Способ сейсмической разведки

Способ сейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О и И-0" А Й И- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Республик

<1 651728

К ПАТЕНТУ (6I ) Дополнительный к патенту (22) ЗаЯвлено020272 (21) 1740701/18-25 (23) Приоритет — (32) 020271. 190572 (8) ) 7103480; 7218172(83) Франция

Опубликовано 050379. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 05.0379 (Я) М. Кл., 501 V 1/00

t îñóöàðñòâåííûé комитет

СССР но лелам изобретений и открытии (53) УДК 550.834 (088. 8) Иностран ец

Морис Барбье (Франци я) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма (71) заявитель сосьете насиональ Де петРоль д Акитен (Франция) (54) СПОСОБ СЕИСМИЧЕСКОИ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к способам геофизической разведки внутреннего строения Земпи, в частности,к сейсморазведке, с помощью сейсмических волн, позволяющих достичь одновременно нес- 5 кольких различных сейсмических профилей выбранного геологического района.

Известен способ сейсмической разведки, при котором из точки возбуждения излучается импульс энергии, возникающие в почве сейсмичес-кие волны распространяются по раз-личным траекториям и отражаются на границах геологических слоев с различным волновым сопротивлением.

Сейсмические приемники, расположенные определенным образом относительно точки возбуждения и друг друга, принимают отраженные волны С1).

ЯО

При этом в сейсмической наземной разведке в качестве источников возбуждения используют либо взрывчатые вещества, помещенные в скважине, укрепленной или не укрепленной обсадными трубами, либо виброисточниками.

Недостатками данного способа являются трудоемкость и большие затраты времени при размещении сейсмб приемников по выбранной системе наблюдения, а также сложность синхронизации работы виброисточников.

Наиболее близкое техническое решение к предложенному — способ сейсморазведки (21 для одновременного регистрирования нескольких профилей, при котором используют несколько источников импульсных сигналов и линию сейсмических приемников, расположенных между источниками сигналов, заключающийся в последовательном излучении c, ïoìîùüþ каждого из источников импульсов возбуждения среды, приеме и регистрации отраженных волн и их дальнейшей обработке с целью получения нужной информации.

Импульсы, излучаемые каждым иэ источников, разделены временным интервалом, по меньшей мере, равным максимальному времени Т, при котором волны, создаваемые каждым иэ источников, не интерферируют друг с другсм.

Недостаток способа состоит в том, что при большом числе источников каждый иэ них действует вновь лиыь по истечении некоторого времени пт, а поскольку разведка геологического разреза заданного района требует закрепления устройства в течение

3 6 сравнительно длительного времени стоимость 1 км профиля раэведуемо" го геологического пласта, зависящая от скорости продвижения применяемого устройства, значительно вазрастает.

Цель изобретения - повышение эффективности способа.

Для достижения цели, согЛасио предложенному способу, момент нача ла излучения каждоГО скгиана оТ источника предшествует окончанию приема излучения от предыдущего ис т очи ик а. кроме того, каждый источник»„иг.-. налов посылает один импульс в течение одного цикла, длительность

: которого не меньше времени прохождения туда и обратно самой длинной волны, распространяющейся в исследуемой среде.

Каждый источник сигналов посылает вибрационный сигнал, на повторяющийся во время излучения, при чем-первоначальная полярность пере даваемых сигналов меняется от ис.точника к источнику.

На фиг. 1 показан ход сейсмических лучей, генерируемых тремя .перемещающимися по трем направлениям источниками и регистрируемых одним приемником; на Фиг. 2 - цикл излучения каждого из трех источников в зависимости от времени; на Фиг. За, ЗЬ, Зс - графики моментов подачи импульсов источников 1», 1э, 1З, в случае передачи, изображенной на Фиг. 2; на фиг. 4 — график совокупного излучения, полученный суви»ированнем графиков на фиг. За, ЗЪ и Зс; на фиг. 5 - направления излучения каждого из трех источников в случае, когда каждый источник передает один вибрационный сигнал, не повторяющийся s IipîäéIæ ние излучения, полярность которого меняется,от одного -источника к дру- гому; на фиг. ба, 6Ь, бс и бй -> гиаграммы моментов начала излучения соответственно источников 14, 1р, 1з и совокупности трех источников, Для реализации способа используют источники излучения, например

l» lэ, которые перемещают йо" разведуемой плсщади, и сейсмопрйемники 2», 2з, ..., 2 р. Первый источник излучения l», перемещается вдоль ли:нии х», совйадающей с линией Ь, причем последняя также перемещается с той же скоростью, что и источник 1», для Toro чтобы сохранить постоянным расстояние, отделяющее источник 14 от самого близкого ,сейсмоприемника 2 . Источники 1> и

l располагаются в одной и той же плоскости, определенной линией Ь

H источником 1» ° Источники 1» H 1 перемещаются соответственно вдоль линий fgи )з, параллельных каждая

5! 728 4 линии ) или 4» в случае, когда зти

»последние совпадают, и располагаются по обе стороны от источника 1» на расстоянии порядка величины расстояния, отделяющего источник 1» от сейсмолриемника 2» .

В этих условиях лучи, исходящие иэ источника 1», отражаются на сегменте пласта, представленном сегментом 6» зеркальной поверхности И, Падающему лучу 3» соответствует

30 отраженный луч 3», принимаемый приемником 2», падающему лучу Зу соответствУет ОТРаженный лУч Зэ р IIPaнимаемый приемником 2р. То.же самое для лучей; исходящих от других ис15 точников 1 и 1з, которые отражаются соответственно на сегментах tg и Рэ плоскости И, причем расстояния 1 4,» 4 йэ и 2рФэ составляют половину расстоянйй )»1.р,. Ь»Ьэ и 4IIQ., Способ согласно изобретению, позволяет получить сведения, связанные с Р», Рз илн Рз . Для этого рассМотрим два цикла излучения от трех источников 1», 1э и 1 s зависимости от времени.

Предположим (Фиг. 2), что цикл излучения соответствует излучению

»»-30 импульсов, посылаемых каждым; источником 1», 1э или 1Э . Цикл записи определяется как увеличенная на время са (б с) последователь- ность посылок, каждая из которых передается одним иэ трех источников l», 1З или 1Э, где и - максимальное время записи, т. е. время

35 прохождения туда и обратно наиболее длинной волны, распространяющейся в исследуемой среде,.

l .Таким образом", между последним моментом излучения и первым моментом передачи существует интервал времени, по меньшей мере, равный

6 сек.

В момент времени О источник 1» излучает импульс, причем момент

45 излучейия импульса записывается.

Сйустя, йапример, t. времени (4 мс) второй источник 1э также излучает импульс, момент излучения которого записывается, Третий источник lэ

5() излучает через период (II-1) Ф пос" ле излучения второго источника

1з, т.е. 29 х 4 мс, по-прежнему с записью момента излучения. Эта первая запись должна, таким образом, 55 иметь д лйтельность, по меньшей мере, равйую nt (т.е. 30 х 4 мс) с добавлением времени d (6 c), и зта длительность будет длительностью цикла записи.

Второй цикл записи начинается со вт,зрого излучения первого источника 1» . Второй источник 1 излучает импульс спустя 2 г (2 х 4 мс) пОсле. второго излучения истЬчника 1», третий источник излучает импульс через период (n - 2) t (т.е. 28х4мс) 651728

8 20 12

8 24 16

12 32 20

16 36 20

16 40 24

44 24

20 52 32

60 36

64 40

24

24 l0 после второго источника 1 . Так происходит вплоть до 30-го излучения первого источника l» . Общая продолжительность излучения, по меньшей мере, равна сумме интервалов времени между излучениями первого источника, Если в соответствии, с фиг. 2

- построить графики моментов излучения для каждого иэ источников 11, l и 18 (фиг. 3а 3b, 3с), то видно, что между каждым из моментов излученйя одного и того же источника проходит время, по меньшей мере, равное а (6 с), т.е. макси- . мальному времени записи. Видно также, что источники 1» и 1З излучают сигналы в то время, пока акустические волны, вызываемые источником 1», еще не достигли приемника или приемников. При этом излучения источни-" ков 1», 1Э и 1Э не являются Синхронными, поскольку они сдвинуты по отношению друг к другу согласно установленной программе излучения.

На фиг. 4 показаны моменты излучения источников в том случае, ког- да излучение осуществляется непрерывнс, т.е. без остановок между каждым циклом излучения, а приемник или приемники одновременно записы- вают акустические волны, производимае источниками 1», 1э и 1Э и отражаемые сегментами 8, Ц и Р .

График излучения источников 1, 1э и lз для 10 следующих друг за другом циклов записи на той же ли- нии развертки схематически изображен на фиг. 5 и уточнен с помощью таблицы со значениями h А»з и 1 э интервалов времени, умноженных íà время 9, равное, например, 4 мс, отделяющее моменты начала излучений соответственно источников 1» и 1З, источников 1» и 1З и источников 1д и 1З в зависимости от порядкового номера цикла записи.

Время одного цикла записи ряда

i равно длительности Т» между началом излучения источника 1» и концом излучения источника 1э с добавлением о, (6 сек) . . В момент О источник 1 начинает йэлучать сигнал длительностью

7 с положительной полярности, начало передачи сигнала соответствукцей полярности фиксируется. По истечении времени »)« равного 9 с (4 мс), 10 второй источник йачинает излучать, той же длительности сигнал отрицательной полярности, причем момент начала излучения также записывается, с соответствующей полярностью. По

»5 . истечении интервала Времени с момента начала излучения источника 1», равного 36с (12 мс), источник l начинает излучать той же длительности сигнал с отрицательной полярностью, момент начала излучения сигнала источника 1з с соответствующей полярностью фиксируется.

Запись Р 1, таким образом, имеет длительность, равную интервалу времени между началом излучения источника 1» и концом излучения источника 1э с добавлением времени прохождения наиболее длинной волны в исследуемой среде, причем названная длительность равна (Т» +а) с, т.е. (39+с(+У) или 13,012 с (см. фиг. ба, ád) .

Общая длительность Т записи равна 2(Т4+а), т.е. (960+108+10а) с или 130,384 с.

Для приведенного выше примера пере30

35 дачи графики моментов начала излучения с .соответствующей полярностью представлены на фиг. ба, áb, бс и бд соответственно для источников

1», 1э, 1э и совокупности названных источников для трех первых циклов записи, без перерывов между каждым циклом. Видно, что источники

65 (символ Ж оз»»ачает свертываемый) .1», lg, 1 излучают одновременно

45 в том смысле, что для каждого цикла записи излучение одного из источников начинается в тот момент, ког.да, по крайней мере, одно из излучений двух других источников не достигло приемника после отражения

50 от йаиболее глубокого исследуемого отражателя. Однако, излучения названных источников не являются синхрон» ными, так как моменты их начал сдвинуты по отношению друг к другу согласно предусмотренной программе.

Для различения данных, соответствующих сегменту Вq, осуществляют взаимную корреляцию принятых н записанных сигналов с последователь60 ностью моментоэ излучения источника 1», таким же образом поступают с сигналами источников 1е и l ..

У»®) 4(f (t J+Yy (t) 4»:(t)+Yg(t) If (tP

651728

20

Следовательно, данные, соответсТ вукиаие каждому иэ источников, смешиваются во время регистрации.

Если осуществляют интеркорреляцию на период а посредством приемного или приемных устройств с одной из функций излучения или опре- 5 деленными кодами излучения, конечный результат может быть записан в случае интеркорреляции сигналов, полученных с У, (t):

Ун (t)%fan(t)+)jz(t) 4fp(t)+Wg(t) Ж1э(1) ) где J 4(t) является Функцией самокорреляции У4 (t), которая сводится к произведению единичной функции на число импульсов, излучаемых источником 14, Я2 (t) — функция интеркорреляции У1(t) с Уа (t)

У„ (4) — функция интеркорреляции

Конечный результат Физически идентичен результату, который был бы получен, если бы источник дейст- 25 вовал один.

Делают таким образом, чтобы отно )аение амплитуды максимального пика

У 1 (t), равное.n, на сумму амплитуд вторичных Остатков У2 (t) и У13 (t) кайло выае отношения амплитуд сигналов, принятых в интервалы времени, соответствующие данным интервалам време— ни, отделяющим У11 (t ) от каждого из 35 указанных вторичных остатков å (t) и У1з (t) . Это позволяет определить и .комую функцию (t), не учитывая втОричные члены У„ Ж 1 ()+У„ ®, () ° °

Так,,как и раньше, для определения конечного результата, подобного результату, который получили бы, если источники 1в или 1э действовали одни, исследуют следующие уравне- 45 ни я:.)(ыЮ! Ж fy(t)+g>(t)х а(Ц+) 1(Цж (t); .ЪЗ®Ж э() +Ж1() Ж (1) +Узй (Й)Ф () р где УВ2 (t) и УЭЭ (t) - соответственно функции самокорреляции Уа (t) и Ув (t), а члены указ (4) У81 (t) вторичные остатки для каждой иэ рассматрив аемых функций .

При реализации описанного способа исцольэуют ряд приемников и три источника, расположенных по обе стороны приемников либо на том же, уровне, как в случае морской сейсмической разведки, либо на разных уровнях при наземной сейсмической разведке, причем данные обрабатываются после приведения их к одной плоскости отсчета.

Таким образом, способ применен в случаях, когда имеются затруднения с синхронизацией источников и хотят в минимаЛьное время с минимумом оборудования получить четкие сведения по глубине.

Формула изобретения

1. Способ сейсмической разведки, при котором используют несколько источников импульсных сигналов; в частности вибрационных, и ряд сейсмических приемников, помещаемых между источниками сигналов, излучают указанными источниками импульсы возбуждения среды, улавливают и регистрируют отраженные волны, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения эффективности способа, импульсы Возбуждения среды формируют так, чтобы момент начала излучения каждого сигнала от источника предшествовал окончанию приема излучения от предыдущего источника.

2 ° Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый источник излучения испускает один импульс эа цикл, время которого не меньше времени прохождения туда и обратно самой длинной волны, распространяющейся в исследуемой среде.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый источник излучения испускает вибрационный сигнал, не повторяющийся во время излучения, при этом начальная полярность излучаемых сигналов изменяется от источника к источнику.

С присоединением заявки 91918529/

/18-25, Приоритет по пунктам:

02.02,71 по пп.l и 2;

19.05.72 по п,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гурвич И.И. Сейсморазведка.

М., Недра, 1967 с. 114-115.

2. Патент СШй 9 3506955, кл. 340-7, 1967.

6.51728

Фмв.6

11 г

13,Ог

26, о32

yrt1г и

d,РЮ

13ого

2 4рив, 66 г

13032 гкОЫ с

Т. 6с 1i

12 rs

Фиг. 64.

11 1ю

Филиал ППП Патент, r.Óìroðîä, ул.Проектная,4

Составитель .

pegatctop g pynoscxas TexpegЭ.Чубчик Корректор A. Кравченко

Заказ 880/59 Тирак 696 Подписное

ЦЯИИПИ ГОсударствеййого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035с Москва а-35 Раушская наб. д.4)5