EA026344B1 - Система и способ получения и обработки сейсмических данных о полях упругих волн - Google Patents

Abstract

Система и способ получения и обработки данных о полноупругих волнах от источника вертикальной силы содержит выдачу сейсмических волн в Землю от источника вертикальной силы, обнаружение отражений сейсмических волн в многокомпонентных сейсмоприемниках, расположенных вдоль поверхности Земли, и обработку отражений сейсмических волн для формирования данных о полноупругих волнах.

Description

Изобретение относится в целом к системам и способам сейсмической разведки, включающим получение и обработку сейсмических данных для оценки свойств недр Земли.

Основным типом данных, использованных для разведки нефтяных и газовых ресурсов, являются данные сейсмического отражения, которые отображают геологическое строение разреза. Существует три типа сейсмических волн, которые могут быть использованы для получения изображений недр - продольная волна (Р-волна или волна сжатия) и два типа поперечных волн (поперечная вертикально поляризованная волна (ЗУ-волна) и поперечная горизонтально поляризованная волна (ЗН-волна)). После получения геофизиками сейсмических данных, которые имеют все три из этих типов, эти данные называют полным набором данных о поле упругой волны. Полный набор данных о поле упругой волны получают путем установки трех отдельных взаимно перпендикулярных сейсмических источников в каждом положении источников по области исследований. Один источник прикладывает вектор вертикальной силы к Земле, второй источник прикладывает вектор горизонтальной силы в продольном (X) направлении, а третий источник прикладывает второй вектор горизонтальной силы в поперечном (Υ) направлении.

Раскрытие изобретения

Система и способ получения и обработки полного набора данных о форме упругой волны от источника вертикальной силы содержит распространение сейсмических волн в Землю от источника вертикальной силы, обнаружение отражений сейсмических волн в многокомпонентных сейсмоприемниках, расположенных вдоль поверхности Земли, и обработку отражений сейсмических волн для формирования полного набора данных о форме упругой волны.

Согласно другому примеру реализации система и способ обработки данных горизонтальных поперечных волн от источника вертикальной силы содержит распространение сейсмических волн от источника вертикальной силы, обнаружение отражений сейсмических волн в многокомпонентных сейсмоприемниках, расположенных вдоль поверхности Земли, и обработку отражений сейсмических волн для формирования данных о горизонтальных поперечных волнах.

Согласно другому примеру реализации система получения и обработки данных о поперечных волнах от взрывного источника содержит источник вертикальных сил, выполненный с возможностью выдачи сейсмических волн, многокомпонентный сейсмоприемник и схему обработки. Многокомпонентный сейсмоприемник расположен вдоль поверхности Земли. Сейсмоприемник выполнен с возможностью обнаружения отражений сейсмических волн. Схема обработки выполнена с возможностью обработки отражений сейсмических волн для формирования данных о горизонтальных поперечных волнах. Обработка включает выполнение изменения полярности для отражений для получения данных о горизонтальных поперечных волнах.

Согласно другому примеру реализации система для получения и обработки данных поперечных волн от источника вертикальной силы, отличного от взрывного источника, содержит источник вертикальных сил, многокомпонентный сейсмоприемник и схему обработки. Источник вертикальных сил выполнен с возможностью выдачи сейсмических волн, содержащих продольные волны (Р-волны) и оба основных типа поперечных волн (ЗН-волны и ЗУ-волны), в Землю непосредственно в точке приложения источника вертикальной силы. Источник вертикальных сил представляет собой невзрывной источник. Многокомпонентный сейсмоприемник расположен вдоль поверхности Земли. Сейсмоприемник выполнен с возможностью обнаружения отражений сейсмических волн. Схема обработки выполнена с возможностью обработки отражений сейсмических волн для формирования данных поперечных волн.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая полный набор данных о поле упругой волны, многокомпонентное сейсмическое волновое поле, распространяющееся в однородной Земле согласно одному примеру реализации;

на фиг. 2 - схема, отображающая смещения поперечных ЗН-волн и ЗУ-волн согласно одному примеру реализации;

на фиг. 3 - схематический вид диаграмм освещенности для ЗН-волн и ЗУ-волн для ортогональных (X и Υ) источников и источников горизонтальных смещений;

на фиг. 4 - сравнение скорости ЗН-волн, ЗУ-волн и Р-волн для распространения упругих волн в горизонтально слоистой среде;

на фиг. 5 - вид в разрезе теоретического расчета диаграмм излучения Р-волн и ЗУ-волн, созданных при приложении вертикальной силы Р к поверхности Земли, показанной для двух различных значений коэффициента Пуассона для слоя Земли согласно одному примеру реализации;

на фиг. 6А и 6В - диаграмма излучения З-волн из фиг. 5, отображенная в виде 3Ό объекта согласно одному примеру реализации;

на фиг. 7А - схема данных о вертикальных сейсмических профилях (УЗР), полученных с использованием источника вертикального смещения согласно одному примеру реализации;

на фиг. 7В - схема данных о вертикальных сейсмических профилях (УЗР), полученных с использо- 1 026344 ванием источника вертикального смещения согласно одному примеру реализации;

на фиг. 8 - схема, отображающая геометрию источник-приемник, использованную для анализа диаграмм излучений Р-волн и δ-волн, излученных сейсмическими источниками согласно одному примеру реализации;

на фиг. 9 - схема, иллюстрирующая скважины с углами выхода согласно одному примеру реализации; на фиг. 10 - схема, иллюстрирующая преобразование приемника вида X, Υ, Ζ в приемники Р-волн, δν-волн и δΗ-волн согласно одному примеру реализации;

на фиг. 11 - схемы, отображающие пример X, Υ, Ζ данных, полученных с использованием вертикальной группы от источника вертикальных ударных воздействий, и соответствующие данные, повернутые к пространству данных Р-волн, δν-волн и δΗ-волн согласно одному примеру реализации;

на фиг. 12 - схемы, отображающие пример X, Υ, Ζ данных, полученных с использованием вертикальной группы от взрывного источника для взрывной скважины, и соответствующие данные, повернутые в пространство данных Р-волн, δν-волн и δΗ-волн согласно одному примеру реализации;

на фиг. 13 - схемы, отображающие пример X, Υ, Ζ данных, полученных с использованием вертикальной группы от источника вертикальных вибраций, и соответствующие данные, повернутые в пространство данных Р-волн, δν-волн и δΗ-волн согласно одному примеру реализации;

на фиг. 14 - принцип изменений полярности данных, примененный к данным источника вертикальных сил для создания данных δ-волн с постоянной полярностью в пространстве сейсмических изображений согласно одному примеру реализации;

на фиг. 15 - первый пример полярностей сейсмических данных для вертикальных сил и результат изменения полярностей на противоположные в области с отрицательной полярностью для преобразования данных источников вертикальных сил в данные дипольного источника с постоянной полярностью согласно одному примеру реализации;

на фиг. 16 - второй пример полярностей сейсмических данных для вертикальных сил и результат изменения полярностей в области с отрицательной полярностью для преобразования данных источников вертикальных сил в данные дипольного источника с постоянной полярностью согласно одному примеру реализации;

на фиг. 17 - блок-схема получения данных и система обработки данных и способ получения и обработки полного набора данных о форме упругой волны от источника вертикальной силы с использованием поверхностных датчиков согласно одному примеру реализации;

на фиг. 18 - блок-схема получения данных и система обработки данных и способ получения и обработки полного набора данных о форме упругой волны от источника вертикальной силы с использованием скважинных датчиков согласно одному примеру реализации;

на фиг. 19 - блок-схема системы обработки данных для обработки полного набора данных о поле упругой волны согласно одному примеру реализации;

на фиг. 20 - блок-схема, иллюстрирующая способ обработки полного набора данных об упругой волне согласно одному примеру реализации.

Осуществление изобретения

По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может обеспечить способ, посредством которого полный набор сейсмических данных о поле упругой волны (Р-волн, δν-волн и δΗ-волн) могут быть получены и обработаны с использованием только одного источника, источника вертикальных сил. Примеры реализации могут быть осуществлены более простым образом и с меньшими затратами по сравнению с использованием трех источников ортогональных сил. Примеры реализации могут быть применены в разведке нефти и газа и разработке месторождений, в которых широко используют сейсмические данные. Примеры реализации могут устранять множество технических, экологических и стоимостных препятствий, которые ограничивают применение полного набора данных о поле упругой волны.

По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может включать отклонения от обычной стратегии обработки сейсмических данных.

По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может уменьшить затраты на получение полных сейсмических данных о полях упругих волн. Суточная норма использования одного источника вертикальных сил меньше, чем соответствующие нормы при установке источника вертикальных сил и источника горизонтальных сил для получения эквивалентных данных. Кроме того, данные могут быть получены быстрее путем установки одного источника в каждой позиции источника для создания полного набор данных о поле упругой волны, чем путем установки источника вертикальных сил и источника горизонтальных сил. Чем дольше подрядчик работает над получением данных, тем выше стоимость этих данных.

По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может обеспечить возможность получения сейсмических данных о полях упругих волн в широком диапазоне поверхностных условий, таких как болота, болотистая местность, скалистая горная местность, густой лес и сельскохозяйственные районы. Источники вертикальных сил могут функционировать в широком множестве поверхностных ландшафтов. Например, взрывчатые вещества для взрывных скважин могут быть использо- 2 026344 ваны в болотах, болотистой местности, густом лесу или скалистых горах, все из которых представляют собой места, в которых горизонтальные источники не могут быть установлены вообще или с большими затратами вследствие подготовки участков. Вертикальные вибраторы могут быть установлены в культурных и жилых районах без нанесения физического повреждения зданиям и инфраструктуре.

По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может предоставить широкий выбор сейсмических источников. Существует ограниченный выбор сейсмических источников горизонтальных усилий, таких как тяжелые, горизонтальные вибраторы или источники наклонных ударных воздействий. Общее количество горизонтальных вибраторов по всему миру достаточно мало. По количеству источников наклонных ударных воздействий меньше всего. Каждого типа источника могло бы быть произведено больше при условии возникновения такой потребности. В отличие от этого существуют сотни источников вертикальных сил. Г лавные классы источников вертикальных сил представляют собой вертикальные вибраторы (сотни по всему миру) и взрывчатые вещества для взрывных скважин (доступных где-либо). Источников вертикальных ударных воздействий всего несколько, однако они также могут быть массово изготовлены при создании рынка. Для получения данных о вертикальном сейсмическом профиле (У8Р) в удаленных областях (например, экваториальных джунглях), пневмопушка, зажигаемая в емкости для бурового раствора, представляла бы собой источник вертикальных сил. По меньшей мере один пример реализации, описанный в настоящей заявке, может обеспечивать геологам возможность выбора из большого разнообразия источников вертикальных сил: вертикальные вибраторы, взрывчатые вещества для взрывных шпуров, ударный источник вертикальных сейсмических волн или пневмопушки для емкостей буровых растворов.

Компоненты волн.

На фиг. 1 показано многокомпонентное поле упругих сейсмических волн, распространяющееся в обычной однородной Земле. В Земле распространяются три независимых векторных типа сейсмических волн: продольные волны (Р-волны) и два типа поперечных волн (8У-волны и 8Н-волны) (фиг. 1). Каждый вид волн распространяется через Землю с различной скоростью и деформирует Землю в различном направлении согласно их распространению. Двунаправленные стрелки 102 представляют собой вектора колебательных смещений, указывающие направление, в котором вид волн смещает Землю. Стрелки 104 показывают направление распространения волны. Из результатов по многокомпонентным типам волн получают полный набор данных о поле упругой волны. Ориентации векторов смещения для видов Рволн, 8У-волн и 8Н-волн относительно направления распространения каждого вида показаны на фиг. 1.

Скорости распространения поперечных 8Н-волн и 8У-волн могут отличаться только на несколько процентов, однако скорости обоих типов поперечных волн (Ук) существенно меньше, чем скорость Рволны (Ур). Отношение скоростей Ур/Ук может отличаться порядком величины в атмосфере Земли от значения, составляющего по меньшей мере 50 на большой глубине, рыхлом, придонном осаждении, до значения, составляющего 1,5 в низкоплотных, хорошо сцементированных породах.

На фиг. 2 показано примерное различие между поперечными 8Н-волнами и 8У-волнами. Поперечные 8Н-волны и 8У-волны можно различить путем отображения вертикальной плоскости, проходящей через позицию А источника и позицию В приемника. Вектор смещения для поперечных 8У-волн возникает в данной вертикальной плоскости, как указано стрелкой 202; вектор смещения для поперечных 8Нволн перпендикулярен плоскости, как указано стрелкой 204. Данная вертикальная плоскость, проходящая через координаты позиции А источника, позиции В приемника и точку С или Ό отражения, созданную парой источник-приемник, может быть названа сагиттальной плоскостью или плоскостью распространения.

Источники горизонтальных сил и освещение волнами вида 8Н и/или 8У.

На фиг. 3 показан схематический вид теоретических диаграмм излучения для поперечных 8Н-волн и 8У-волн, созданных ортогональными источниками 302, 304 горизонтального смещения. Математические выражения, которые описывают геометрическую форму диаграмм излучения Р-волн, 8У-волн и 8Нволн, созданных сейсмическими источниками в однородной Земле, описаны \У1Шс (1983 год). Если смотреть непосредственно над источником горизонтального смещения, то поперечные 8У-волны и 8Нволны распространяются от позиций 302, 304 источников в качестве вытянутых кругов или эллипсов. Для упрощения графического описания диаграммы излучений будут показаны в виде кругов. Поскольку излучение поперечных 8У-волн от источника 302, 304 горизонтального смещения обладает большей энергией, чем излучения поперечных 8Н-волн, то круги излучений поперечных 8У-волн показаны большими, чем круги для излучений поперечных 8Н-волн. Эти круги показывают, на какие части пространства изображений воздействует каждый вид волн, и величину освещения видом волн, которое достигает каждую координату изображений. Относительные размеры этих кругов выражены в качественной форме и не предназначены для точного определения в количественном значении.

Вектор смещения горизонтального источника, ориентированный в направлении Υ (левая сторона чертежа), приводит к тому, что излучение поперечных 8У-волн происходит в направлениях +Υ и -Υ, а распространение поперечных 8Н-волн происходит в направлениях +Х и -X. Вектор смещения горизонтального источника, ориентированный в направлении X (правая часть чертежа), приводит к тому, что излучение поперечных волн вида 8У происходит в направлениях +Х и -X, а распространение попереч- 3 026344 ных волн вида 8Н происходит в направлениях +Υ и -Υ. Если линия начерчена от позиции 302, 304 источника для пересечения одного из этих кругов радиации, то расстояние до точки пересечения показывает величину смещения конкретного вида в азимутальном направлении этой линии. Ориентация вектора колебательных смещений сохраняется постоянной в пространстве изображений, однако величина векторов колебательных смещений для поперечных 8Н-волн и 8У-волн отличается азимутом, как показано кругами для излучений поперечных 8Н-волн и 8У-волн на фиг. 3.

Согласно фиг. 4 скоростные характеристики поперечных 8Н-волн и 8У-волн, распространяющихся через слоистую Землю, были описаны Р. Ьеу1и, 1979 год, Сейсмические скорости в поперечноизотропной среде I: Геофизика, 44, стр. 918-936 и Р. Ьеу1и, 1980 год, Сейсмические скорости в поперечно-изотропной среде II: Геофизика, 45, стр. 3-17. Слоистая Земля представляет собой горизонтально слоистую, вертикальную поперечно-изотропную (УТ1) среду. Следует принять во внимание, что на всех углах выхода (за исключением угла 402) поперечные 8У-волны и 8Н-волны распространяются с различными скоростями, причем поперечные 8Н-волны имеют значительно большую скорость на малых углах выхода (таких как угол 404) от позиции 406 источника. Эта волновая физика будет полезна при проверке сейсмических данных испытаний, описанной далее.

Источники вертикальных сил и освещение прямыми 8-волнами.

Один тип источника, используемого в получении данных наземной сейсморазведки, прикладывает силу вертикального смещения к Земле. Среди этих источников вертикальных сил обеспечены вертикально падающие грузы и сейсмические ударные источники, взрывчатые вещества во взрывной скважине и вертикальные вибраторы. Такие источники обычно отображены только в виде источников Р-волн, однако они также создают сильные поля 8-волн.

На фиг. 5 показан теоретический расчет в разрезе для иллюстрации того, как энергии распределена между диаграммами излучения Р-волн и поперечных 8У-волн после приложения вертикальной силы к упругому полупространству 502 от источника вертикальной силы или источника вертикального смещения. Ознакомьтесь с С. МШет и Н. Ршъеу, 1954 год, Поле и импеданс излучения механических излучателей на свободной поверхности полубесконечного изотропного твердого тела: издательство Ргос. Коуа1 8ос. Ьоибои, серия А, выпуск 223, стр. 521-541 и ТЕЛУНйе. 1983 год, Подземный звук -применения сейсмических волн: издательство ЕЕеу^ег 8с1еисе РиЪйкЬещ. Расчеты показаны для двух различных значений коэффициента Пуассона для слоя Земли с первым изображением 500, отражающим коэффициент Пуассона в 0.44, и вторым изображением 502, отражающим коэффициент Пуассона в 0,33. Данный анализ направлен только на объемные сейсмические волны и не учитывает энергию, распространяющуюся в горизонтальном направлении вдоль поверхности раздела Земли с окружающим воздухом. Полукруги обозначают относительную силу излучения. Радиальные линии задают угол выхода относительно вертикали. В каждой модели энергии поперечных 8У-волн сформировано больше, чем энергии Р-волн.

Расчет по фиг. 5 показывает, что источник 504 вертикальных сил создает больше энергии 506 поперечных 8У-волн, чем энергии 508 Р-волн, и что при углах выхода, составляющих по меньшей мере 20 градусов, поперечные 8У-волны значительно сильнее, чем Р-волны. Данное конкретное излучение поперечных 8У-волн не может привести к сильному освещению геологического строения непосредственно под позицией источника; в то время как излучение Р-волн приводит к этому. Для получения преимуществ поперечных 8У-волн, созданных наземными источниками вертикального смещения, в системах получения данных могут быть реализованы две особенности. Во-первых, применяют трехкомпонентные (3С) сейсмоприемникы, а не однокомпонентные сейсмоприемникы. Во-вторых, более длительное время записи применено для обеспечения меньшей скорости распространения падающих и восходящих поперечных 8У-волн. Например, время записи Р-волн, составляющее от 4 до 6 секунд, может быть продлено по меньшей мере до 8 или 12 с. Время записи для больших смещений между источником и приемником может по меньшей мере в три или по меньшей мере в четыре раза больше времени вертикального перемещения до глубокозалегающего объекта исследований. Современные системы для получения сейсмических данных могут обеспечивать длительное время получения данных, необходимое для отображения глубокозалегающих объектов в удаленных позициях приемников. Схема обработки в системе для получения сейсмических данных может быть выполнена с возможностью управления сейсмоприемниками или другими приемниками или датчиками для прослушивания или записи полученных сейсмических данных в течение по меньшей мере минимального времени записи.

Точный способ показать излучение Р-волн и поперечных 8У-волн, созданное источником вертикального смещения, состоит в том, чтобы проанализировать волновое поле падающих волн с использованием данных о вертикальном сейсмическом профиле (У8Р). Один пример данных о вертикальных сейсмических профилях (У8Р), полученных в Делавэр Басин штата Нью-Мексико с использованием вертикального вибратора, использованного в качестве источника, показан на фиг. 7А. Падающий вид волн, обозначенный как 8У-волна, не представляет собой трубную волну, поскольку она распространяется со скоростью, составляющей приблизительно 2400 м/с (8000 футов/с), которая практически в два раза превышает скорость волны, распространяющейся в текучей среде трубы. Падающие Р-волны и 8У-волны, освещающие импульсы, созданные непосредственно в точке, в которой этот вибратор прикладывает вертикальную силу к поверхности Земли, отмечены и продолжены обратно к позиции 700 поверхностного

- 4 026344 источника для отображения того, что поперечные ЗУ-волны созданы непосредственно в источнике. Отсутствие охвата данными наименьшей глубины 3000 футов слоя оставляет некоторые сомнения в отношении того, в каком месте создана падающая ЗУ-волна, таким образом второй пример данных о вертикальных сейсмических профилях (УЗР), созданных вертикальным вибратором в скважине Южного Техаса, показан на фиг. 7В. Кроме того, этот источник вертикального смещения создает устойчивое волновое поле из прямых ЗУ-волн в дополнение к обычному волновому полю из Р-волн. В данном примере падающая ЗУ-волна может быть продолжена обратно к позиции источника в поверхности Земли с некоторой степенью достоверности. В случае по фиг. 7В источник был смещен только на 100 футов от скважины вертикального сейсмического профиля (УЗР). Верхний график показывает ответ вертикального сейсмоприемника. Нижний график показывает ответ горизонтального сейсмоприемника.

Примеры данных о вертикальных сейсмических профилях (УЗР) по фиг. 7А и 7В показывают, что вертикальный вибратор представляет собой эффективный формирователь излучения поперечных ЗУволн и создает поперечные ЗУ-ЗУ-волн, которые могут быть применены. Взрыв взрывчатых веществ также прикладывает силу вертикального смещения к Земле и формирует поперечную волну вида ЗУ.

Поперечная ЗУ-волн, представленная данными на фиг. 7А и 7В, создана в идентичной координате Земли в качестве Р-волны и представляет собой поперечную ЗУ-волн, создаваемую источником. Среда распространения в данном положении имеет необычно низкие скорости Ур и У§. Поперечная ЗУ-волн создает большое количество отражений восходящих поперечных ЗУ-волн, которые различимы в этих предварительных, необработанных данных.

Термин ЗУ использован выше для описания излучения З-волн. Однако согласно приведенному далее описанию термин ЗУ должен быть заменен более широким термином З, означающим, что излучаемая энергия З-волн представляет собой энергию поперечных ЗУ-волн и ЗН-волн при рассмотрении излучения в 3Ό среде, а не в виде единственного вертикального профиля.

Для иллюстрации факта, что излучение З-волн, созданное источником вертикальных сил, содержит поперечные ЗУ-волны и ЗН-волны, диаграмма, отображенная справа на фиг. 5, преобразована в 3Ό объект и отображена в виде фиг. 6А и 6В. Для упрощения понимания 3Ό диаграмма излучения упрощена для включения только основных лепестков 512, 514 З-волн. Компонент 516 Р-волн и меньший второй лепесток 518 З-волн, отображенные на фиг. 5, выполнены опущенными книзу. Трехмерная фигура дополнительно изменена путем удаления 90-градусной части 602 для обеспечения возможности улучшения отображения 3Ό конфигурации, посредством которой энергии З-волн распространяется от позиции источника вертикальной силы (УРЗ).

На фиг. 6А плоскости поперечных ЗУ-волн и ЗН-волн и векторы смещения показаны относительно позиции Ка приемника. На фиг. 6В плоскости поперечных ЗУ-волн и ЗН-волн и векторы смещения показаны относительно позиции КЬ приемника. Эти две случайные позиции Ка и КЬ приемников, разделенные азимутом, составляющим 90 градусов, расположены на поверхности Земли вокруг позиции УРЗ, в которой установлен источник вертикальных сил. Наклонный и схематический виды показаны в вертикальной плоскости, проходящей через позицию источника и каждую позицию приемника. Данная плоскость источник-приемник представляет собой плоскость поперечных ЗУ-волн для каждой позиции приемника. Для каждого приемника плоскость поперечных ЗН-волн показана также перпендикулярно каждой плоскости поперечных ЗУ-волн. Плоскость поперечных ЗН-волн для приемника Ка представляет собой плоскость поперечных ЗУ-волн для приемника КЬ и наоборот плоскость поперечных ЗН-волн для приемника КЬ представляет собой плоскость поперечных ЗУ-волн для приемника Ка. Независимо от расположения позиции приемника в азимутальном пространстве от позиции приложения вертикальной силы, поперечные ЗУ-волны и ЗН-волны будут распространяться до этой позиции. Информация о поперечных ЗН-волнах является доступной, поскольку представляет собой информацию о поперечных ЗУволнах после получения данных источников вертикальных сил.

Полевые испытания.

Лаборатория по разведочной геофизике (ЕОЬ) в Бюро прикладной геологии начала первую программу полевых испытаний для количественной оценки геометрических форм и относительных сил продольной волны (Р) и (З)-волн, созданных множеством сейсмических источников. Первая программа испытаний была выполнена на испытательной площадке Девайн, принадлежащей Техасскому университету в г. Остин и руководимым исследователями Лаборатории по разведочной геофизике (ЕОЬ). Источники, примененные для данного предварительного испытания, представляли собой: однокилограмовую упаковку взрывчатого вещества, расположенную на глубине в 20 футов, горизонтальный вибратор, вертикальный вибратор и ускоряемый вес, который осуществлял ударное воздействие на Землю вертикально и под наклонными углами.

Структура источник-приемник.

На фиг. 8 показана структура источник-приемник. Структура источник-приемник, использованная для оценки диаграмм излучения для источников Р-волн и З-волн, объединила принципы проведения исследований горизонтальных волн (включая только горизонтальную группу приемников) и проведения исследований вертикальных волн (включая только вертикальную группу приемников), описанные В.А. Нагбаде, 2009 год, Исследование горизонтальных волн: журнал ААРО Ехр1огег, выпуск 30, номер 12,

- 5 026344 стр. 26-27 и В.А. Натйаде, 2010 год, Исследование вертикальных волн: журнал АЛРО Ехр1огег, выпуск 31, номер 1, стр. 32-33. 24-позиционная вертикальная группа трехкомпонентных сейсмоприемников была установлена в выбранной скважине для исследований, причем позиции приемников охватывают интервал глубин, составляющий от 500 до 1632 футов (фиг. 8). Трехкомпонентные (3С) сейсмоприемникы выполнены с возможностью получения всех трех размеров полного набора упругих волн. Некоторые 25позиционные горизонтальные группы трехкомпонентных датчиков, расположенных с интервалом 10 футов, охватили диапазон смещений от 0 до 250 футов сразу за скважиной с приемником. Позиции источников были смещены от скважины на интервалы, составляющие 250 футов, линейный размер горизонтальных групп поверхностных приемников.

Вертикальная апертура.

На фиг. 9 показана аппроксимация диапазона апертур, созданного структурой источник-приемник. Падающие Р-волны и δ-волны были записаны в пределах широкой апертуры вертикальных углов выхода (от 14 до 81 градуса в данном примере) от позиций поверхностных источников для определения геометрической формы диаграмм излучения Р-волн и δ-волн в разрезе. Самый малый угол выхода охватывал данные, сформированные в позиции 9 источника (смещение 1920 футов) и записанные в позиции 24 внутрискважинного приемника (глубина в 500 футов). Наиболее острый угол выхода включал позицию 2 источника (смещение в 250 футов) и позицию 1 внутрискважинного приемника (глубина в 1632 футов). Грубая аппроксимация диапазона апертур, созданного структурой источник-приемник, может быть создана путем представления прямолинейных траекторий от источника к внутрискважинному приемнику, который выдает результат, показанный на фиг. 9. В реальном распространении волн траектории выполнены криволинейными, что обусловлено преломлениями на границах разделов между слоями, характеризуемыми скоростью. Траектории преломляются (искривляются) при их продвижении от слоя Земли со скоростью VI в слой со скоростью У2. Искривление траектории может быть рассчитано, если известно разделение на слои по скорости. Допущения о прямолинейных траекториях применены для пояснения принципов, описанных в отношении фиг. 9.

Преобразование данных о вертикальных сейсмических профилях (νδΡ) в данные о типе волн.

В вертикальной скважине ориентации по азимуту X, Υ горизонтальных сейсмоприемников, установленных посредством скрученного проводного кабеля, отличаются в каждой внутрискважинной позиции вследствие поворота приемного модуля. В итоге, фазовые сдвиги и изменения амплитуд, введенные в данные посредством изменений от позиции к позиции в ориентации приемника, не обеспечивают отдельные волны или различные виды волн, которые необходимо распознать, в частности δ-волны, которые стремятся управлять ответами горизонтальных датчиков. В данном случае, приемники математически ориентированы к конкретным азимутам и наклонам для задания падающих и восходящих Р-волн и δ-волн.

На фиг. 10 показано графическое описание преобразования приемников из плоскости X, Υ, Ζ данных в плоскость Р, δν, δΗ данных. Преобразования внутрискважинных приемников из X, Υ, Ζ ориентаций на месте нахождения в плоскость данных, в которой приемники ориентированы для выделения Рволн, δν-волн и δΗ-волн, были применены в технологии вертикального сейсмического профилирования (νδΡ). ЕР. ^^δ^еηа, ЕЕ. Са18ет и Ό. Согпдап. 1981 год, Трехкомпонентные вертикальные сейсмические профили (νδΡ) - ориентация горизонтальных компонент для анализа поперечных волн: Техническая статья раздел 5.4, стр. 1990-2011, 51-е ежегодное заседание Общества геофизиков-разведчиков. В.А. Натйаде, 1983 год, Вертикальное сейсмическое профилирование (νδΡ), Часть А, Принципы: Геофизическая пресса, 450 стр. (Способ поляризации при вертикальном сейсмическом профилировании (νδΕ) для размещения отражателей, стр. 307-315). Примеры процедур ориентирования приемников, примененные для вертикального воздействия, взрывчатые вещества для взрывных шпуров и источники вертикальных вибраций в выбранных позициях источников показаны соответственно на фиг. 11-13. Временные интервалы данных, охватывающие 100 мс непосредственно после возникновения анализируемых первых вступлений Р-волн, были применены для определения азимута и углов 0 и <£> наклона (фиг. 10) в каждой позиции приемника.

На фиг. 10 показан двухэтапный поворот координатных осей для определения направляющих углов от глубинного приемника к поверхностному сейсмическому источнику. При опускании трехкомпонентного датчика на несколько сотен футов книзу скважины ориентации по азимутам горизонтальных датчиков не известны, поскольку узел приемников совершает поворот на кабеле из скрученных проводов, использованных для установки. Вследствие этого Р-волн, δΗ-волн и δν-волн смешаны в каждом ответе от датчиков, поскольку датчики не ориентированы в направлениях колебательных смещений Р-волн, δνволн и δΗ-волн. Таким образом, каждый глубинный приемник математически ориентирован таким образом, что один датчик направлен непосредственно вдоль траектории падающей Р-волны от поверхностного источника. После выполнения такого поворота датчик, направленный на источник, занят данными Рволн, второй датчик в идентичной вертикальной плоскости в качестве датчика Р-волн (данная вертикальная плоскость проходит через источник и позиции приемников) занят δν-волнами, а третий датчик (перпендикулярно данной вертикальной плоскости) занят δΗ-волнами. Два угла, а именно угол 0 поворота по горизонтали и угол 0 поворота по вертикали, должны быть определены для достижения данной ориентации датчиков.

- 6 026344

Для определения горизонтального угла 6 по азимуту (фиг. 10), данные проанализированы в коротком временном интервале, охватывающем только первое вступление падающих Р-волн от источника. Только ответы двух горизонтальных датчиков X и Υ проанализированы на этом этапе первого поворота. Данные, полученные датчиками X и Υ, математически преобразованы в ответы, которые были бы рассмотрены, если эти два перпендикулярных датчика были бы повернуты к новым координатным осям, которые последовательно увеличены на один градус азимута. Данный поворот выполнен 180 раз для создания ответов датчиков, которые обеспечивают возможность направления осей датчиков на диапазон азимутов, составляющий 180 градусов, от неизвестного азимута, в который датчики фактически направлены. При расположении датчика X в вертикальной плоскости, проходящей через приемник и источник, ответ датчика X будет максимальным, а ответ датчика Υ будет минимальным. После получения этих максимального по X и минимального по Υ ответов, угол между осями датчиков прямого действия и необходимыми осями поворота, которые разделяют Р-волны, ЗУ-волны и ЗН-волны, составляет 0.

Для определения угла наклона <И (фиг. 10) ответы датчиков после преобразования данных в координатные оси, ориентированные по азимуту 9, затем проанализированы в коротком интервале данных, охватывающем только первое вступление падающих Р-волн, как определено в этом новом координатном пространстве данных. Данные только от датчика Ζ (вертикальный) и от нового X датчика, которые были повернуты в вертикальную плоскость источник-приемник, применены в данном втором повороте. В данной второй оси поворота эти ответы от двух датчиков математически преобразованы в ответы, которые были бы рассмотрены, если бы эти два датчика были наклонены последовательно на угол отклонения в один градус наклона по всему диапазону наклона, составляющему 90 градусов. Если Ζ приемник ориентирован в направлении первого вступления восходящих Р-волн, то его ответ будет максимальным, а ответ датчика сравнения в идентичной вертикальной плоскости (новый повернутый и наклонный X датчик) будет минимальным. После нахождения данного условия был определен угол О.

Данные, преобразованные в эту вторую систему координат, заданную поворотом по азимуту в 0 и углом наклона в <Х>, имеют оптимальное разделение Р-волн, ЗУ-волн и ЗН-волн, причем эти Р-волны, ЗУ-волны и ЗН-волны представляют собой основные данные соответственно на повернутых и наклонных Ζ, X и Υ датчиках.

Согласно фиг. 11, графики 1100, 1102 и 1104 показывают X, Υ, Ζ данные, полученные на испытательной площадке Девайн с использованием вертикальной группы приемников после размещения источника вертикальных ударных воздействий в позиции 9 источника, смещенной на 1920 футов от этой группы приемников. Графики 1106, 1108 и 1110 иллюстрируют идентичные данные, повернутые к пространству данных Р-волн, ЗУ-волн и ЗН-волн. На панели данных ЗН-волн не возникают Р-волны или ЗУволны. Поскольку смещение ЗН-волн перпендикулярно смещениям Р-волн и ЗУ-волн, то отсутствие Рволн и ЗУ-волн задает данные ЗН-волны. ЗУ-волны, появляющиеся на панели данных Р-волн, такие как волна, показанная на графике 1112, представляют собой преобразования падающих Р-волн в ЗУ-волны. Преобразования падающих Р-волн в ЗУ-волны вызваны только падением по нормали Р-волны на границе изменения импедансов. Р-волны и ЗУ-волны свободно обмениваются энергией при отражении и отклонении на границах разделов, поскольку вектора смещений этих двух типов расположены в идентичной вертикальной плоскости. Р-волна или ЗУ-волна не может преобразовать энергию в ЗН-волну, и наоборот, ЗН-волна не может преобразоваться в Р-волну или ЗУ-волну, поскольку смещение ЗН-волн перпендикулярно вертикальной плоскости, в которой распространяются Р-волны и ЗУ-волны. Для подтверждения того, что панель данных представляет собой ЗН-волну, мы исследуем фактические данные Рволн и ЗУ-волн, помещенных в эту панель данных. Если невозможно идентифицировать Р-волны или ЗУ-волны, то вид волны является чисто ЗН-волной по определению. Следует отметить, что при малых углах выхода (позиция 4 или 5 приемника), ЗН-волны совершают перемещение быстрее, чем ЗУ-волны согласно предположению Ьеуш (1979 год, 1980 год), описанному выше, и результатам измерений ТИ. КоЪегкои и И. Согпдап. 1983 год, Диаграммы излучений вибрационного источника поперечных волн в глубинной глинистой породе: Геофизика, 48, стр. 19-26.

ЗУ-волны, созданные непосредственно в источнике, означают, что ЗУ-волны сформированы точно в точке, в которой вертикальная сила приложена к Земле. Граница изменения импедансов необязательно должна быть расположена близко к источнику для обеспечения возникновения ЗУ-волн. ЗУ-волны будут распространяться от источника вертикальных сил даже в утолщенной однородной среде, в которой отсутствуют границы разделов.

В отличие от этого, преобразования Р-волны в ЗУ-волну возникают только в границах разделов, в которых присутствует различие импедансов. В любое время Р-волна попадает на границу раздела при любом угле падения, отличном от 0 градусов (перпендикулярно к границе раздела), некоторая энергия освещающей Р-волны преобразуется в отраженную и преломленную Р-волну, а некоторая преобразуются в отраженную и преломленную ЗУ-волну. Таким образом, преобразование Р-волн в ЗУ-волны возникает в координатах границы раздела, удаленных от источника, а не в самой точке расположения источника. Преобразованная ЗУ-волна требует два следующих условия: 1) границу раздела, по краям которой существует различие в акустическом импедансе, и 2) траектории Р-волн, достигающие границы раздела под углом, который не перпендикулярен этой границе раздела. Если угол падения составляет 0 градусов

- 7 026344 (траектория, перпендикулярная границе раздела), то коэффициент отражения Р-ЗУ-волн составляет ноль. При других углах падения коэффициент отражения Р-ЗУ-волн отличен от нуля.

Согласно фиг. 12 графики 1200, 1202 и 1204 иллюстрируют актуальные X, Υ, Ζ данные, полученные на испытательной площадке Девайн с использованием вертикальной группы приемников после размещения взрывного источника для взрывной скважины в позиции 5 источника, смещенной на 1250 футов от этой группы. Графики 1206, 1208 и 1210 иллюстрируют идентичные данные, повернутые в пространство данных Р-волн, ЗУ-волн и ЗН-волн. На панели данных ЗН-волн не возникают Р-волны или ЗУволны. ЗУ-волны, возникающие на панели данных Р-волн, слабее, чем в случае с источником вертикальных ударных воздействий, возможно вследствие более точных поворотов приемников. Следует отметить, что на малых углах выхода (позиция 4 или 5 приемника), ЗН-волны совершают перемещение быстрее, чем ЗУ-волны согласно предположению Ьеуш (1979 год, 1980 год), представленному в приведенном выше описании, и результатам измерений КоЪеткои и Согпдап (1983 год), также представленным в приведенном выше описании.

Согласно фиг. 13 графики 1300, 1302 и 1304 иллюстрируют актуальные X, Υ, Ζ данные, полученные на испытательной площадке Девайн с использованием вертикальной группы приемников после размещения источника вертикальных вибраций в позиции 6 источника, смещенной на 1500 футов от этой группы. Графики 1206, 1208 и 1210 иллюстрируют идентичные данные, повернутые к пространству данных Р-волн, ЗУ-волн и ЗН-волн. На панели данных ЗН-волн не возникают Р-волны или ЗУ-волны. Измерения, выполненные на малых углах выхода, имеют большие амплитуды, чем измерения, выполненные с использованием источников вертикальных ударных воздействий и взрывных источников (см. фиг. 11 и 12).

Несмотря на то что данные источников вертикальных сил не создают идентичные полярности данных З-волн в качестве обычных источников горизонтальных сил, изменения полярности данных, поправки, инверсии или регулирования в надлежащих частях пространства сейсмических изображений преобразуют полярности вертикальных сил в полярности горизонтальных сил. После этих регулирований полярностей, данные источников вертикальных сил могут быть обработаны только в качестве данных источника горизонтальных сил с использованием известных алгоритмов.

Преимущество непрерывной кривой применено к каждой панели данных на каждой из фиг. 11-13. Таким образом, на конкретных чертежах амплитуды Р-волн, ЗУ-волн и ЗН-волн могут быть визуально сравнены для оценки относительных энергетических уровней Р-волн и З-волн. Такие сравнения подтверждают, что ЗУ-волны и ЗН-волны, излучаемые от источника вертикальной силы, имеют амплитуды, превышающие амплитуду Р-волны. Преимущества при отображении данных отличаются для каждого источника, поэтому амплитуды Р-волн и З-волн, созданных взрывчатыми веществами, не следует визуально сравнивать с амплитудами Р-волн и З-волн, созданных вертикальным ударным воздействием или источниками вертикальных вибраций.

Согласно теории данные ЗН-волн не преобразовываются в Р-волны или ЗУ-волны, поскольку поле упругих волн распространяется через слоистую Землю, и наоборот Р-волны и ЗУ-волны не преобразовываются в ЗН-волны. Панель данных ЗН-волн не содержит Р-волны или ЗУ-волны, которые показывают, что разделения волновых полей, показанные на фиг. 11-13, благополучно выполнены. Кроме того, теория утверждает, что между Р-волнами и ЗУ-волнами происходит свободный обмен энергией, поскольку они распространяются через слоистую среду. Все панели данных ЗУ-волн на фиг. 11-13 показывают случаи 1114, 1214 и 1314 преобразования Р-волн в ЗУ-волны, которые снова отражают правильную волновую физику. Несмотря на то что незначительные количества энергии ЗУ-волн остаются на панелях данных Рволн, мы считаем, что наше разделение по видам волн достаточно точно для установления основного принципа, по которому оба основных вида поперечных ЗН-волн и ЗУ-волн созданы источником вертикальных сил в дополнение к ожидаемым видам Р-й.

Еще одна часть доказательства, подтверждающего, что два вида З-волн, показанных на фиг. 11-13, представляют собой поперечные ЗУ-волны и ЗН-волны, отражает тот факт, что волновой фронт, обозначенный как ЗН, совершает перемещение быстрее на малых (практически горизонтальных) углах выхода, чем это делает волновой фронт, обозначенный как ЗУ. Это различие в скоростной характеристике ЗНволн и ЗУ-волн выделено в соответствии с теорией, задокументированной Ьеуш (фиг. 4). Различия в скоростях поперечных ЗН-волн и ЗУ-волн наилучшим образом видны при сравнении моментов прихода фронтов З-волн на фиг. 11 и 12 в приемниках малой глубины, расположенных в диапазоне глубин от 500 до 700 футов.

Обработка данных.

Существует разница между векторами смещения для источников З-волн, созданными источниками вертикальных сил и обычными источниками горизонтальных сил. Смещение З-волн, приложенных к Земле источником горизонтальных сил, показано на фиг. 3. Смещение ориентировано в неизменном азимутальном направлении (например, указано стрелкой 306), а смещения Земли вокруг точки приложения ориентированы в направлении (например, указанном стрелками 308), идентичном направлению приложенной силы. В отличие от этого, смещение З-волн, созданных источником вертикальных сил, ориентировано в каждом азимутальном направлении вокруг ее точки приложения, и соответствующие вектора смещений Земли аналогично ориентированы во всех азимутальных направлениях от позиции источника

- 8 026344 (см. фиг. 6). Эффект, видимый в данных сейсмического отражения, состоит в том, что данные 8-волн, созданные дипольным источником (фиг. 3), имеют идентичную полярность в каждом азимуте-квадранте, окружающем позицию источника, однако данные 8-волн, созданных источником вертикальных сил, имеют различные полярности при отображении в азимутальных направлениях, которые отличаются на 180 градусов.

Методики обработки данных 8-волн в сейсмической отрасли основаны на предположении, что полярности данных являются постоянными по всему пространству сейсмического изображения. Таким образом, полярности данных 8-волн, полученные посредством источника вертикальных сил, могут быть отрегулированы для отображения в виде данных с постоянной полярностью, созданных дипольным источником путем регулирования полярности данных.

Согласно фиг. 14 будет описан процесс регулирования полярности данных. На фиг. 14 показан схематический вид позиции источника вертикальных сил (УР8). расположенной в трехмерной сетке 1400 получения сейсмических данных. Выражаясь языком сейсмической области, размещены направляющие линии приемников, называемые продольными, и ориентированы направляющие линии источников, называемые поперечными. В большинстве трехмерных конфигураций для получения сейсмических данных продольные и поперечные направления перпендикулярны друг другу.

Азимутальное направление положительной полярности в поперечном и продольном направлениях является произвольным. Однако, поскольку процессор для обработки данных выбирает конкретные поперечные и продольные направления с положительными полярностями, он автоматически разделил пространство продольных и поперечных сейсмических изображений вокруг положения источника вертикальных сил на области с двумя полярностями, а именно на область с положительной полярностью и область с отрицательной полярностью. На фиг. 14 показан принцип изменений полярности данных, примененных к данным источников вертикальных сил для создания данных 8-волн с постоянной полярностью в пространстве сейсмических изображений. Показана примерная трехмерная структура получения сейсмических данных, называемая ортогональной структурой, в которой линия источников и линии приемников перпендикулярны друг другу. УР8 представляет собой позицию вертикальной силы на одной линии источников. Направление с положительной полярностью выбрано (произвольно) для поперечного (линия источников) направления и продольного (линия приемников) направления. Данное решение разделяет пространство сейсмических изображений на две области, а именно область с положительной полярностью и область с отрицательной полярностью.

Пример реальных данных для данного принципа полярных данных показан на фиг. 15 и 16. Эти трехмерные сейсмические данные были получены с использованием вертикального вибратора. Сетка получения данных показана между каждой парой панелей данных для определения положения позиции неподвижного источника и различных позиций приемников, в которых были записаны данные, созданные этим источником вертикальных сил. Положительные продольные (1Ь) и поперечные (ХЬ) направления, отнесенные к сетке, указаны в каждой позиции приемника. Изображения, полученные способом отклонений, слева показывают полярности записанных данных. Изображения, полученные способом отклонений, справа показывают, что данные после изменений полярностей были применены согласно описанию для фиг. 14. После всех этих перемен полярностей все данные имеют единую полярность по всему пространству сейсмического изображения и могут быть обработаны обычным сейсмическим программным обеспечением.

Обработка данных для поперечных 8У-волн и 8Н-волн, созданных непосредственно в точке приложения источником вертикальных сил, отличается от обработки данных преобразованных 8У-волн. С использованием прямых данных источника полярности данных изменены на противоположные в области отрицательных смещений и, поскольку изменена полярность данных, данные в двух областях смещений обработаны в качестве одного набора данных, а не в качестве двух отдельных наборов данных. Данные прямых 8-волн от источника могут быть обработаны с использованием методик общей глубинной точки (СМР); тогда как данные Р-8У-волн обработаны с использованием методик общей точки обмена (ССР). Анализы скоростей данных выполнены раздельно в этих двух областях для обработки данных - общая глубинная точка против общей точки обмена.

На фиг. 15 показан первый пример полярностей сейсмических данных для вертикальных сил, записанных в азимутальных направлениях, которые отличаются на 180 градусов от позиции источника (слева). Справа на фиг. 15 показан результат изменения полярностей на противоположные в области с отрицательной полярностью для преобразования данных источников вертикальных сил в данные дипольного источника с постоянной полярностью.

На фиг. 16 показан второй пример полярностей сейсмических данных для вертикальных сил, записанных в азимутальных направлениях, которые отличаются на 180 градусов от позиции источника (слева). Справа на фиг. 16 показан результат изменения полярностей на противоположные в области с отрицательной полярностью для преобразования данных источников вертикальных сил в данные дипольного источника с постоянной полярностью.

Полученные данные.

Данные испытаний Лаборатории по разведочной геофизике (ЕСЬ) показывают, что источники вер- 9 026344 тикальных сил, обычно воспринимаемые в качестве источников Р-волн, формируют больше энергии 8волн непосредственно в точке приложения силы, чем энергии Р-волн. В одном примере реализации энергия 8-волн сформирована непосредственно в точке приложения силы источника, а не путем применений преобразований Р-волн в 8У-волны в границах разделов скважин.

В дополнение, полевые испытания показывают, что источники вертикальных сил создают высокоэнергетические высокоэффективные поперечные волны вида 8Н непосредственно в позиции источника в дополнение к поперечным волнам вида 8У. Данное утверждение подтверждено приведенным далее описанием.

Вид волн, заявленный в качестве 8Н, создает смещение Земли, перпендикулярное поперечным волнам вида 8У, и имеет скорость, большую скорости поперечных волн вида 8У при малых углах выхода.

Таким образом, программа испытаний источников Лаборатории по разведочной геофизике (ЕСЬ) доказывает, что полный набор данных о поле упругой волны (Р-волны, 8У-волны и 8Н-волны) может быть получены с использованием источников вертикальных сил.

Наличие данных 8У-волн непосредственно в позиции источника может быть сравнено с данными 8У-волн, которые преобразованы на границах изменения импедансов в Земле с Р-волн в 8У-волны посредством некоторых слоев среды ниже поверхности Земли, которые могут быть названы приближенными к источнику Существуют только два способа формирования поперечных 8У-волн: 1) использование источника, который создает смещение 8У-волн непосредственно в позиции источника, или 2) использование источника, который создает устойчивую Р-волну и использует преобразованные 8У-волны, которые Р-волна создает при освещении ей границы раздела при любом угле падения, отличном от 0 градусов.

Согласно приведенному выше описанию, данные 8Н-волн обнаружены в данных, созданных тремя общими типами источников вертикальных сил (вертикальный вибратор, вертикальное ударное воздействие, взрывчатое вещество для взрывных скважин), что означает, что смещение 8Н-волн возникает непосредственно в точке, в которой источник вертикальных сил прикладывает свой вектор силы к Земле.

Получение и обработка данных.

Согласно фиг. 17 будут описаны график получения данных и система обработки данных 1700 и способ получения и обработки полного набора данных о форме упругой волны от источника вертикальной силы с использованием поверхностных датчиков. Сейсмический источник 1702 вертикальной силы расположен на небольшом углублении в поверхности 1704 Земли, рядом с ним или внутри него. Источник 1702 выполнен с возможностью для передачи вертикальной силы поверхности 1704 для распространения сейсмических волн в среду 1706 Земли. Источник 1702 может содержать вертикальный вибратор, взрывчатые вещества для взрывных скважин, ударный источник вертикальных сейсмических волн, пневмопушку, вертикальный возбудитель сейсмических колебаний путем сбрасывания груза или ударный источник сейсмических сигналов и/или другие источники вертикальных сил. В данном примере источник вертикальных сил 1702 создает продольную волну (Р-волну) и оба основных вида поперечных волн (8Н-волны и 8У-волны) в Земле 1706 непосредственно в точке приложения 1708 источника вертикальной силы. В данном примере реализации, по меньшей мере, некоторые из поперечных 8Н-волн и 8У-волн сформированы в источнике 1702, а не путем глубинного преобразования, вызванного участками среды 1706 Земли. Частотные волны могут быть обеспечены в развертке по частоте или одиночном широкополосном импульсе. Источник вертикальных сил может быть применен без каких-либо источников горизонтальных сил.

Сейсмический датчик 1710 расположен вдоль поверхности Земли, причем он может быть расположен на углублении в поверхности 1704 Земли, рядом с ним или внутри него. Например, в одном примере реализации могут быть пробурены неглубокие скважины, а датчики 1710 могут быть размещены в скважинах для предотвращения шума от ветра и шума, создаваемого ливневыми дождями и т.п. Датчик 1710 выполнен с возможностью определения или обнаружения восходящих волн, отраженных от глубинных участков, образований, интересующих объектов и т.п. В данном примере реализации датчик 1710 содержит многокомпонентный сейсмоприемник, например трехкомпонентный сейсмоприемник, выполненный с возможностью обнаружения поперечной волны (Р-волны) и обоих основных типов поперечных волн (8Н-волн и 8У-волн). Согласно фиг. 1-14 различные группы и конструкции источников 1702 и датчиков 1710 могут быть осуществлены в различных примерах реализации. Например, двухмерный или трехмерный регистрирующий образец может быть установлен по поверхности 1704 Земли. В качестве другого примера множество источников 1702 (например, по меньшей мере два, по меньшей мере пять, по меньшей мере десять и т.д.) могут быть расположены вдоль линии и выполнены с возможностью передачи сейсмических волн вместе или одновременно. Вертикальное сейсмическое профилирование (У8Р) может быть применено в одном примере реализации. В одном из альтернативных примеров реализации может быть использована обратная схема вертикального сейсмического профилирования, в которой по меньшей мере один источник расположен в стволе скважины или скважине и по меньшей мере один трехкомпонентный датчик или передатчик расположен вдоль поверхности Земли. Еще в одном альтернативном примере реализации может быть применена межскважинная конструкция, в которой источники расположены в одной скважине или стволе скважины, а трехкомпонентные приемники или датчики распо- 10 026344 ложены в другой скважине или стволе скважины. Источник в стволе скважины может представлять собой закрепленный на стене механический вибратор в скважине, заполненной воздухом или текучей средой, или пневмопушку, гидропушку или высокоэнергетический пьезоэлектрический преобразователь, свободно подвешенный в столбе текучей среды скважины, или другой источник.

Записывающая система 1712 для записи сейсмических данных выполнена с возможностью приема сейсмических данных, обнаруженных датчиком(и) 1710 посредством проводной или беспроводной линии связи и возможностью сохранения данных в базе данных. Система 1712 может содержать любой тип вычислительного устройства. Система 1712 может быть выполнена с возможностью получения и/или обработки полученных данных. Например, обработка может включать изменение полярности согласно приведенному ранее описанию, этапы обработки по фиг. 18, описанные далее, или другие алгоритмы обработки сейсмических данных.

Устройство 1714 вывода с цифровым носителем может быть соединено с системой 1712 или данные могут быть переданы на устройство 1714 от системы 1712 с использованием любых из множества технологий, таких как проводная или беспроводная сеть, запоминающее устройство и т.п. Устройство 1714 может содержать по меньшей мере одно устройство из дисплея, принтера, динамика и/или других устройств вывода.

Согласно одному примеру реализации система 1712 может быть выполнена с возможностью получения или захвата данных вида 8Н-8Н посредством поверхностных датчиков. Согласно еще одному примеру реализации система 1712 может быть выполнена с возможностью получения данных 8У-волн и 8Н-волн посредством поверхностных датчиков.

Согласно фиг. 18 будут описаны диаграмма получения данных и система обработки данных 1800 и способ получения и обработки полного набора данных о форме упругой волны от источника вертикальной силы с использованием скважинных датчиков. Сейсмический источник 1802 вертикальных сил расположен на небольшом углублении в поверхности 1804 Земли, рядом с ним или внутри него. Источник 1802 выполнен с возможностью передачи вертикальной силы поверхности 1804 для распространения сейсмических волн в среду 1806 Земли. В данном примере источник 1802 вертикальных сил создает продольную волну (Р-волну) и оба основных вида поперечных волн (8Н-волну и 8У-волну) в Земле 1806 непосредственно в точке применения 1808 источника вертикальной силы. В данном примере реализации по меньшей мере некоторые из поперечных 8Н-волн и 8У-волн сформированы в источнике 1802, а не путем глубинного преобразования, вызванного участками среды 1706 Земли. Может возникать смешение данных δ-волн, созданных непосредственно в позиции источника посредством данных преобразованных 8У-волн, созданных в границах разделов, удаленных от позиции источника. Система обработки данных может быть выполнена с возможностью разделения, удаления, преобразования или идентификации этих данных преобразованных 8У-волн (и/или другие виды шумов, такие как Р-волны, многократные Р-волн и 8-волн, волны отражательных поверхностей, шум ветра и т.п.) и для выделения, усиления или идентификации целевого сигнала.

Множество сейсмических датчиков 1810 расположены в множестве позиций в каждой по меньшей мере из одной неглубоких или глубоких скважин, пробуренных при любом угле наклона. Датчики 1810 могут быть установлены на постоянной основе (например, путем цементирования или закрепления их на месте каким-либо другим образом) или могут быть выполнены съемными посредством кабеля или гибкой трубы. Датчики 1810 выполнены с возможностью определения или обнаружения восходящих волн, отраженных от глубинных участков, пород, интересуемого объекта и т.п. В данном примере реализации каждый из датчиков 1810 содержит по меньшей мере один сейсмоприемник, например трехкомпонентный сейсмоприемник, выполненный с возможностью обнаружения продольной волны Р и обоих основных типов поперечных волн (8Н-волн и 8У-волн). Согласно фиг. 1-14 различные группы и конфигурации источников 1802 и датчиков 1812 могут быть реализованы в различных примерах реализации.

Средства для размещения датчиков и записывающая система 1812 для записи сейсмических данных могут быть выполнены с возможностью размещения датчиков 1810 в стволе 1809 скважины, подачи питания на датчики 1810 и обеспечения других функций, необходимых для установки датчиков 1810. Система 1812 содержит вычислительную систему, выполненную с возможностью приема сейсмических данных, обнаруженных датчиками 1810 посредством проводной или беспроводной линии 1813 связи, и возможностью сохранения этих данных в базе данных. Система 1812 может быть выполнена с возможностью получения и/или обработки полученных данных. Например, обработка может включать изменение полярности согласно приведенному ранее описанию, этапы обработки по фиг. 18, описанные далее, или другие алгоритмы обработки сейсмических данных.

Цифровой носитель 1815 может быть соединен 1812 с использованием любых технологий из множества технологий, таких как проводная или беспроводная сеть и т.п. Носитель 1815 может быть выполнен с возможностью сохранения и передачи обнаруженных и/или обработанных данных на другие вычислительные устройства.

Согласно фиг. 19 будет описана система обработки данных для обработки полного набора данных о поле упругой волны. Система 1900 содержит вычислительную систему 1902 для цифровых вычислений, такую как персональный компьютер, υΝΙΧ сервер, отдельное автоматизированное рабочее место, высо- 11 026344 копроизводительная группа рабочих станций или другая вычислительная система или системы. Система 1902 имеет достаточную вычислительную мощность для обработки больших количеств комплексных сейсмических данных. Запоминающее устройство 1904 или другие устройства памяти соединено с вычислительной системой 1902 для цифровых вычислений, которая выполнена с возможностью приема данных от записывающих устройств с обеспечением записи полей или датчиков, сохраненных на цифровом носителе 1906, таком как карта памяти, жесткий диск или другие запоминающие устройства. Запоминающее устройство 1904 выполнено с возможностью загрузки или приема многокомпонентных сейсмических данных от цифрового носителя 1906 и возможностью сохранения этих данных в базе данных.

Пользовательский интерфейс 1908, такой как клавиатура, дисплей, сенсорный дисплей, динамик, микрофон и/или другие устройства пользовательского интерфейса, может быть соединен с системой 1902 для обеспечения двусторонней связи между системой 1902 и пользователем. Согласно одному примеру реализации множество пользовательских терминалов 1910 могут получать доступ к системе 1902 обработки данных через пользовательский интерфейс с использованием сети из компьютеров, терминалов или других устройств ввода и/или вывода (например, распределенной сети, такой как Интернет).

Библиотека 1912 программного обеспечения соединена с системой 1902 обработки данных и содержит по меньшей мере один нетранзисторный машиночитаемый носитель, запрограммированный на выполнение по меньшей мере одного алгоритма обработки данных. Алгоритмы обработки данных могут содержать любое количество известных алгоритмов обработки сейсмических данных или алгоритмов, которые описаны в настоящей заявке или которые могут быть разработаны в будущем. Алгоритмы могут содержать алгоритмы в двух категориях: (1) алгоритмы, необходимые для обработки данных, полученных поверхностными трехкомпонентными датчиками, и (2) алгоритмы, необходимые для обработки данных, полученных трехкомпонентными датчиками, расположенными в глубоких скважинах.

Поверхностные датчики.

Для поверхностных датчиков вычислительная система 1902 для обработки данных может быть запрограммирована с использованием существующего кода, запатентованного кода и общедоступного коммерческого кода. Система 1902 может быть запрограммирована с использованием нового кода для оптимизации обработки данных и построения изображения. Система 1902 может быть запрограммирована на извлечение Р-волн, 8Н-волн и 8У-волн из записанных данных согласно описанию в настоящей заявке в отношении фиг. 1-14.

Датчики глубоких скважин.

Если данные получены с использованием датчиков глубоких скважин, то процедуру называют вертикальным сейсмическим профилированием (У8Р). Обрабатывающие системы для обработки данных о вертикальных сейсмических профилях (У8Р) не так широко распространены, поскольку представляют собой системы для обработки данных поверхностных датчиков. Данные о вертикальных сейсмических профилях (У8Р) могут быть обработаны с использованием систем обработки данных, выполненных или примененных подрядными организациями по вертикальному сейсмическому профилированию (У8Р), такими как компания 8сЫишЪегдег, компания НаШЪийоп, компания Вакег АНак, компания ΚΕΑΌ и/или другие компании. Системы обработки данных может быть выполнена с возможностью извлечения Р-волн, 8Н-волн и 8У-волн из записанных данных путем определения излучения поперечных 8У-волн и 8Н-волн непосредственно от позиции поверхностного источника.

Система 1900 может дополнительно содержать по меньшей мере одно устройство 1914 вывода, соединенное с вычислительной системой 1902 для цифровых вычислений. Устройства 1914 вывода могут содержать плоттеры, накопители на магнитной ленте, дисководы и т.п., выполненные с возможностью приема, хранения, отображения и/или представления обработанных данных в удобном формате.

Согласно фиг. 20 будет описана блок-схема, иллюстрирующая способ 2000 обработки полного набора данных об упругих волнах. Способ может работать по меньшей мере на одной схеме обработки, такой как вычислительная система 2002 для цифровых вычислений. В блоке 2002 схема обработки снабжена смешанными Р-волнами, 8Н-волнами и 8У-волнами в пространстве данных координат (продольных и поперечных) из этапов получения, описанных ранее. В блоке 2004 схема обработки выполнена с возможностью или запрограммирована для отделения, разделения или удаления другим образом данных Р-волн путем применения фильтров скоростей для отражения или фильтрования поперечных 8Н-волн и 8У-волн.

Фильтр скоростей представляет собой любую численную процедуру, примененную к сейсмическим данным, которая выделяет волны, которые распространяются с конкретной намеченной скоростью, и которая обеспечивает затухание волн, которые распространяются со скоростями, отличающимися от этой намеченной скорости. Существует множество алгоритмов, доступных процессорам для обработки сейсмических данных, которые выполняют фильтрацию скоростей. Некоторые из этих фильтров работают в частотно-волночисленной (Г-к) области, некоторые в области время-медлительность (!ащр), а некоторые представляют собой медианные фильтры области время-глубина и т.д. Фильтры скоростей обеспечивают возможность отделения однократных Р отражений от множественных Р отражений и отделение 8-волн от Р-волн.

Преобразованные 8У-волны имеют более высокую скорость, чем прямые 8-волны, поскольку пре- 12 026344 образованная 8У-волна включает падающую Р-волну; тогда как ниспадающая траектория для прямой 8волны представляет собой 8-волну (намного медленнее, чем Р-волны). Фильтры скоростей могут быть выполнены таким образом, что пропускают низкие скорости, связанные с 8-8-волной (падающая 8-волна и восходящая 8-волна), и отражают более высокие скорости Р-8У-волн (падающая Р-волна и восходящая 8У-волна).

В блоке 2006 схема обработки выполнена с возможностью изменения полярностей продольных и поперечных данных горизонтальных датчиков, полученных при отрицательных смещениях согласно приведенному выше описанию для фиг. 10-14. В блоке 2008 схема обработки выполнена с возможностью преобразования данных горизонтального датчика из пространства продольных и/или поперечных данных в пространство радиальных и/или поперечных данных согласно приведенному выше описанию для фиг. 10-14. В итоге, поперечные 8Н-волны и 8У-волны (8Н - поперечные данные; 8У - радиальные данные) разделены и обработаны по отдельности.

В блоке 2010 данные радиального датчика выделены в качестве базы данных для поперечных 8Уволн, а данные поперечного датчика выделены в качестве базы данных поперечных 8Н-волн. Это разделение поперечных 8У-волн и 8Н-волн обеспечивает возможность отдельного представления этих типов волн (например, в качестве отдельных наборов данных) в поток обработки данных, начинающийся в блоке 2012.

В блоке 2012 любая процедура из множества процедур анализа скорости, доступная в отрасли по обработке сейсмических данных, может быть применена к каждому виду Р-волн, 8У-волн и 8Н-волн в отдельности. Популярные возможности анализа скорости представляют собой суммирование по форме, частотно-волночисленной анализ и анализ временного замедления. Этот этап определяет оптимальную функцию скорости для каждого вида волны, которая выделит однократно отраженные волны для такого вида волны и уменьшит шум, межслойные кратные волны и мнимые волны от конкурирующих типов волн.

В блоке 2014 статические поправки применены для улучшения выравнивания отражателей. Эти поправки включают временные сдвиги данных, полученных в каждой позиции источника и приемника. Поскольку эти временные сдвиги применены ко всей развертке данных, они представляют собой так называемые статические поправки для установления их отличия от динамических временных регулировок, выполненных другими процессами. Одна статическая поправка удаляет временные разницы, вызванные изменениями в уровнях позиций путем регулирования нуля по шкале времени на каждой развертке данных для математического перемещения всех позиций источников и приемников к плоскости общих данных. Вторая статическая поправка удаляет временные различия, вызванные различными скоростями, являющимися локальными по отношению к различным позициям источников и приемников. Конечный результат этих статических поправок представляет собой улучшение в последовательности отражений.

В блоке 2016 любая из множества процедур подавления шумов может быть применена к данным для улучшения соотношения сигнал-шум. Некоторые варианты подавления шумов могут представлять собой обычные частотные фильтры. Другие могут представлять собой более сложные процедуры 1ан-р. ΙΕ или процедуры обратной фильтрации.

В блоке 2018 данные просуммированы (или сложены) для создания исходного изображения. В данный этап встроено динамическое временное регулирование отраженных волн, называемые кинематической поправкой, которая применена для сглаживания отраженных волн к идентичной временной координате при всех смещениях для источника-приемника. Структура получения данных может приводить к образованию многих пар источник-приемник для создания отраженных волн в идентичной глубинной координате. При суммировании сглаженные отражения от всех пар источник-приемник, которые отображают идентичную глубинную координату, сложены для создания одной развертки изображений в координате пространства изображений. При продолжении данного процесса суммирования по всему пространству сейсмических изображений в каждой точке изображения в пространстве изображений создана одна развертка изображений с высокой характеристикой сигнал-шум. На этом этапе процессор для обработки данных выполняет свою первую проверку качества анализа скорости и статистических поправок, которые были применены к данным (например, путем отображения данных на электронном дисплее, печати данных с использованием принтера).

В блоке 2020 процессор для обработки данных должен принять решение об удовлетворительности изображения или о необходимости повторения обработки данных для улучшения точности анализов скоростей, которые осуществляют кинематические поправки отраженных волн, и для улучшения точностей статических поправок, которые сдвигают по времени отраженные волны в каждой позиции источника и приемника. Если решение состоит в повторении процесса отображения, то процедура возвращается к блоку 2012 и снова переходит к блоку 2020. Если Земля содержит плоские горизонтальные слои, то эти просуммированные данные представляют собой хорошее изображение геологического строения разреза. Если слои Земли выполнены погруженными или в них образован разрыв, то эти просуммированные данные не представляют собой истинное изображение геологического строения, однако они все еще указывают на качество этого истинного изображения, которое будет создано при переносе данных (блок 2022).

В блоке 2022 данные подвергают миграции. Миграция представляет собой процедуру, использующую полученную сейсмическим образом скоростную модель Земли для перемещения отраженных волн

- 13 026344 от их координатных положений в пространстве изображений типа зависимость сдвига от времени к их правильным подповерхностным положениям в Земле. В индустрии по обработке сейсмических данных доступно множество алгоритмов миграции. Некоторые алгоритмы представляют собой интеллектуальную собственность компаний по обработке данных; другие доступны в виде программного обеспечения, передаваемого в коммерческое пользование или общедоступного бесплатного программного обеспечения. Миграция во временной области допускает изменения скорости только в вертикальном направлении. Миграция в глубинной области обеспечивает возможность изменения скорости по вертикали и в сторону.

Положение этапа миграции данных на фиг. 20 представляет собой процедуру миграции данных после суммирования. Этап миграции может быть перемещен для размещения между блоками 2016 и 2018 для выполнения миграции до суммирования. Миграция до суммирования часто более необходима, чем миграция после суммирования, однако требует больших затрат компьютерных ресурсов. Миграция во временной области и миграция в глубинной области могут быть отображены таким образом, что вертикальная ось координат изображения представляет собой ось глубины или ось времени в зависимости от задач процессора для обработки данных.

Идеи настоящей заявки могут быть реализованы подрядчиками в области сейсморазведки, нефтяными и газовыми компаниями и другими. Идеи настоящей заявки могут быть также применены в других отраслях промышленности, таких как геотермальная энергия, удаление СО₂ и т.п.

Существующие данные.

Системы и способы, описанные в настоящей заявке, могут быть применены для обработки существующих, или предшествующих, или унаследованных наборов сейсмических данных. Согласно одному примеру запоминающее устройство содержит сейсмические данные, которые могут представлять собой предварительные, необработанные или частично обработанные данные. Сейсмические данные возможно были созданы за месяцы или года до обработки этих данных. Схема обработки может быть выполнена с возможностью обработки сейсмических данных для формирования, обеспечения или получения полного набора данных о форме упругой волны. Например, схема обработки может быть выполнена с возможностью изменения полярностей данных горизонтального датчика, полученных при отрицательных смещениях согласно описанию в настоящей заявке для формирования данных δ-волн, таких как данные поперечных §Н-волн и ЗУ-волн. Схема обработки может быть дополнительно выполнена с возможностью извлечения Р-волн, §Н-волн и ЗУ-волн из ранее записанных данных. В одном примере реализации сейсмические датчики будут получать данные в течение достаточного периода времени, такого как по меньшей мере 10 или 12 с, для приема всех более медленно перемещающихся поперечных §Н-волн и ЗУ-волн в дополнение к данным Р-волн.

Согласно одному примеру реализации источники, отличные от взрывных источников (т.е. невзрывные источники, такие как вертикальные вибраторы и источники вертикальных воздействий), могут быть применены для построения изображений §-волн, таких как изображения поперечных ЗУ-волн и §Н-волн. Преимущества невзрывных источников состоят в том, что они представляют собой подходящие источники в средах, в которых взрывные источники запрещены или не пригодны к использованию. Примерные преимущества описаны далее.

Взрывчатые вещества не могут быть применены в городских средах. В отличие от этого вибраторы могут функционировать на улицах, аллеях и в непосредственной близости к зданиям.

Взрывчатые вещества не могут быть применены вдоль дорожных трасс. Проселочные дороги и шоссе общего пользования представляют собой популярные профильные положения для вибраторов.

В областях, загрязненных механическим шумом (движение транспорта, перекачивающие станции для газопроводов, насосы-качалки для нефтяных скважин, действующие буровые установки и т.д.), короткий импульс (обычно охватывающий только от 100 до 200 мс), созданный взрывом взрывчатых веществ, может быть подавлен кратковременными шумовыми выбросами от источников шумов, являющихся локальными по отношению по меньшей мере к одной позиции приемника. В отличие от этого вибратор создает импульс путем введения длительного (от 10 до 12 с) импульса с линейной частотной модуляцией в Землю, в которой частоты изменяются в зависимости от известной временной зависимости. Несмотря на то что механический шум имеет точно такое же изменение частоты в течение 10 или 12 с ровно как и сигнал вибратора с частотной линейной модуляцией, процедура взаимной корреляции, применяемая для идентификации вибросейсмических отраженных волн, подавляет шум. Взрывные источники менее практичны по сравнению с вибраторами в зашумленных средах.

Источники вертикальных ударных воздействий имеют преимущество, поскольку они имеют меньшую стоимость, чем источники взрывов (и обычно меньшую стоимость, чем вибраторы). Операторы часто выбирают источник с меньшей стоимостью, даже если этот источник имеет некоторые технические недостатки.

Несмотря на то что невзрывные источники применены в некоторых примерах реализации, описанных в настоящей заявке, источники взрывов могут быть применены в других примерах реализации, описанных в настоящей заявке.

Данные §-волн могут быть получены в самом широком возможном диапазоне сред при применении

- 14 026344 источников вертикальных сил. Взрывные источники могут быть использованы в болотах, горах и т.д., в которых невзрывные источники нецелесообразны или неосуществимы, а вибраторы и источники вертикальных ударных воздействий могут быть использованы в культурных областях (города, дороги и т.п.), в которых взрывчатые вещества запрещены, и в случаях, в которых нехватка бюджетных средств ограничивает варианты источников.

Системы и способы, описанные по фиг. 17-20 могут реализовывать любую из особенностей или принципов, описанных по фиг. 1-16.

Различные примеры реализации, раскрытые в настоящей заявке, могут включать или могут быть реализованы применительно к машиночитаемому носителю, выполненному с возможностью сохранения в нем машиновыполняемых инструкций, и/или по меньшей мере одному модулю, схеме, блоку или другому элементу, который может содержать аналоговые и/или цифровые компоненты схем (например процессор или другую схему обработки), выполненные, размещенные или запрограммированные для выполнения по меньшей мере одного из этапов, описанных в настоящей заявке. В качестве примера машиночитаемый носитель может содержать нетранзисторный носитель, такой как ОЗУ (РАМ), ПЗУ (РОМ), ПЗУ на компакт-диске (СИ-РОМ) или другие накопители на оптических дисках, запоминающее устройство на магнитных дисках, флэш-память или любые другие нетранзисторные носители данных, выполненные с возможностью сохранения и предоставления доступа к необходимым машиночитаемым инструкциям. Использование схемы или модуля в настоящем изобретении предназначено для широкого охвата любого по меньшей мере одного из дискретных компонентов схем, аналоговых и/или цифровых компонентов схем, интегральных схем, полупроводникового устройства и/или программируемых частей любого из следующих устройств, включая микропроцессоры, микроконтроллеры, прикладные интегральные схемы (А81С), программируемые логические схемы или другие электронные устройства.

Несмотря на приведенные подробные чертежи, конкретные примеры и формулировки описывают примеры реализации, они выполняют только иллюстративную функцию. Показанные и описанные конфигурации аппаратных средств и программного обеспечения могут отличаться в зависимости от выбранных рабочих характеристик и физических характеристик вычислительных устройств. Показанные и описанные системы не ограничены раскрытыми точными сведениями и условиями. Кроме того, другие замены, модификации, изменения и исключения могут быть выполнены в дизайне, условиях работы и конструкции примеров реализации без выхода за пределы объема настоящего изобретения, выраженного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (15)

1. Способ получения полного набора данных о форме упругой волны из сейсмических данных, полученных с использованием источника вертикальных сил, согласно которому извлекают из запоминающего устройства сейсмические данные, содержащие данные продольной волны (Р-волны), а также прямой горизонтально поляризованной поперечной волны (§Н-волны) и прямой вертикально поляризованной поперечной волны (§У-волны), причем данные прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны отражают сейсмические волны, распространяемые в качестве горизонтально поляризованной поперечной волны и вертикально поляризованной поперечной волны в месте применения источника вертикальных сил и обнаруживаемые в качестве отражений в многокомпонентных сейсмоприемниках, расположенных вдоль поверхности Земли; и обрабатывают сейсмические данные с использованием схемы обработки данных для формирования полного набора данных о форме упругой волны, при этом согласно обработке изменяют полярность данных прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны для получения данных горизонтально поляризованной поперечной волны и данных вертикально поляризованной поперечной волны;

выделяют прямую горизонтально поляризованную поперечную волну и прямую вертикально поляризованную поперечную волну из указанных сейсмических данных;

раздельно обрабатывают каждую из прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны с использованием по меньшей мере одного из следующего: анализа скорости, статической поправки, фильтра для подавления шумов, процесса суммирования и этапа миграции; и создают изображение прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны на основании результатов обработки.

2. Способ по п.1, согласно которому на этапе изменения полярности также определяют область с положительной полярностью и область с отрицательной полярностью, при этом многокомпонентные сейсмоприемники содержат первую группу приемников в области с положительной полярностью и вторую группу приемников в области с отрицательной полярностью, и также используют изменения полярности данных к данным источника вертикальных сил, полученным в приемниках в области с положительной полярностью или в области с отрицательной полярностью для формирования данных попереч- 15 026344 ной волны (З-волны) с постоянной полярностью в пространстве сейсмического изображения.

3. Способ по п.1, согласно которому на этапе обработки используют фильтр скоростей для отделения данных горизонтально поляризованной поперечной волны и вертикально поляризованной поперечной волны от данных продольной волны.

4. Способ по п.1, согласно которому сейсмические данные получают с использованием источника вертикальных сил без каких-либо источников горизонтальных сил.

5. Способ по п.1, согласно которому сейсмические данные получают посредством невзрывного источника.

6. Способ по п.1, согласно которому сейсмические данные получают с использованием взрывного источника.

7. Способ по п.1, согласно которому сейсмические данные записывают за время записи, составляющее по меньшей мере 8 с.

8. Способ по п.1, согласно которому также обеспечивают наличие сейсмических волн в Земле от источника вертикальных сил и обнаруживают отражения сейсмических волн в многокомпонентных сейсмоприемниках, расположенных вдоль поверхности земли.

9. Система обработки сейсмических данных, сохраненных в памяти, содержащая память для сохранения сейсмических данных, содержащих данные продольной волны (Р-волны), а также прямой горизонтально поляризованной поперечной волны (ЗН-волны) и прямой вертикально поляризованной поперечной волны (ЗУ-волны), причем данные прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны отражают сейсмические волны, распространяемые в качестве горизонтально поляризованной поперечной волны и вертикально поляризованной поперечной волны непосредственно в месте применения источника вертикальных сил и обнаруживаемые в качестве отражений в многокомпонентных сейсмоприемниках; и схему обработки, выполненную с возможностью изменения полярности в данных прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны для получения данных горизонтально поляризованной поперечной волны и данных вертикально поляризованной поперечной волны;

выделения прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны из сейсмических данных;

раздельной обработки каждой из прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны с использованием по меньшей мере одного из следующего: анализа скорости, статической поправки, фильтра для подавления шумов, процесса суммирования и этапа миграции; и создания изображения прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны на основании результатов раздельной обработки.

10. Система по п.9, также содержащая устройство вывода, выполненное с возможностью вывода изображений продольной волны и прямых поперечных волн.

11. Система по п.9, в которой схема обработки данных также выполнена с возможностью отделения данных продольной волны от данных прямой горизонтально поляризованной поперечной волны и прямой вертикально поляризованной поперечной волны с использованием фильтра скоростей.

12. Система по п.9, также содержащая источник вертикальных сил, выполненный с возможностью обеспечения наличия сейсмических волн; и многокомпонентный сейсмоприемник, расположенный вдоль поверхности Земли и выполненный с возможностью обнаружения отражений сейсмических волн.

13. Система по п.12, в которой источник вертикальных сил представляет собой вибратор.

14. Система по п.12, в которой источник вертикальных сил представляет собой источник ударных воздействий.

15. Система по п.12, в которой источник вертикальных сил представляет собой пневмопушку.