DK142005B - Arrangement til tilvejebringelse af seismiske data. - Google Patents

Description

i 142005

Opfindelsen angår et arrangement til tilvejebringelse af seismiske data, og som omfatter mindst én række sendere, der er anbragt hen langs en første linie, til transmission af seismisk energi, og mindst én række modtagere, som er anbragt hen langs 5 en tværgående linie, og som kan aktiveres ved hjælp af seismisk energi, hvilke sendere og modtagere tilsammen danner et krydsmønster.

Arrangementer af denne art kendes fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.903.981 og tysk offentliggørelsesskrift nr.

10 1.965.221. Disse arrangementer arbejder efter "strålestyrings princippet" ved hvilket princip de af nabomodtagere aftastede seismiske signaler - der enten er positivt eller negativt forsinkede - underkastes en fælles behandling ved summation, og de enkelte signaler tilordnes bestemte retningsvinkler eller 15 aftastningssektorer.

Et sådant princip forudsætter, at de respektive arrangementer er opstillet meget nøjagtigt i forhold til hinanden. Dette gælder især, når de udledte data skal indføres i en regneenhed eller ved anvendelse af differentialregning, hvilket f.eks.

20 er kendt fra "Archiv flir Technisches Messen" (ATM), V 654-5 november 1963, side 253-256 eller fra "Seismos", Seismik, Gravimetrie, Geomagnetik, Geoelektrik, 1963, side 49.

En udledelse af seismiske data for et bestemt område må med de kendte arrangementer ske ved, at skudpunktrækken og over-25 fladebestemmelsen lægges hen langs en betragtningslinie, som ved hjælp af allerede for hånden værende seismiske data forskydes kontinuerligt og ensartet. Dette indebærer et betydeligt tidsforbrug og er til større undersøgelsesområder kun rimeligt, når visse holdepunkter foreligger. Til en over-30 bliksprospektion,ved hvilken et forholdsvis udstrakt område underkastes en første undersøgelse, er de kendte arrangementer derimod ikke anvendelige i praksis.

For så vidt fører også større undersøgelser i kontinental 2 142005 målestok ved hjælp af tidsligt uafhængige enkelteksplosioner af større sprængladninger, således som det f.eks. er beskrevet i "Zeitshrift fiir Geophysik" bind 36, hefte 4, 1970, side 477-500, ikke videre, da de med sådanne undersøgelser op-5 nåede data i vid udstrækning hidrører fra interpolationer, henholdsvis ekstrapolationer og for så vidt kun muliggør meget store overblik over de seismiske strukturer.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et arrangement, der er således udformet, at det på kortest mulig tid og med 10 det mindst mulige personaleforbrug og uden en kontinuert signaludsendelse hen langs en betragtningslinie muliggør et pålideligt overblik over de seismiske strukturer.

Arrangementet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved at, der indgår i hvert fald én yderligere række sendere og modtagere, 15 og som er anbragt i et andet krydsmønster, idet den første og den anden rette linie i det andet krydsmønster ligger parallelt med henholdsvis den første og den anden rette linie i det første krydsmønster, og afstanden mellem mønstrene er større end længden af den rette linie i mønstrene, og at mod-20 tagerne i mindst to af mønstrene kan aktiveres samtidigt ved hjælp af den seismiske energi, der emitteres fra en af senderne hørende til et af krydsmønstrene. Ved dette arrangement opnås også ægte måleværdier imellem de enkelte mønstre.

Der opnås derved et større udbytte af data på kortere tid og 25 med et mindre forbrug af personale og udstyr, og afsøgning af større områder muliggøres. Afstanden mellem de enkelte krydsmønstre af sendere og.modtagere af seismisk energi kan være på af størrelsesordenen flere km. Endvidere kan krydsmønstrene i vid udstrækning være fordelt over retningerne i land-30 skabet. Den til ethvert krydsmønster givne geometri imellem overflade og udvalgt seismisk horisont muliggør en stor nøjagtighed ved bestemmelse af strygningsvinkler og dermed indfaldet af det enkelte lag og hastigheden af den af et udvalgt lag reflekterede seismiske energi.

35 Ifølge opfindelsen er der således tilvejebragt et arrangement 3 142005 til prospektering og ved hvilket, der under arbejdet efter et forudbestemt mønster af skærende linier til opstilling af lydkilder og geofoner kan opnås seismiske reflektioners-signaler, der svarer til kvadratiske reflektionspunktgrupper 5 ved udvalgte lag, hvilke reflektionssignaler egner sig til bestemmelse af parametre for strygning, indfald og udbredelseshastighed såvel som vekselvirkning med disse lag. Den videre bearbejdning og vurdering af de opnåede målesignaler til udledelse af de seismiske data kan foretages ved hjælp af da-10 tamaskiner.

Ved opstilling af endnu videre mønstre af sendere og modtagere hen langs krydsende linier i endnu videre fladeopstillinger, kan under på hinanden følgende excitationer af disse sendere og modtagere de tilsvarende refleksions- og/eller refrak-15 tionssignaler til disse modtagere udover de til de enkelte fladeopstillinger tilordnede kvadratiske punktgrupper ved de udvalgte lag under de respektive fladeopstillinger, også yderligere forskudte punktgrupper i området imellem de enkelte fladeopstillinger afsøges, og gennem denne kombination af 20 lokale punktgrupper på den ene side og forskudte punktgrupper på den anden side opnås især under anvendelse af ulineære vurderinger og iterationsmetoder yderligere oplysninger om de udvalgte lag, hvorved også hældningen i forhold til fladeopstillingerne kan fastslås.

25 Opfindelsen skal næmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et seismisk arrangement med to krydsmønstre bestående af sendere og modtagere, set oppe fra, fig.2 arrangementet set fra siden, og 30 fig. 3 et arrangement med to krydsmønstre bestående af sendere og modtagere, set fra siden.

4 142005

Det i fig, X og 2 viste arrangement omfatter to krydsmønster-opstillinger 150 og 152, der hver især indeholder :en første linie 160 henholdsvis 170 og en anden linie 158 henholdsvis 172, hvilke linier i begge krydsmønstre skærer hinanden under en 5 retvinkel. Den første linie 160 af krydsmønsteret 150 ligger parallelt med og i forlængelse af den første linie 170 i kryds-mønsteret 152. Ligeledes forløber anden linie i krydsmønsteret 150 parallelt med anden linie i krydsmønsteret 152.

Langs den første linie 160 i krydsmønsteret 150 er med samme 10 indbyrdes afstand og symmetrisk med hensyn til skæringspunktet af den første linie 160 med den anden linie 158 fordelt et antal sendere for seismisk energi, hvilke sende re over vinkelintervallet mellem den første linie 160 og den anden linie 158 kan samvirke med modtageren R^...R^, idet 15 modtagerne ligeledes er anbragt symmetrisk med hensyn til skæringspunktet af linierne 158 og 160 og er fordelt hen langs den anden linie med sammen indbyrdes afstand.

På analog måde er i krydsmønsteret 152 senderne S2 til S2n fordelt hen langs den første linie 170, medens modtagerne 20 R2 til R2n er fordelt hen langs den anden linie 172.

I begge krydsmønstre 150 og 152 kan især ved udformning af senderne S. til S henholdsvis S„ til S_ som vibratorer posi-1 n 2 2n sitionerne i nærheden af centrum forblive ubesat. Et vist område omkring skæringspunktet af linierne 158 og 160 hen- 25 holdsvis 170 og 172 kan derved spares ved opstillingen af senderne til Sn henholdsvis S2 til S2n,°g modtagerne R^ til R henholdsvis R„ til R_ . På denne måde kan der nem-n 2 2n lig opnås en stærk dæmpning af de overfladebølger, som ellers kunne give anledning til ødelæggende energiinterferenser.

30 Længden af linierne 158 og 160 såvel som 170 og 172, dvs.

afstanden imellem de yderste sendere til Sn henholdsvis S2 til S2n og de yderste modtagere R^ til R^ henholdsvis R2 til Rn kan for begge krydsmønstre 150 og 152 enten være U2005 5 lige store eller forskellige, hvorved disse længder altid er mindre end afstanden imellem krydsmønstrene 150 og 152. Ved normal udlægning af de enkelte opstillinger med mellem 10 og 20 vibratorer som sendere S. til S henholdsvis S» til S~ ln 2 2n 5 og mellem 10 og 20 geofoner scm modtagere R^ til Rr henholdsvis R2 til kan længderne af linierne 158, 160, 170 og 172 eksempelvis være mellem 2,4 og 4,8 km, hvorved middelafstanden imellem krydsmønstrene 150 og 152 eksempelvis kan være 12,8 km.

De i fig. 1 og 2 viste arrangementer med kun to krydsmønstre 10 150 og 152 kan i givet fald udvides i alle retninger med yder ligere krydsmønstre, således at alle krydsmønstre udviser en analog opbygning og vekselvirker med hinanden på samme måde som beskrevet i forbindelse med krydsmønstrene 150 og 152.

Ved den i forbindelse med fig. 1 og 2 angivne virkemåde af 15 krydsmønstrene 150 og 152 ved en seismisk metode opnås med på hinanden følgende excitationer af senderne til SR hen langs linien 160 og modtagelse af de seismiske reflektionssignaler fra de udvalgte lag ved hjælp af modtagerne til Rn hen langs linien 158 et lokalt datamønster med 20 reflektionspunktgrupper fordelt i fire kvadrater 162, 164, 166, 168,og som hver især tilordnet udvalgte lag under krydsmønsteret 150.

Ved en tilsvarende excitation af modtagerne R2*"R2n 1 ^ry<^s-mønsteret 152 opnås på analog måde gennem de respektive sen-25 dere δ2**·δ2η et lokalt datamønster 156 med i fire kvadrater 174, 176, 178, 180 fordelte reflektionspunktgrupper, der er tilordnet udvalgte lag under krydsmønsteret 152.

Derudover bliver ved på hinanden følgende excitationer af senderne til Sn og S2 til S2n de af begge krydsmønstre 30 udløste seismiske reflektionssignaler modtaget af modtagerne R2 til R2n henholdsvis R^ til Rn i det andet krydsmønster, hvorved opnås et forskudt datamønster 182 med i fire kvadrater fordelte reflektionspunktgrupper tilordnet 6 142005 et udvalgt lag omtrent midt imellem krydsmønstrene 150 og 152.

På denne måde kan ækvivalente måleværdier for de under flade-opstillingerne liggende steder af de udvalgte lag udledes med det viste arrangement,, uden en forskydning af senderne og mod-5 tagerne udover måleværdienogså for et mellemliggende sted i dette lag.

I fig. 1 og 2 er for enkeltheds skyld kun indtegnet fire re-flektionspunkter 184 i de fire hjørner af det forskudte data-mønster. Excitationen af senderne til Sn i krydsmønsteret 10 150 under modtagelse af de udløste reflektionssignaler ved modtagerne R2 til R2n i krydsmønsteret 152 fastlægger imidlertid det samlede område af det forskudte datamønster 182 udover reflektionspunkterne i en i hovedsagen kvadratisk fordeling svarende til indfaldet og anomalierne af de udvalgte 15 lag. Redundansen og fastlæggeisen af dette forskudte data-mønster 182 kan derefter udledes ved bearbejdning af i modsat retning udsendt seismisk energi, hvorved modtagerne R^ til Rr i krydsmønsteret 150 opfanger af senderne S2 til S2n i krydsmønster 152 udsendt seismisk energi under dennes re-20 flektion ved reflektionspunkterne i datamønsteret 182.

Som det ser fremgår fig. 2 før er anvendelsen af sådanne med stor afstand anbragte krydsmønstre 150 og 152 til en mangedobling af de nyttige data, hvortil kommmer den yderligere fordel, at det yderligere forskudte datamønster 182 kan ud-25 ledes uden at skulle bevæge senderne og modtagerne inden for krydsmønstrene 150 og 152. Eksempelvis kan bredden af hver af mønstrene 150 og 152, dvs. længden af deres senderlinier og modtagerlinier ved et givet antal af hen langs dermed anbragte sendere og modtagere ligge på af størrelsesordenen 30 3,2 km. Bliver nu to sådanne krydsmønstre anbragt med en ind byrdes afstand på 12,8 km, så kan der derved udledes et datamønster, som et yderligere forskudt datamønster 182, hvilket datamønster refererer til et sted i det udvalgte lag, der omtrent ligger halvvejs imellem krydsmønstrene med centrum i 35 nærheden af 6,-4 km-mærket.

7 1A2005

De nøjagtige afstande, såvel som de nøjagtige og symmetriske sammenhænge imellem de enkelte i kvadranter fordelte reflek-tionspunktmønstre inden for de lokale og forskudte datamønstre afhænger af variansen af det horisontale lag, der skal under-5 søges, i henseende til dybde, hældning og udbredelseshas- tighed. I hvert fald fremgår det klart,at en rekognosceringsundersøgelse kan foretages hen langs en betragtningslinle, der strækker sig over en væsentlig afstand, hvorved kun få udvalgte og med indbyrdes afstand anbragte fladeopstillinger med 10 krydsmønstre af sendere og modtagere er nødvendig, hvilke krydsmønstre kan være fordelt periodisk over den enkelte betragtningslinie og derved muliggøre en udledelse af seismiske data under og imellem mønstrene. De samme data, som afledes fra betragtningslinien lader sig gennem selektiv anbringelse af 15 krydsmønstrene hen langs skråt eller vinkelret til betragtningslinien forløbende linier forstærke hvorved opnås yderligere koordinatmønstre til data af et udvalgt lag over en ønsket bredde i forlængelse af eller til begge sider for betragtningslinien .

20 Når afstanden mellem to lokale krydsmønstre bliver for stor eller når anomalierne under overfladen gør det nødvendigt er det også muligt ved hjælp af kendte refraktionsteknikker at udlede vidt forskudte information- og datamønstre. Som et eksempel på et sådant arrangement er i fig. 3 vist to opstil-25 linger af krydsmønstre 190 og 192, hvorhos strukturerne af disse mønstre i det væsentlige svarer til strukturerne af krydsmønstrene 150 og 152 i fig. 1 og 2.

Krydsmønstret 190 indeholder som senderlinie en første linie 194 og som modtagerlinie en anden linie 196 og kan drives i 30 lokal modem .til udledning af et lokalt kvadrantmønster af information i form af lokale datamønstre 198, der kan føres tilbage til refléktianeme ved de udvalgte lag under krydsmønsteret 190. Udledningen af disse data sker i det væsentlige på samme måde som beskrevet i forbindelse fig. 1 og 2. På samme må-35 de indeholder det fjerneste krydsmønster 192 som senderlinie 142005 δ en førstelinie 200, og som modtagerlinie en anden linie 202, der tjener til udledning af lokal information for det samme horisontale lag, hvorved opnås et lokalt datamønster 204 ved reflektionspunkterne under krydsmønstret 192.

5 Til sidst kan refraktions-lydbehandlingsteknikker anvendes til opnåelse af et forskudt datamønster for et mellemlag af det underjordiske lag i området 206 imellem krydsmønstrene 190 og 192. Senderne S-^ til Sr af krydsmønstret 190 udsender da seismisk energi, som når det udvalgte lag og ved dette erfa-10 rer en refraktion og til slut opfanges gennem modtagerene R2 til R2n af krydsmønstret 192. Gennem udstråling af akustisk energi fra senderne S2 til S2n af krydsmønstret 192 til horisonten og videre til modtagerne R^ til Rn af krydsmønsteret 190 lader redundansdataene sig udlede. Den modtagne refrak-15 tionsenergi bearbejdes da på kendt måde til opnåelse af de ønskede informationer til opstilling af et forskudt datamønster for området 206. Når mindst én senderposition også er modtagerposition, så kan dybden af refraktionslaget beregnes under anvendelse af mindste kvadraters metode.

20 De beskrevne arrangementer gør det muligt at anvende flere krydsmønstre til bestemmelse af strygeazimuth, indfald og udbredelseshastighed for det eller de udvalgte lag under et udstrakt arbejdsfelt. Med udglatning af hastighedsværdien ken man beregne indfaldet og strygningen fra hvert punkt in-25 den for afdækningen hen langs en betragtningslinie uden yderligere tilbageberegninger. Opstillingen af dataene for indfald og strygning og udbredelseshastighed muliggør da en yderligere bearbejdning indtil et udgangsresultat i form af eksempelvis et isochronkort til et eller flere udvalgte lag 30 til bedre adskillelse eksempelvis af fejlspor meandermønstre strukturakser eller lignende, hvorved denne bestemmelse kan foretages uafhængigt af forvitringskorrekturer i det gennem-strålede område.