кодовой последовательности характеризуется наибольшей разрешенностью и низким уровнем корреляционных шумов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 V 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с. (21) 4797941/25 (22) 28.02,90 (46) 30.03.93. Бюл. N 12 (71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) П.Т.Сиротенко, В.И.Роман, Г.А,Шпортюк и А.В.Юнолайнен (56) Патент США йг 3326320, кл. 181 — 05, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 1208523, кл. G 01 V 1/00. 1986.

Изобретение относится к сейсмическим методам разведки с применением источников колебаний виброимпульсного типа и может быть использовано для разведки нефтяных, газовых и рудных месторожде-. ний, а также в инженерных сейсмических исследованиях.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности сейсморазведки за счет подавления корреляционных шумов, что позволяет повысить качество и производительность сейсмической разведки.

Укаэанная цель достигается тем, что по способу сейсмической разведки, включающему формирование импульсной последовательности из периода исходной последовательности, состоящей из импульсов прямой и обратной полярности, возбуждения сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах. регистрацию отраженных сейсмических волн и получение результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в первом сеансе возбуждают сейсмоисточником

„, Я „„1805414 À1 (54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (57) Использование: сейсморазведка с источниками виброимпульсного типа, разведка нефтегазовых и рудных месторождений, инженерные исследования. Сущность изобретения; генерирование кодоимпульсной последовательности с определенным числом положительных и отрицательных возбуждений, а также пропусков, закон следования и число которых подобраны таким образом, что функция автокорреляции кодовой последовательности характеризуется наибольшей разрешенностью и низким уровнем корреляционных шумов. 1 ил. однополярные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности, а во втором сеансе — в моменты времени, соответствующие только отрицательным или положительным импульсам последовательности, причем длительность периода исходной последовательности выбирают не менее длительности исследуемой части отклика среды, дополнительно в периоде исходной последовательности делают пропуски возбуждения, при этом устанавливают число положительных импульсов в периоде равным (q2"+q )/2 число отрицательных импульсов равным (q "-q")/2 число пропусков возбуждения равным (q — 1)/(q — 1), где

5п

q=p, р>1 — простое число, m u n — натуральные числа, закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразования натуральных чисел последовательности. в

1805414 двух периодов исходной последовательно- 55 сти, импульсные последовательности 4. состоящие из двух периодов, генерируемые сейсмоистачниксм D первом и втором сеайсах, пол ажител ьн ы и единичный импульс 5 исходной последовательности, отрицательположительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждения, регистрацию отраженных сейсмических волн производят во время первого и второго сеансов с MoMGHTG их начала HG двух одинаковых временных интервалах, длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды, сеансы возбуждения сейсмоисточником импульсов разносят между с >бай во времени не ь е, ее длительности исследуемой части отклика среды, производят в каждом нз сеансов временное сжатие сейсмиче :1x сигналов путем синхраннагг накопления сейсмических сигналов, вызван. ых вазбу>кдением сейсмоистачником ка>: ого периода последовательности, длительность накапливаемых сигналов устлнавлива ат не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществля от корреляцию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами или с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразования синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические.сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах„равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на возбуждение сейсмаистачникам каждого из периодов последовательности в персам и втором сеансах, а сейсмические сигналь; откликов среды, вызванные вазбу>кден:;ем сейсмоисточником последних периа >св последовательностей в первом и вт>> м сеансах, дополнительно суммиру от > прямой и инверсной поляр асч саотв гс аенно к сигналам накопления, ьарегис1рираванным с момента начала кз>кдаго периода последовательное-и в; . i âoì и втором сеансах.

На чертеже представлены период исходной последовательное-н 1, импульсные последоват льна т " состоящие из одного периода, генериау. ые сейсмаистачником в первом и в орам с >ансах, импульсная последовател ность > сформированная из

50 ный единичный импульс 6 исходной последовательности; пропуск 7, импульсные последовательности 8 и 9, генерируемые сейсмоисточником в первых сеансах; импульсные последовательности 10 и 11, генерируемые сейсмоисточником во вторых. сеансах, временной интервал 12, на котором формируется период как исходной, так и генерируемой сейсмоисточником последовательности, временной интервал 13, на который разнесены первый и второй сеансы генерирования последовательностей, временной интервал 14 следования импульсов и пропусков в исходной последовательности; силовой импульс 15. возбуждаемый сейсмоисточникам, и временной интервал

16, соответствующий длительности силового импульса сейсмоисточника, Для реализации способа сейсмической разведки используют общеизвестные технические средства.

Способ сейсмической разведки осуществляется следу1ащим образом.

Производят одновременный запуск генераторов управляющих сигналов, установленных на сейсмоисточнике и системе регистрации сейсмических колебаний. Генератор управляющих сигналов задает программу работы сейсмоисточника. При помощи генератора управляющих сигналов. формируют период исходной последовательности и на его основе образовывают импульсные последовательности, состоящие из целого числа периодов исходной последовательности. В периоде исходной последовательности формируют импульсы положительной и отрицательной полярности и делают пропуски возбуждения. При этом число положительных импульсов в периоде задают равным (q "+q")/2, число отрицательных импульсов равным (ц "-ц")/2, число пропусков возбуждения равным (q "-1)/(q-1}, где q=p" . р>1 — простое чйсло, m u n — натуральные числа, Закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразования натуральных чисел последовательности, в положительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждения . Для генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел в конечном поле Галуа GF(q) находят неприводимыи полинам вида х -ах -bx-с=0, на осно3 2 вании которого для заданного q строят соответствующее ему рекуррентное уравнение

1805414

Sj=a Sj-1+Ь Sj- +с Sj-a, где $1, Sj-к — вы- копленных сигналов, при котором сейсчисляемый и предшествующие во времени мические сигналы, зарегистрированные элементы. Для вычисления элементов по- в начале первого и второго сеансов на вреследовательности задают значения ее на- менных интервалах, равных длительности чальных условий, например, S-з=$ z=0, 5 исследуемого отклика среды, дополнитель$- =1. но суммируют в прямой и инверсной полярНа основании данного рекуррентного ности к сейсмическим сигналам синхронно уравнения генерируют линейную псевдо- накопленных откликов среды на возбуждеслучайную рекуррентную последователь- ние сейсмоисточником каждого из перионость чисел. Длительность временного 10 дов последовательности в первом и в-ором интервала, на котором формируют период ис- сеансах, а сейсмические сигналы откликов ходной последовательности, выбирают не среды, вызванные возбуждением сейсмоменее длительности исследуемой части от- источником последних периодов последоклика среды. На основании полученного пе- вательностей в первом и втором сеансах, риода исходной последовательности 15 дополнительно суммируют в прямой и информируют импульсную последовательность, версной полярности соответственно к сигиспользуемую для управления сейсмоисточ- налам накопления, зарегистрированным с ником. Возбуждение сформированной им- момента начала каждого периода последопульсной последовательности производят в вательности в первом и втором сеансах. двух сеансах, которые разносят между собой 20 Изобретение иллюстрируется следуюна временной интервал не менее длительно- щими примерами. сти исследуемой части отклика среды. В первом сеансе возбуждают сейсмоисточником Пример 1, Способ сейсмической однополярные импульсы одинаковой амп- разведки осуществляют, когда сформиролитуды в моменты времени, соответствую- 25 ванная импульсная последовательность 1 щие только положительным или содержит один периодисходной последоваотрицательным импульсам сформирован- тельности, состоящий из 13 импульсов и ной последовательности, а во втором сеан- пропусков возбуждения, Производят односе — в моменты. времени, соответствующие . временный запуск генераторов управляющих только отрицательным или положительным 30 сигналов, установленных на сейсмоисточни, импульсам последовательности. ке и системе регистрации сейсмических коРегистрацию отраженных сейсмиче- лебаний, Генератор управляющих сигналов ских волн производят во время первого и формирует период исходной последовавторого сеансов возбуждения с момента их тельности 1, состоящий из t3 импульсов и начала на двух одинаковых временных ин- 35 пропусков. Для этого при о=3 выбран непритервалах длительностью не менее суммы водимый полином Х +2Х+2, на основании времени периода исходной последователь- которого строят рекуррентное уравнение ностиивремениисследуемойчастиотклика Sj=Sj-z+Sj-3. Задавая начальные условия среды, В каждом из сеансов выполняют вре- S-<=S-э=1, S-z=2 в генераторе управляюменное сжатие сейсмических сигналов пу- 40 щих сигналов формируется q-ичная псевдотем синхронного накопления сейсмических случайная последовательность: 0 0 1 0 1 1 1 сигналов, вызванных возбуждением сейс- 2 2 0 1 2 1. учитывая, что числа "1" в данной моисточником каждого периода последова- последовательности являются квадратичными тельности, длительность накапливаемых вычетами, а числа "2" — квадратичными невысигналов устанавливают не менее времени 45 четами, сформированную последовательность возбуждения периода и исследуемого от- преобразовываютв последовательность 1, соклика среды, при этом во втором сеансе GToslLL",ó,î из шести положительных импульсов синхронно накапливаемые сигналы пред- 5, трех отрицательных импульсов 6 и четырех варительно инвертируют. Для получения пропусков7возбуждения.Амплитудыимпульреэультирующих импульсных сейсмограмм 50 сов 5 и 6, а также интервалы 14 след-.âàíèÿ осуществляют корреляцию периода опор- импульсов и пропусков в исходной последованого сигнала с синхронно накопленными тельности 1 устанавливают одинаковыми, сейсмическими сигналами, В качестве опор- Сформированный период последовательноного сигнала используют период исходной сти имеет следующую идеальную периодичепоследовательности. 55 скую автокорреляционную функцию ... 9 0 0 0

Получение результирующих импульс- 0 0 0 0 0 0 9 .... ныхсейсмограмм можноосуществить путем Длительность периода 12 исходной покорреляции периода опорного сигнала с следовательности1выбираютнеменеедли- . сейсмическими сигналами, полученными в тел ьности исследуемой части отклика среды . результате преобразования синхронно на- 13 путем соответствующего задания интер1805414

10

30

40

50 вала 14 следования импульсов и пропусков и их количества в периоде последовательности, Формируемую импульсную последовательность образовывают из одного целого периода исходной последовательности 1, а ее генерирование сейсмоисточником одностороннего действия производят в двух сеансах возбуждения 8 и 10 в виде последовательностей 2, разнесенных на временной интервал 13 не менее длительности исследуемой части отклика среды. В первом сеансе 8 возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным импульсам в сформированной последовательности 1, а во втором сеансе 10 возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только отрицательным 6 импульсам в сформированной последовательности 1. Длительность 16 силового импульса 15, возбуждаемого сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах, устанавливают исходя из необходимой энергии в единичном импульсе и его спектрального состава. Возбужденные сейсмические сигналы сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах проходлт через среду и регистрируютсл системой регистрации

При этом регистрацию отра>кенных сейсмических волн производлт во время первого и второго сеансов с момента их начала на временном интервале, равном по длительности сумме временных интервалов 12 и 13, соответствующих длительности периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды.

Получение результирующих импульсных сейсмограмм возмо>кно выполнить по двум вариантам.

B первом вари-".: те длл получения результирующих импульсных сейсмограмм производят накопление сейсмических сигналов, вызванных воэбу;;. ением сейсмоисточником импульсных и следовательностей в первом и втором сеансах, Длительность накапливаемых сигналов равна сумме временных 12 и 13, соответствующих времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, Зарегистрированные сейсмические сигналы во время второго сеанса возбуждения синхронно накапливают инвертированными. При этом сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, ка>кдый иэ которых равен длительности временного интервала 13 исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют соответственно в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам откликов среды на возбуждение сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, т,е. к сигналам. зарегистрированным с момента окончания возбу>кдения каждой из последовательностей 2 и находящимся на временном интервале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, то есть сигналы, зарегистрированные с момента окончания последовательйостей 2 на временном интервале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности соответственно к сигналам накопления, зарегистрированным с момента начала последовательностей 2 в первом и втором сеансах. Полученные в результате такой обработки сейсмические сигналы коррелируют с периодом опорного сигнала, представляющим исходную последовательность 1, Во втором варианте для получения результирующих импульсных сейсмограмм производят регистрацию сейсмических сигналов на временном интервале длительностью не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемо-. го отклика среды в первом и втором сеансах.

Зарегистрированные сейсмические сигна- лы во время второго сеанса возбуждения синхронно накапливают инвертированными к сейсмическим сигналам, зарегистрированным во время первого сеанса.

Накопленные сейсмические сигналы после двух сеансов возбуждения коррелируют с периодом опорного сигнала, представляющим импульсную последовательность 1, а сигналы корреляционного преобразования, выделенные на трех временных интервалах, длительность каждого из которых равна периоду возбуждаемого сигнала, синхронно накапливают на временном интервале, длительностью не менее исследуемого отклика среды, Выделенные по первому и второму вариантам примера сейсмические сигналы будут неосложнены корреляционными шумами и содержат полную энергию принятых сигналов, Пример 2. Способ сейсмической разведки осуществляют, когда сформированная импульсная последовательность 3 содержит два периода исходной последовательности 1. Период исходной последовательности состоит из 13 импульсов и пропусков возбуждения. Производят одновременный запуск генераторов управляющих

1805414

Способ сейсмической разведки, основанный на формировании импульсной последовательности из периода исходной сигналов, установленных на сейсмоисточ- равных длительности исследуемого отклика нике и системе регистрации сейсмических среды, дополнительно суммируют соответколебаний. Генератор управляющих сиг- ственно в прямой и инверсной полярности налов, аналогично описанному в первом ксейсмическим сигналам синхронно накоппримере, формирует период исходной по- 5 ленныхоткликовсредынавозбу>кдениесейследовательности I и генерирует импульс- смоисточником каждого из периодов ную последовательность 3, состоящую иэ последовательности в первом и втором седвух целых периодов исходной последова- ансах, т,е. суммирование указанных сигналов осуществляют к сигналам накопления, Возбуждение сейсмоисточником одно- 10 находящимся в конце интервала накоплестороннего действия сформированной им- ния на временном интервале, равном длипульснойпоследовательности3 производят тельности исследуемого отклика среды, а в двух сеансах 9 и 11 в виде последователь- сейсмические сигналы откликов среды, выностей 4, разнесенных на временной интер- званные возбуждением сейсмоисточником вал 13 не менее длительности исследуемой. 15 последних периодов последовательностей части отклика среды. В первом сеансе 9 4 в первом и втором сеансах, т.е. сигналы, возбуждают сейсмоисточником однополяр- находящиеся на временном интервале 13, ные импульсы 15 одинаковой амплитуды в равном длительности исследуемого отклика моменты времени, соответствующие только среды, и начинающихся с момента окончаположительным импульсам 5 в сформиро- 20 ния возбуждения последовательностей 4, ванной последовательности 3, а во втором дополнительно суммируют в прямой и инсеансе 11 возбуждают сейсмоисточником версной полярности соответственно к сигоднополярные импульсы 15 одинаковой ам- налам накопления, зарегистрированным с плитуды в моменты времени, соответствую- момента начала каждого периода последо. щие только отрицательным импульсам 6 в 25 вательности в первом и втором сеансах, при сформированной последовательности 3. этом полученные в результате такого преобДлительность 16 силового импульса 15, разования сейсмические сигналы корреливозбуждаемогосейсмоисточникомвпервом руют с периодом опорного сигнала, и втором сеансах 9, 11, устанавливают исхо- представляющим период исходной последя из необходимой энергии в единичном 30 довательности 1. импульсе и его спектрального состава. Воз- Во втором варианте для получения ребужденные сейсмические сигналы ñåéñìî- зультирующих импульсных сейсмограмм источником в первом и втором сеансах 9, 11 производят в каждом из сеансов 9 и 11 врепроходят через среду и регистрируются си- менное сжатие сейсмических сигналов пустемой регистрации. При этом регистрацию 35 тем синхронного накопления сейсмичес р женныхсеисмических волн производят сигналов, вызванных возбуждением сейсво время первого и второго сеансов 9, 11 с моисточником каждого периода последовамомента их начала на двух одинаковых вре- тельности. Длительность накапливаемых

12 с м менных интервалах, равных двум периодам сигналов устанавливают не менее времени сформированной последовательности и 40 возбуждения периода 12 последовательновремени 13 исследуемой части отклика сре- сти.и исследуемого 13 отклика среды. Зареды, Получение результирующих импульс- гистрированные сейсмические сигналы во ных сейсмограмм возможно выполнить по время второго сеанса синхронно накапливают инвертированными, накопленные сейдвум вариантам.

В первом варианте для получения ре- 45 смические сигналы после двух сеансов зультирующих импульсных сейсмограмм коррелируют с периодом опорного сигнала. производят в первом и втором сеансах 9, 11 предо авляющим исходную последовательвременное сжатие сейсмических сигналов ность 1, а сигналы корреляционного прео6путем накопления сейсмических сигналов, разования, выделенные на трех временных вызванных возбуждением сейсмоисточни- 50 интервалах, длительность каждого из котоком каждого периода последовательности. рых равна периоду возбуждаемого сигнала, Длительность накапливаемых сигналов ус-. синхронно накапливают на временном интанавливают не менее времени возбужде- тервале длительностью не менее исследуения периода последовательности и мого отклика среды. исследуемого отклика среды, Зарегистри- 55 рованные сейсмические сигналы во время Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я второго сеанса накапливают инвертированными. При этом сейсмические сигналы, за- регистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, 1805414

12 последовательности, состоящей из импульсов прямой и обратной полярности, возбуждении сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах, регистрации отраженных сейсмических волн и получении результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в первом сеансе возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности, а ьо втором сеансе — в моменты времени, соответствующие только отрицательнь м или положительным импульсам сформированной последовательности, причем длительность периода исходной последовательности выбирают нв менее длительности исследуемой части отклика среды, отличающийся тем, что, с целью повышейия разрешающей способности сейсморазведки эа счет подавления «орреляционных шумов, в периоде исходной последовательности дополнительно делают пропуски возбуждения, при этомустанавливают число положительных импульсов в периоде (ц "+ц")/2, число отрицательных импульсов (о "-q")/2, число пропусков возбуждения (q "-1)/(q-1), где q=p, р>1 — простое число, m u n — натуральные числа, закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательноти чисел, преобразования натуральных чисел последовательности в положительные и отрицательные импульсы при соответствии их,квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в ïðîïóски возбуждения, регистрацию отраженных сейсмических волн производят во время перво о и второго сеансов с момента их

30

35 сейсмоисточником последних периодов Ilo следовательностей в первом и втором сеансах, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности соответственно с сигналами накопления, зарегистрирован40

15 начала на двух одинаковых временных интервалах длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды, сеансы возбуждения сеймоисточником импульсов разносят между собой во времени не менее длительности исследуемой части отклика среды, производят в каждом иэ сеансов временное сжатие сейсмических сигналов путем синхронного накопления сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности, длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществляют корреляцию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами.или с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразования . синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на воз-. буждение сейсмоисточником каждого из периодов последовательности в первом и втором сеансах, а сейсмические сигналы от- . кликов среды, вызванные возбуждением ными с момента начала каждого периода последовательности в первом и втором сеансах.

1805414

Составитель П. Сиротенко

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 940 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