Способ сейсмических исследований

Способ сейсмических исследований

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: прикладная геофизика, сейсморазведка верхней части разреза. Сущность изобретения: электродинамическим импульсным источником возбуждают колебания симметричной формы, упругие колебания регистрируют-в точках приема эквидистантно, расположенных вдоль линии профиля, сейсмические записи подвергают последовательно Гильберт-преобразованию, дифференцированию по времени и вычитанию из исходных до преобразования, и по величине максимумов преобразованных сигналов определяют из эмпирических соотношений значение частоты перегиба дисперсионной кривой фазовой скорости основной моды и величину отношения разницы максимальной и минимальной фазовой скорости основной моды к фазовой скорости на частоте перегиба дисперсионной кривой фазовой скорости основной моды . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

n<>s G 01 V 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841963/25 (22) 25.06.90 (46) 30.03.93, Бюл. Q 12 (75) Ю.M.Çañëa вский (56) Сейсморазведка: Справочник геофизика. М.: Недра, 1981 с. 30 — ЗЗ.

К.Аки, П.Ричардс. Количественная сейсмология, теория и методы, т. 1, М.: Мир, 1983, с, 890, (54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Использование: прикладная геофизика, сейсморазведка верхней части разреза.

Сущность изобретения: электродинамическим импульсным источником возбу>кдают колебания симметричной формы, упругие

Изобретение относится к методам . прикладной геофизики и может быть использовано в сейсморазведке полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение точности оценки дисперсии фазовой скорости поверхностных сейсмических волн за счет уменьшения влияния сопутствующих помех в виде высших мод в сравниваемых сигналах и снижения требований к точности установки точек приема сигналов, Высшие моды, поступающие «а датчики, преобразуются в осцилляции на соответствующих частотах отсечки. Иэ-за различия фазовых скоростей основной и высших мод в каждой иэ 10 точек суперпозиция указанных выше осцилляций происходит хаотически при регулярном сложении двух максимумов основной моды. Усреднение по

10 пространственно разнесенных точкам

SU 18О54) 7А ) колебания регистрируют в точках приема эквидистантно, расположенных вдоль линии профиля, сейсмические записи подвергают последовательно Гильберт-преобразованию, дифференцированию по времени и вычитанию из исходных до преобразования, и по величине максимумов преобразованных сигналов определяют из эмпирических соотношений значение частоты перегиба дисперсионной кривой фазовой скорости основной моды и величину отношения разницы максимальной и минимальной фазовой скорости основной моды к фаэовой скорости на частоте перегиба дисперсионной кривой фаэовой скорости основной моды, 1 ил. приводит к оценке выигрыша в 10 раз, т.е, точность оценки дисперсии фазовой скорости повышается в 3 раза, Кроме того, в предлагаемом способе снижено требование к точности установки точек приема в результате иг,ключения условия размещения точек приема в интервале длины волны, имеfoùeão принципиальное влияние на точность определения фазооой скорости V по способу-прототипу. Это обусловливает дополнительное повышение точности оценки дисперсии фазовой скорости поверхностных сейсмических волн, На черте>ке представлена блок-схема одного ravana устройства, содержащего несколько структурно идентичных каналов, Устройство, реализующее способ, содержит злектродинамический импульсный источник 1, сейсмоприемник 2, предварительный усилитель 3, Гильберт-преобразо1805417 ватель 4, дифференциру ащее звено 5, вычитатель 6, балансированый усилитель 7, самописец 8.

Способ сейсмических исследований дисперсии фазавой скорости ос„. ществляют следующим образом.

С помощью сейсмаисточника 1 излучают сейсмический импульс симметричной формы, который в виде поверхностных воли распространяется в земной среде, т.е. вдоль поверхности гp /ита, вызывает в и-эквиди" стаитна установленных сейсмаприемниках

2 электрические сигналы. Расстояние между сейсмаприемниками, измеренное вдоль линии, проходящей через сейсмоисточник 1 па одну ат него сторону, определяют по формуле

15 тель 7, в котором производят компенсацию разницы в уровнях сигнала да и после прохождения блоков 4 и 5, В блоке 6 производят операцию вычитания преобразованного блоками 4 и 5 сигнала иэ исходного (с выхода усилителя 3), в результате чего палуча50 ют сигнал, в осциллограмме которого возникают два резких максимума. Регист- рируют высоту первого и второго максиму- 55 ма в каждом из пк,аналов с памащыа и-канального регистратора 8, В первой точке (1=1) дисперсия вали ие влияет на форму сигнала, поэтому аба максимума реэультиЬ< — % тимп

20 где V> — минимальная фаэовая скорость по. верхностной сейсмической волны, тимп— длительность сейсмического импульса, измеренная на уровне 0,5 относительно ега пикового значения, причем первый сейсмап- 25 риемник 2 размещают в иеволиавай зоне сейсмоистачиика 1. Поступающий с выхода каждого сейсмаприемиика 2 элелтрическии сигнал усиливают с помощью предварительного усилителя 3, причем уровень усиленного 30 сигнала попадает в рабочий диапазон вхрдных напряжений Гильберт-преобразователя

4. С помощью Гильберт-преобразователя 4 осуществляют следующие операции: разлагают поступивший иа ега вход сигнал в 35 спектр; поворачивают каждую спектральную компоненту по фазе иа 90 и дела от обратное Фурье-преобразование ат спектра к сигналу, Этот сигнал направляют на вход дифференциру ащего звена 5, в катарам про- 40 изводят операцию дифференцирования rio времени. С его выхода последний поступает на один из входов вычитателя 6. На дру гой вход вычитателя подают сигнал, .поступивший с выхода предусилителя 3 и 45 прошедший через балаисировачиый усилирующего сигнала па высоте равны, В удаленных от источника точках (2 i 10) дисперсию искажает форму сигналов, что приводит к расхождению высоты пиков, причем зависимость их высоты ат номера точки регистрации определяется характером дисперсии, т.е, величиной основных дисперсионных параметров: частотой перегиба дисперсионной кривой Ьп и относительным перепадом скоростей Ь vl vo.

В зависимости от требуемой точности данных о дисперсии фазовой скорости на местности выбирают то или иное значение горизонтальной базы L, на которой предполагается размещение измерительных точек, содержащих и сейсмоприемникав. Измерения начинают с режима калибровки, когда все сейсмоприемники 2 размещают в первой точке, удаленной на 0,3 Лх от источника. Коэффициент усиления усилителей 6 устанавливают таким, чтобы в первой точке обеспечивалась равенство по высоте обоих максимумов в осциллограмме результирующего сигнала в каждом канале иа выходе блоков 8. Затем сейсмоприемники 2 устанавлива ат в цепочку: 1-й на расстоянии

0,3 Л х, 2-й на расстоянии 1,3Ь х. 3-й

2,3.h, х и т.д, вдоль по линии, проходящей через источник. Коэффициент усиления усилителей 3 подбирают из условия нормали-. зации уровня сигналов иа всех точках регистрации и необходимости его "трехсигмального" превышения над шумами, причем для компенсации спада уровня сигналов на удаленных точках коэффициент усиления увеличивают с возрастанием номера точки. Иэ набора величин U)may(>

02max(>

Предлагаемый способ сейсмических исследований имеет дополнительные технико-экономические преимущества: он не требует одновременности измерения фаз в разнесенных в пространстве точках и использует более грубые характеристики сигнала при ие худшем результате оценки; способ базируется на применении импульсного режима работы, более употребительного в инженерной сейсморазведке, чем режим е непрерывным СВИП-сигналом; предлагаемый способ, используя импульсный режим, дает воэможность иметь экспресс-данные о среднем значении групповой скорости распространения по1005417 верхностных сейсмических волн, о примерном числе возбуждаемых источником высших мод на основе оценки количества импульсов, приходящих на удаленные от источника приемники. Следовательно, îí более доступен и прост в части технической реализации.

Формула изобретения

Способ сейсмических исследований, основанный на регистрации поверхностных волн в и-пространственно разнесенных точках земной поверхности, обработке сейсмических записей, заключающейся в определении значения частоты перегиба дисперсионной кривой основной моды 4а и . Отношения разности максимального и минимального значении фаэовой скорости

Л v=v2-ч1 к скорости на частоте перегиба дисперсионной кривой фаэовой скорости основной мОды vo,отл ича ющи Й ся тем, что, с целью повышения точности OLIGHI(vl за счет уменьшения влияния помех, с помощью электродинамического импульсного .сейсмоисточника генерируют сейсмический импульс симметричной. формы, регистрируют сейсмические сигналы в точках, расположенных на прямолинейном профиле на расстолнии ЬX друг от друга, с установкой ближайшей к сейсмоисточнику точки приема в его неволновой зоне, причем и выбирают в интервале 6 « и 10, а расстояние ЛХ определяют из неравенства Ж(Ч1 Гммп, гДе тлмп — ДлитЕльнОСть сейсмического импульса, измеренная на уровне 0,5 относительно его пикового значения, в каждой точке приема последовательно производят

Гипьберт-преобразование принятых сигна5 пов, дифференцирование преобразованных сигналов по времени и вычитание полученных сигналîв иэ исходных принятых сигналов, а дисперси1о фазовой скорости поверхностных сейсмических волн оцени10 веют по усредненньи,1 значенилм частоты перегиба 4 и отношениям Л ч/vo,,определяемым из соотношений

01макс Xl

Цмакс Х1 1 ВЧ Xi о ЗХ 2макс Х1 макс(Х1

20 ,64, " 1макс(Ж) И 1-12макс(Х() — ЗНаЧЕНИЯ ПЕРВОГО и второго максимумов, отсчитываемых в направлении развертки на осциллограмме

30 результирующих после указанных преобразований сигналов в f-й точке приема;

Х1, Х вЂ” соответственно расстояние от зпектродинамического импульсного сейсмоисточника до первой и 1- и точек приема

35 сигналов, 2 < f:- п.

1805417

Составитель Ю. Заславский

Техред М.Моргентал Корректор М, Андрушенко

Редактор

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

Заказ 940 Тираж : Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5