Способ вибрационной сейсморазведки

Способ вибрационной сейсморазведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Х АВТО РС ХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесник республик (п)890297

* Ф г г г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено )5.04,80 (21) 29)3)2)у)8 25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15. ) 2 . .81, Бюллетень рй 46

Дата опубликования описания ) 5,) 2. 81 (5!)М. Кл.

G 01 V 1/00 тЪеуАэретеенный квинтет

СССР ив делам нза4ретеннй н открытий (53) УДК 550.83 (088.8) б

Ш. К, Абдрашитов, )O. Г, Щерба В. Б. Попов

), °

) (72) Авторы изобретения

Казахский филиал Всесоюзного научно-исслед института разведочной геофизики Научно -"т) П5 объединения "Геофизика" кого енного (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсморазведке, использующей непрерывные, квазигармонические колебания, модулированные по частоте.

Известен способ сейсмической разведки, использующий для возбуждения колебаний циклическое изменение частоты источника возбуждения. Возбуждаемый сигнал, отраженный на различ-, ных сейсмических горизонтах, регистрируют сейсмоприемником с задержкой по времени относительно возбуждаемого сигнала, тем большей, чем глуб же находится отражающий горизонт.

При непрерывном изменении частоты

15 вибрации эта задержка приводит к появлению разницы частот сигнала возбуждения и сигнала отраженной волны, что используется для преобразования непрерывных сейсмических колебаний

20 в импульсную форму при корреляцион- ной обработке1)). функция автокорреляции представляет собой симметричный затухающий в обе стороны импульс, максимум энергии которого сосредоточен в центральном экстремуме. Степень затухания боковых экстремумов зависит от полосы частот и длительности исходного квазигармонического сигнала. При ограниченном по спектру и длительности возбуждаемом квазигармоническом сигнале автокорреляционная функция имеет значительный уровень боковых экстремумов.

Однако наличие боковых экстремумов (в особенности1 от интенсивных волн-помех) значительно снижает разрешающую способность результирующей записи и зачастую делает невозможным выделение слабых волн от более глубоких отражающих границ.

Известен также способ сейсморазведки, основанный на возбуждении непрерывных колебаний вибрационньнт источником, приеме, усилении, управляемой частотной фильтрации и регистрации непрерывных сейсмических волн, 890297 в котором сигнал, поступивший от сейсмоприемника рабочего канала, подвергают управляемой режекторной фильтрации, при которой полоса задержания фильтра постоянно настраивается на частоту работы источника колебаний сигналом, поступающим с датчика, например сейсмоприемника:, расположенного на рабочем органе вибратора. При такой фильтрации ослабляется синфазная с работой вибратора составляющая сейсмического сигнала. Колебания, связанные с полезными волнами, задержанными по вре" мени в результате распространения в среде, не ослабляются, так как полоса задержания фильтра не совпадает с мгновенной частотой полезного сигнала.

Недостатки этого способа следующие. Остронаправленная характеристика применяемого режекторного фильтра позволяет проводить подавление н уменьшение мешающих колебаний только вблизи вибратора, где они имеют минимальный фазовый и временной сдвиг относительно исходного возбужраеМого колебания. Колебания вблизи вибратора имеют большой динамический диапазон, поэтому процесс фильтрации производят до регистрации, что: не всегда целесообразно-Но кроме исходных колебаний, возбуждаемых вибратором, в начальной части сейсмической записи присутствуют интенсивные колебания, связанные с волнами, образовавшимися в верхней части разреза, — отраженными, преломленными поверхностями и т.п, Указанный способ не уменьшает уровня этих колебаний, так как они не синфазны с колебаниями вибратора. А всем этим колебаниям после корреляционной обра-. ботки сопутствуют свои боковые экстремумы на функции взаимной корреляции, которые являются помехой и значительно понижают разрешающую способность вибрационной сейсморазведки.

Целью изобретения является снижение уровня помех путем осуществления программного регулирования амплитуд непрерывных волн в зависимости от их задержки относительно исходного возбуждаемого колебания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу вибрационной сейсморазведки, основанном на возбуждении непрерывных колебаний:вибра10

55 ционным источником, приеме, усилении управляемой частотной фильтрации, перестраиваемой синхронно с частотой вибрации, и регистрации непрерывных сейсмических волн, фильтрацию непрерывного вибросейсмического сигнала выполняют с амлитудно-частотной характеристикой полосы подавления сигналов, имеющей форму, обраТную форме зависимости амплитуд сейсмических волн от их задержки относительно возбуждаемого колебания, в масштабе частот, определяемом скоростью измене,ния частоты вибрации, а частоту поло" сы подавления перестраивают сигналом, поступающим с датчика, например, сейсмоприемника, установленного на рабочем органе вибратора, и задержанным относительно начала возбуждения колебаний на время подхода к сейсмоприемнику канала максимальной по амплитуде волны, например, волны в первых вступлениях.

На фиг. 1 и 2 приведены графики, поясняющие предлагаем51й способ.

Сущность способа заключается в следующем.

Сложный вибросейсмический сигнал подвергают управляемой частотной фильтрации с амплитудно-частотной характеристикой„ при которой уровень подавления различных волн, слагающих сложный вибросейсмический сигнал, выбирают в зависимости от рассогласования этих волн по частоте с частотой волны, имеющей максимальную амплитуду. Причем на частоту этой волны настраивают максимум полосы подавления фильтра, для чего задерживают на необходимое время сигнал настройки, поступающий с датчика, например, сейсмоприемника, установленного на рабочем органе вибратора.

При этом для определения параметров фильтра используют зависимости амплитуд волн от их задержек по времени и рассогласования частот, однозначно связанных между собой градиентом изменения частоты возбуждаемого колебания. Связь между зависимостью амплитуд сейсмических волн

1 от времени, градиентом изменения частоты возбуждаемого колебания и зависимостью амплитуды сейсмических волн от рассогласования по частоте, показана на фиг. 1. Кривая 1 показывает.изменение амплитуд сейсмических волн от времени A(t), кривая 2 — градиент изменения частоты

890297

Способ вибрационной сейсморазведки, основанньгй на возбуждении непрерывных колебаний вибрационным источником, приеме, усилении управляемой частотной фильтрации, перестраивае" мой синхронно с частотой вибрации,. и регистрации непрерывных сейсмических волн, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня помех путем осуществления программного регулирования амплитуд непрерывных волн в зависимости от их задержки относительно исходного колебания, 50

55 возбуждаемого колебания, кривые 3 изменение амплитуд сейсмических волн от величины рассогласования их по частоте А(1 + дГ), где f„ текущая

Cl частота исходного колебания. Линии, параллельные кривой 2, представляют собой графики изменения частоты регулярных волн, а точки пересечения их,с осью времен — задержку этих волн относительно исходного колебания, значения, найденные по криво" I в этих точках; определяют амплитуды колебаний каждой из волн. Из сопоставления кривых 1 и 2 видно, что отличие волн, составляющих сложный вибросейсмический сигнал, по амплитуде и частоте колебаний относительно исходного колебания сохраняется постоянным и определяется задержкой волн относительно исходного колебания. Построив зависимость амплитуды колебаний волн (с различными задержками) относительно значений их мгновенных частот для любого времени, например t, получают амплитудно-частотную характеристику волн, слагающих сложный вибросейсмический сигнал, ко" торая и является искомой характеристикой фильтра, например, режекторного. Осуществление такой фильтрации с перемещением полосы подавления фильтра соответственно значению частоты исходного колебания (кривая.2) приводит к программному регулированию амплитуд волн по закону, определяемому кривой 1.

Такое программное регулирование амплитуд позволяет уменьшить мгновенный динамический диапазон регистрируемых непрерывных вибросейсми- ческих волн и попизить уровень боковых экстремумов взаимнокорреляционной функции от подавляемых волч-помех на результирующей сейсмической записи, Указанный положительный эффект получают следующим образом. Амплитуды сейсмических волн закономерно уменьшаются в зависимости от времени их регистрации. Закон изменения амплитуды А(1) зависит от конкретных сейсмогеологических условий и может выражаться, например кривой 1, как показано на фиг. 2. Кривая 2 представляет возможный характер затухания функции взаимной корреляции между сигналом вибрации и квазигармоническим колебанием, зарегистрировачным на времени t. Из со1

1О

40 поставления кривой 1 и 2 видно, что боковые экстремумы достигают значительного уровня, который может приближаться к уровню полезного сигнала и в некоторых случаях превышать его. Подвергая вибросейсмический сигнал до корреляции управляемой частотной фильтрации с амплитудно-час" тотной характеристикой, обратной закону изменения сейсмического сигнала от времени регистрации (кривая 1), осуществляют тем самым программную регулировку, приводящую амплитуды непрерывных волн к кривой Э. Боковые экстремумы после корреляции определяются уровнем амплитуд центральных экстремумов, выраженных также кривой 3. А уровень боковых экстремумов от сигнала на времени t onpeМ деляется кривой 4. Из сопоставления зависимостей Э и 4 видно, что соот7 ношение полезный сигнал — помеха (под помехой подразумеваются боковые ° экстремумы) значительно возросло по сравнению с соотношением сигнал— помеха, определяемым кривыми 1 и 2.

После корреляционной обработки амплитуды волн (кривая 3) можно восстановить до уровня, определяемого кривой I. Подъем уровня боковых экстремумов происходит по той же зависимости и, в частности, для сигнала на времени t уровень, определяемый кривой 4, поднимается до уровня, определяемого кривой 5. Из сопоставления зависимостей 1,2 и 5 видно, что происходит значительное увеличение соотношения сигнал — помеха. При этом понижается уровень амплитуды регистрируемого непрерывного вибросигнала, так как амплитуды всех волн нормируются к амплитудам волн, имеющих меньшую интенсивность.

Формула изобретения

890297 фильтрацию непрерывного вибросейсми- . ческого сигнала выполняют с амплитудно-частотной характеристикой полосы подавления сигналов, имеющей форму, обратную форме зависимости амплитуд сейсмических. волн от их задержки относительно возбуждаемого колебания, в масштабе частот, определяемом скоростью изменения частоты вибрации, а частоту полосы подавления перестра- lO ивают сигналом, поступающим с датчика, например, сейсмоприемника, установленного на рабочем органе вибратора, и задержанным относительно начала возбуждения колебаний на время подхода к сейсмоприемнику канала максимальной по амплитуде волны, например, волны в первых вступлениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N- 301S036 кл. 340-15, опублик, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 622021, кл. G 01 V 1/00, 1978(прототип).

890297

0 61

Заказ !0984/74 Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель 3. Волконский

Редактор О. Персиянцева Техред 3. Фанта Корректор Г. Назарова