NO132852B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen er en viderefbring av den i fransk patent nr. 1.583.239 beskrevne fremgangsmåte for sondering av et miljb.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen er karakterisert ved at det lange signal sendes ut ved hjelp av flere sendekilder med en innbyrdes og i forhold til mottageroppstiIlingen sideveis avstand, idet tidspunktene for utsending fra hver kilde er ordnet slik at man, ved å veksle (interkorrelere) rekkefblgen av sendetidspunktene for en hvilken som helst av de nevnte kilder, i lbpet av en periode lik gjennomlbpstiden frem og tilbake, oppnår den lengste bblge i miljbet, hvilken er en funksjon hvis forhold mellom amplituden av hbyeste topp og amplituden av de sekundære residier blir av samme stbrrelsesorden som det tilsvarende forhold for •autokorrelasjonsfunksjonen av sendetidspunktene for nevnte hvilken som helst kilde.

Den fremgangsmåte for seismisk sondering av et miljb som er fore-slått i fransk patent nr. 1.583.239 består i å sende ut et langt signal som forplanter seg i nevnte miljb i form av bblger som oppfanges og registreres i form av signaler etter refleksjon mot minst en reflektor, idet de mottatte signaler derpå interkorreleres med de utsendte signaler med sikte på å bestemme gjennomlbpstidene for de reflekterte bblger, idet det lange signal består av en rekke adskilte energipulser med nær konstant amplitude hvis antall bestemmes på slik, i og for seg kjent, måte at det utsendte signals autokorrelasjonsfunksjon oppviser amplitude-korrelasjonsresidier mindre enn en gitt brbkdel av funksjonens maksimale amplitude.

Skjbnt denne fremgangsmåte lett kan iverksettes med god virknings-grad i mekanisk energi for de anvendte kilder for utsendelse av pulstog, og også tillater oppnåelse av god definisjon av reflek-torene når man forskyver de akustiske bblgekilder, gir den ingen mulighet for samtidig å oppnå brukbare informasjoner vedrbrende de forskjellige seismiske seksjonene. Av denne grunn krever rekognosering av et gitt geologisk lag ai: sonderingsanordningen holdes i ro i lbpet av såvidt lang tid at det medfbrer en for-holdsvis hby omkostning pr. km seismisk profil.

Nærværende oppfinnelse gir mulighet for med samme mottageroppstilling og i lbpet av samme sendetid å dekke flere forskjellige seismiske seksjoner, d.v.s. flere informasjoner vedrbrende under-grunnen for samme stasjon av sonderingsanordningen, og tillater således en betydelig besparelse ved etablering av en seismisk profil i et gitt område.

Forbedringen ved den fremgangsmåte for sondering av et miljb i hvilken man sender et langt signal bestående av et tog av adskilte energipulser med hovedsaklig konstant amplitude, hvis ..roi all bestemmes slik at autokorrelasjonsfunksjonen for det utsei,,: :..e signal oppviser korrelasjonsresidier med amplitude mindre enn en gitt brbkdel av funksjonens maksimale amplitude, idet det lange signal forplantes i nevnte miljb i form av bblger som oppfanges og registreres i form av signaler ved hjelp av minst en mottageroppstilling etter refleksjon på minst en reflektor, og idet de mottatte signaler interkorreleres med det utsendte lange signal med sikte på å bestemme gjennomlbpstiden for de reflekterte bblger, karakteriseres ved at det lange signal sendes ut ved hjelp av flere sendekilder anbragt med en innbyrdes og i for til mottageroppstillingen sideveis forskyvning, idet sendetidspunktene for hver kilde er ordnet slik at man ved å interkorrelere rekken av sendetidspunkter for hvilken som helst av de nevnte kilder,

i lbpet av en tid lik gjennomlbpstiden frem og tilbake, oppnår den lengste bblge som forplantes i det miljb som skal sonderes,

en funksjon hvis forhold mellom amplituden av stbrste topp og amplituden av de sekundære residier er av samme størrelsesorden som forholdet mellom amplituden av stbrste topp og amplituden av hver av de sekundære topper på autokorrelasjonsfunksjonen ved sendetidspunktene for nevnte hvilken som helst kilde.

I en form av iverksettelsen av fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen rettes sendekildene inn i en retning perpendikulært på mottager-oppstillingens retning, idet en av kildene befinner seg i forlengelsen av mottageroppstillingen.

Den sideveis avstand mellom de til hverandre stbtende kilder er fortrinnsvis lik den avstand som skiller mottageren fra den kilde som er rettet inn etter denne.

I en annen utformning av fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen bruker man flere mottageroppstillinger, idet de bblger som sendes ut fra hver kilde reflekteres av forskjellige reflektorer og registreres av hver mottageroppstilling. Man kan på denne måte multiplisere de seismiske seksjoner i forskjellige retninger.

Ved fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen bruker man minst to sendekilder. De nevnte kilder kan plasseres i samme nivå, hvilket f.eks. er tilfellet ved undersjbisk sondering, i hvilket tilfelle kildene befinner seg ved havoverflaten, eller i forskjellige nivåer som tilfelle er ved terrestrisk seismisk undersbkelse, idet informasjonene da behandles slik at de refereres til samme plan.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ved lesning av fblgende, ikke begrensende beskrivelse i forbindelse med vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser banen for seismiske bblger sendt fra tre sendekilder og forplantende seg langs tre retninger, idet bblgene etter refleksjon oppfanges av en enkelt mottageroppstilling. Fig. 2 viser banen for seismiske bblger utsendt fra to sendekilder og som etter refleksjon registreres av to mottageroppstillinger.

Ved det i fig. 1 viste anlegg for seismisk sondering omfatter den seismografiske anordning, eller mottageroppstillingen, et visst antall seismografer eller oppfangere R^, R2 R-^ rettet inn langs en linje D. Den fbrste sendekilde E1 forskyves i en retning D^ som faller sammen med linjen D, som forskyves med samme hastighet som kilden E, for å holde konstant den avstand som skiller kilden fra den nærmeste oppfanger R^. Kildene E2 og E^ er anbragt i et plan P som defineres av den rette linje D og kilden E^. Kildene TZ^ 0<3 E3 forskyves henholdsvis i ret-ningene D2 og D^ som fortrinnsvis er parallelle med linjen D eller retningen D^ i det tilfelle da denne siste faller sammen med D, og er anbragt på hver side av kilden E1 i en avstand av samme stbrrelsesorden som den avstand som skiller kilden E, fra nærmeste oppfanger R^.

Sendeprogrammet for kildene E^, E2 og E3 velges på forhånd og defineres slik at sendetidspunktene for hver kilde er ordnet slik at man ved å interkorrelere rekken av sendetidspunkter for alle kildene med rekken av sendetidspunkter for en hvilken som helst av kildene, i lbpet av en tid T lik gjennomlbpstiden frem og tilbake for det signal som forplantes i det miljb son skal undersbkes, oppnår en funksjon hvis forhold mellom amplituden av stbrste amplitudetopp og amplituden av de sekundære residier blir av samme, stbrrelsesorden som forholdet mellom stbrste amplitudetopp og amplituden av hver av de se"kundære topper på autokorrelasjonsfunksjonen for utséndelsestidspunktet for nevnte

hvilken som helst kilde.

Man kan f.eks. la kildene E^, E2 og E^ sende periodisk etter hverandre, idet hver kilde bare sender en enkelt puls pr. periode.

Man kan iverksette fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen ved å rea-lisere en sendekode i hvilken tidsintervallene mellom to på hverandre fblgende sendetidspunkter i rekken av sendetidspunkter for alle kildene er multipler av en og samme basistid på en fast tid nær, idet rekken av multiplikatorer er en rekke av vilkårlige tall, og derpå anvende sendetidspunktene av stbrrelse (3p + 1) på kilden E^ (3p + 2) på E2 og (3p + 3) på E3, idet p er et helt tall lik eller stbrre enn null.

Det således definerte sendeprogram tillater oppnåelse av korrelasjonsresidier av interkorrelasjonsfunksjonen for sendetidspunktene for en hvilken som helst av kildene E^, E2 og E3 med sendetidspunktene for alle de nevnte kilder, som er mindre enn korrelasjonsresidiene for sendetidspunktene for alle kildene E^, E2 og E3.

Fra kilden E.^ utgår akustiske bblger som forplanter seg i jorden og av hvilke visse komponenter reflekteres av en reflektordel som materialiseres av. segmentet d^ i et speilplan M. Til den innfallende bblge 1 a svarer den reflekterte bblge 1' asom detekteres av oppfangeren R^,. mens den innfallende bblge 1^ svarer

til den reflekterte bblge l'b som detekteres av oppfangeren R^. Slik blir det også for de:bblger.som utgår fra E2 og E3 og som reflekteres henholdsvis av segmentene d2 .og d3 .i planet M. Mot-tagerne R^,. R2.... iR^ registrerer ,samtidig de akustiske bblger som frembringes av. kildene E^, E^.qg E3 etter refleksjon fra segmentene d^, d2 og d^.

De informasjoner som svarer til hver av kildene E^, E2 og E^ blandes under registreringen.

Hvis man lar g1(t), g2(t) og g3(t) betegne de funksjoner som

henholdsvis representerer sendekodene for kildene E^, E2 og E3;

og h^ (t), h2(t) og ^(t) betegne de sbkte funksjoner svarende til de oppnådde seismiske registreringer når man har utfort en sen-ding ved jordens overflate ved hjelp av henholdsvis kildene E^, E2 og E3> er det som er blitt mottatt av oppfangeren eller opp-fangerne summen av fdlgende konvolusjonsprodukter:

. Ut fra disse blandede stbrrelser kan man ifblge det bestemte valgte sendeprogram for kildene E^, E2 og E3 skille ut de informasjoner som svarer til segmentene d^, d2 og d3 ved å interkorrelere de av mottageroppstillingen mottatte og registrerte signaler med rekken av sendetidspunkter for henholdsvis kildene E^, E2

og E3.

Ved så å interkorrelere det tidsintervall T som er mottatt av mottageroppstillingen- eller oppstillingene med en av de ovenfor definerte sendefunksjoner, kan resultatet av denne interkorrelasjon i det tilfelle man interesserer seg for kilden E^ skrives:

I dette uttrykk er G.^(t) autokorrelasjonsfunksjonen av g^(t), og G^Ct) og G^ (t) betegner henholdsvis interkorrelasjonsfunksjonene av g1(t) med g2(t), og av g^t) med g3 (t).

Som folge av det valgte sendeprogram for kildene E^, E2 og E3 blir amplitudenivået av de sekundære residier G12(t) + G13(t) av samme størrelsesorden som amplitudenivået for korrelasjons-residiet av funksjonen G^^(t), likesom det endelige resultat er fysisk identisk med det som var blitt oppnådd hvis kilden E-^ hadde vært alene og hadde sendt med koden g^(t), d.v.s. med kon-volusjonsproduktet G^(t) *h^(t).

Av denne interkorrelasjon kan man da utlede den sbkte funksjon h-^vt) uten å være brydd av de sekundære ledd G12(t) x h2(t) + G^3 (t) m. h^Ct)., hvis størrelsesorden er den samme som for konvo-lusjonsproduktet av h^(t) med de sekundære residier G^(t).

For å bestemme det resultat som vil være fysisk identisk med det som oppnås hvis kildene E2 og E 3 hadde virket alene, bereg-ner man på samme måte for kilden E2 uttrykket: og for kilden E3 uttrykket:

I disse uttrykk betegner G22(t) og G33(t) henholdsvis autokorre-lasjonsfunksjonene for g2^t) °<? g3.(t) ' mens G23(t), G^( t.) og G32(t) representerer interkorrelasjonsfunksjonene for de betrak-tede funksjoner.

I fig..2 er skjematisk vist en anordning for seismisk malmleting omfattende to sendekilder E^ og E2 og to mottageroppstillinger D og D<1> i form av mottagerlinjer, idet kilden E1 ligger i forlengelsen av D og kilden E2 i forlengelsen av D'.

En del av de akustiske bblger som sendes ut fra kilden E^ oppfanges av mottageroppstillingen D etter refleksjon mot reflektorsegmentet d^ i speilplanet M, mens en annen del oppfanges av mottageroppstillingen D<1> etter refleksjon fra reflektorsegmentet d3 i speilplanet M.

På samme måte oppfanges en del av de fra kilden E2 utsendte bblger av mottageroppstillingen D' ett r refleksjon fra segmentet d2, mens en annen del oppfanges av rrottageroppstillingen D etter refleksjon fra segmentet d^ som fallar sammen med d3 som folge av den spesielle oppstilling av de to sendekilder.

De signaler som mottas av hver mottageroppstilling blir derpå behandlet som ovenfor beskrevet for å utskille de informasjoner som svarer til de forskjellige reflektorsegmenter d^, d2 og d^.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for sondering av et miljb i hvilken det sendes ut et langt signal bestående av en rekke adskilte energipulser med hovedsaklig konstant amplitudes, hv i c antall bestemmes på slik måte at autolrarr.-:ls sjcmsfunksjonen cor 3et utsendte sig-

nal oppviser ampli tudekorre las j onsr a. i A-ter -nindre enn en gitt. brokdel av denne funksjo ns toa*--sime le emplit^de, i~ ?t det lange signal forplantes i nevnte miljb i. f.-.rm av ' blger som oppfanges og registreres i form av signaler ve. l hjelp av minst en mottageroppstilling ett«r refleksjon fra minst en reflektor, og idet de mottatte signaler interk.irreleres med drat utsendte lange signal med sikte på å bestemme gjennomlbpstidene for de reflekterte bblger, karakterisert ved at det lange signal ,sendes ut fra flere sendekilder anbragt med en innbyrdes og i forhold til mottageroppstillingen sideveis forskyvning, idet sendetidspunktene for hver kilde c - ordnet slik at man ved å interkorrelere rekken av sende tidr/f>u ktene for alle kildene med rekken av sendetidspunkter for en hvilken som helst av disse kilder, i lbpet av en tid lik gjennomlbpstiden frem og tilbake for den lengste bblge som forplantes i det miljb som skal sonderes, oppnår en funksjon hvis forhold melJom hbyeste amplitudetopp og amplituden av de sekundære residier er av samme størrel-sesorden som forholdet mellom hbyeste arnpl?tudetopp av hver av de sekundære amplitudetopper av autokorrelasjonsfunksjonen for sendetidspunktene for nevnte hvilken som helst kilde.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at sendekildene er rettet inn i en retning per-pendikulær på mottagdroppstillingens retning, idet en av kildene ligger i forlengelsen av mottageroppstillingen.

3. : Fremgangsmåte som angitt i krav 2, kar a k t e r i sert ved at den sideveis avstand mellom to påfblgende sendekilder er lik den avstand som skiller mottageren fra den med denne innrettede sendekilde.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at det brukes flere mottageroppstillinger, idet de fra hver kilde utsendte og fra forskjellige reflektorer reflekterte bblger registreres av hver av mot-tageroppstillingene.

5. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at sendekildene sender periodisk etter hverandre, idat hver kilde bare sender en puls pr. periode.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at de tidsintervaller som skiller to påfblgende sendetidspunkter i rokken :w sendetidspunkter for kildene er multipler av en og samme busistid, på en fast tid nær, idet rekken av multiplikatorer er en rekke av vilkårlige tall.