RU1803897C

RU1803897C - Method of spatial seismic prospecting

Info

Publication number: RU1803897C
Application number: SU894670797A
Authority: RU
Inventors: Петр Тимофеевич Сиротенко; Владимир Иванович Роман
Original assignee: Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Изобретение относитс к пространст- вфнным сейсмическим исследовани м и может быть использовано при поисках сложнопостроенных структур на нефть и га,з. Цель изобретени - повышение качества сейсмической разведки за счет дополни- тельного подавлени коррел ционных шумов. В способе сейсмические колебани возбуждают разнесенными в пространстве раздельно управл емыми импульсными сейсмоисточниками одностороннего действи , формируют по числу сейсмоисточников циклически сдвинутые относительно друг друга не менее чем на величину времени регистрации полезных сигналов на выдел емых сейсмограммах периоды исходных последовательностей импульсов, состо щие из положительных и отрицательных импульсов одинаковой амплитуды и пропусков импульсов , упор доченных во времени так, что периодические автокоррел ционные функции исходных последовательностей импульсов равны нулю на прот жении периода. Длительность периода устанавливают не меньше суммарного времени регистрации полезных сигналов. Каждым сейсмоисточ- ником возбуждают две разделенные паузой последовательности импульсов, при этом импульсы первой последовательности возбуждают только в моменты следовани положительных или отрицательных импульсов согласно соответствующему данному сейс- моисточнику управл ющему сигналу, а импульсы второй последовательности возбуждают только в моменты следовани отрицательных или положительных импульсов , Временной интервал между последовательност ми или циклами возбуждаемых импульсов задают длительностью не менее времени регистрации последних сигналов на исследуемой площади. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. СО С 00 о сэ 00 5The invention relates to spatial seismic surveys and can be used in the search for complex structures for oil and ha, s. The purpose of the invention is to improve the quality of seismic exploration by additionally suppressing correlation noise. In the method, seismic vibrations excite spaced apart separately controlled pulsed single-acting seismic sources, form, according to the number of seismic sources, periods of the initial pulse sequences consisting of positive and negative pulses cyclically shifted relative to each other by at least the value of the recording time of useful signals on the extracted seismograms the same amplitude and omissions of pulses ordered in time so that periodic autocorre The lational functions of the initial pulse sequences are zero throughout the period. The duration of the period is set not less than the total time of registration of useful signals. Each seismic source excites two pulse sequences separated by a pause, while the pulses of the first sequence are excited only at the instants of positive or negative impulses according to the control signal corresponding to the given seismic source, and the pulses of the second sequence are excited only at the instants of negative or positive impulses, Timed the interval between sequences or cycles of excited pulses is specified by a duration of at least time Not recording the latest signals on the study area. 1 s.p. f-ly, 2 ill. СО С 00 о СЭ 00 5

Description

Изобретение относитс к области пространственных сейсмических исследований с невзрывными источниками колебаний и мржет быть использовано при поисках и разведке сложнопостроенных структур на нефть и газ,The invention relates to the field of spatial seismic studies with non-explosive sources of oscillation and can be used in the search and exploration of complex structures for oil and gas,

Целью изобретени вл етс повышение качества сейсмической разведки за счетThe aim of the invention is to improve the quality of seismic exploration due to

дополнительного подавлени коррел ционных шумов.further suppressing correlation noise.

На фиг. 1 приведена схема пространственного расположени сейсмоисточников и сейсмоприемников; на фиг. 2 - временные диаграммы исходных последовательностей импульсов и управл ющих сигналов на трехIn FIG. 1 shows a spatial arrangement of seismic sources and geophones; in FIG. 2 - time diagrams of the initial sequences of pulses and control signals on three

работающих одновременно сейсмоисточни- ков одностороннего действи ,single-acting seismic sources working simultaneously

На чертежах обозначены сейсмоисточ- ники 1 и сейсмоприемники 2, размещенные в заданных точках пространства, а также план сейсмических лучей 3, идущих от сейс- моисточников к одному из сейсмоприемни- ков, период 4 исходной последовательности импульсов первого сейсмоисточника, из которого с помощью циклических сдвигов образуют периоды исходных последовательностей других сейсмоисточников; исходна последовательность 5 импульсов, соответствующа управл ющему сигналу дл первого сейсмоисточника; перва и втора последовательности 6 импульсов возбуждаемых в первом и втором цикле первым сейсмоисточником; исходна последовательность 7 импульсов, соответствующа управл ющему сигналу дл второго сейсмоисточника; перва и втора последовательности 8 импульсов, возбуждаемых в первом и втором цикле вторым сейсмоисточником, исходна последовательность 9 импульсов, соответствующа управл ющему сигналу дл третьего сейсмоисточника; перва и втора последовательности 10 импульсов, возбуждаемых в первом и втором цикле третьим сейсмоисточником; временной интервал 11, занимаемый периодом исходных последовательностей импульсов; временной интервал 12, занимаемый исходными последовательност ми импульсов, а также первой и второй последовательност ми импульсов , возбуждаемых каждым сейсмоисточником; пауза 13 между первой и второй последовательност ми возбуждаемых источниками в двух циклах или временной интервал импульсов; циклический сдвиг 14 периода исходной последовательности импульсов второго сейсмоисточника относительно периода исходной последовательности импульсов первого сейсмоисточника; циклический сдвиг 15 периода исходной последовательности импульсов третьего сейс- моисточника относительно периода исходной последовательности импульсов первого сейсмоисточника; пропуск 16 импульса в исходной последовательности импульсов; положительный дельтаобразный импульс 17 в исходной последовательности импульсов, отрицательный дельтаобразный импульс 18 в исходной последовательности импульсов.The drawings indicate seismic sources 1 and geophones 2 located at specified points in space, as well as the plan of seismic rays 3 coming from seismic sources to one of the geophones, period 4 of the initial pulse sequence of the first seismic source, from which cyclic shifts form periods of the source sequences of other seismic sources; an initial pulse sequence 5 corresponding to a control signal for the first seismic source; the first and second sequences of 6 pulses excited in the first and second cycle by the first seismic source; an initial pulse sequence 7 corresponding to a control signal for a second seismic source; the first and second sequence of 8 pulses excited in the first and second cycles by the second seismic source, the initial sequence of 9 pulses corresponding to the control signal for the third seismic source; the first and second sequences of 10 pulses excited in the first and second cycle by the third seismic source; a time interval 11 occupied by the period of the initial pulse sequences; a time interval 12 occupied by the original pulse sequences, as well as the first and second pulse sequences excited by each seismic source; a pause 13 between the first and second sequences of excited sources in two cycles or a time interval of pulses; a cyclic shift 14 of the period of the initial sequence of pulses of the second seismic source relative to the period of the initial sequence of pulses of the first seismic source; cyclic shift 15 of the period of the initial pulse sequence of the third seismic source relative to the period of the initial pulse sequence of the first seismic source; skip 16 pulses in the original sequence of pulses; a positive delta-shaped pulse 17 in the original pulse sequence, a negative delta-shaped pulse 18 in the original pulse sequence.

Как следует из чертежей дл каждого источника из одного и того же периода исходного сигнала в виде периодической последовательности следующих через одинаковый временной интервал разнопо- л рных единичных импульсов одинаковойAs follows from the drawings, for each source from the same period of the original signal in the form of a periodic sequence of different impulse pulses of the same pulse following the same time interval

длительности. При этом период управл ющего и опорного дл коррел ции сигналов формируют известным способом, путем чередовани во времени одинаковых по амплитуде единичных импульсов разной пол рности и пропусков импульсов в виде реккурентной псевдослучайной последовательности чисел соответственно +1, -1,0, где +1 - соответствует квадратичным вычетам,duration. In this case, the period of the control and reference signals for correlation is formed in a known manner, by alternating in time the same amplitude of single pulses of different polarity and the gaps of the pulses in the form of a recursive pseudorandom sequence of numbers, respectively +1, -1.0, where +1 - corresponds quadratic deductions,

-1 - невычетам, а 0 - пропускам импульсов. Управл ющие сигналы формируют из натурального числа, а опорные из четного числа периодов. При этом длительность управл ющих сигналов может устанавливатьс раз5 личной.-1 - to non-residues, and 0 - to omissions of pulses. Control signals are formed from a natural number, and reference signals from an even number of periods. In this case, the duration of the control signals can be set different 5.

В качестве источников возбуждени сигналов могут использоватьс импульсные сейсмические источники противофазного действи или вибрационные сейсмическиеImpulse seismic sources of antiphase action or vibrational seismic sources can be used as signal excitation sources.

0 источники, в том числе возбуждающие различные типы волн. Способ предполагает также использование в последовательност х или управл ющих сигналов единичных сигналов различной формы.0 sources, including exciting various types of waves. The method also involves the use of single signals of various shapes in sequences or control signals.

5 Способ реализуетс известным аппаратурным комплексом (включающим сейс- моисточники, системы управлени и регистрации с коррел торами) в следующей последовательности операций.5 The method is implemented by the known hardware complex (including seismic sources, control and recording systems with correlators) in the following sequence of operations.

0 в соответствии с требовани ми методики исследований и прин той системой наблюдени на площади работ (на дневной поверхности и во внутренних точках среды) устанавливают сейсмоисточники 1 и сейс5 моприемники 2. До начала наблюдений на основании картины сейсмических лучей 3 и известных из опыта характеристик сейсмограмм , а также с учетом других условий определ ют необходимые данные дл задани 0, in accordance with the requirements of the research methodology and the adopted observation system, seismic sources 1 and seismic receivers 2 are installed on the work area (on the surface and at internal points of the medium). Prior to the beginning of observations, seismic rays 3 and the characteristics of seismograms known from experience and also taking into account other conditions, the necessary data for setting

0 режимов работы сейсмоисточников и системы регистрации сейсмических сигналов: параметры возбуждаемых импульсов, периоды исходных последовательностей импульсов и длины исходных последова5 тельностей импульсов дл формировани управл ющих сигналов сейсмоисточников и опорных сигналов коррел тора.0 operating modes of seismic sources and a system for recording seismic signals: parameters of excited pulses, periods of initial pulse sequences and lengths of initial pulse sequences for generating control signals of seismic sources and reference signals of the correlator.

Форму единичных сигналов в соответствии с задачами разведки задают исход изThe shape of the single signals in accordance with reconnaissance tasks determines the outcome of

0 необходимости обеспечени требуемых спектральных характеристик возбуждаемых колебаний и компактности их автокоррел ционных функций. Учитывают также тип и принцип действи источников, услови их0 the need to provide the required spectral characteristics of the excited oscillations and the compactness of their autocorrelation functions. They also take into account the type and principle of action of sources, their conditions

5 установки и т.д. В общем случае форму единичных сигналов устанавливают различной. Далее формируют управл ющие опорные сигналы 5, 7, 9 дл каждого источника в последовательности, определенной фиг, 2, с учетом необходимого циклического сдвига.5 installations, etc. In the general case, the shape of the single signals is set different. Next, control reference signals 5, 7, 9 are generated for each source in the sequence defined in FIG. 2, taking into account the necessary cyclic shift.

Возбуждение колебаний производ т в два цикла, в которых отрабатывают только од- нрпеременными воздействи ми (т.е. с начальной фазой 0 или II). Вначале (I цикл) всеми источниками отрабатывают одно- именные действи положительным единичным импульсом управл ющих сигналов 5, 7, 9, а затем (II цикл) всеми источниками отрабатывают бднопол рные воздействи , соответствующие отрицательным единичным импульсам управл ющих сигналов 5, 7, 9, и наоборот, т.е. в результате в первом и втором циклах каждым источником воздейст- вуютс две последовательности 12 однопол рных единичных сигналов (воздей- ствий). При этом последовательность 12 двух циклов раздел ют временным интервалом 13, не меньшим времени регистрации полезных сигналов в пределах изучаемой площади. После раздельной регистрации виброграмм последовательностей 12 от двух циклов их накапливают (суммируют) совместно, образу суммарные виброграммы . За счет того, что источники по технологии способа работают только в режиме однопол рных воздействий удаетс значительно уменьшить фон коррел ционных шумов, вызванный неидэнтичностью параметров отдельных противофазных воздействий источников, что повышает отношение сигнал/помеха и улучшает качество корре- лограмм.The oscillations are excited in two cycles, in which they work out only with the same alternating influences (that is, with the initial phase 0 or II). At first (I cycle), all sources work on the same actions with a positive single pulse of control signals 5, 7, 9, and then (II cycle) all sources work on the unipolar actions corresponding to negative unit pulses of the control signals 5, 7, 9, and vice versa, i.e. as a result, in the first and second cycles, each source is affected by two sequences of 12 unipolar unit signals (influences). In this case, the sequence 12 of two cycles is separated by a time interval 13, not less than the time of registration of useful signals within the study area. After separate registration of the vibrograms of sequences 12 from two cycles, they are accumulated (summed) together, forming the total vibrograms. Due to the fact that sources according to the method technology operate only in the mode of unipolar influences, it is possible to significantly reduce the background of correlation noise caused by the non-identical parameters of individual antiphase effects of the sources, which increases the signal-to-noise ratio and improves the quality of correlograms.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of spatial seismic exploration based on the simultaneous excitation and registration of seismic vibrations by a group of seismic sources spaced in space, which, on command from a seismic station, generate control signals of different parameters, separate correlation of recorded vibrograms using reference signals corresponding to control signals of each source, which means that, in order to improve the quality of seismic exploration due to

suppression of correlation noise, control signals for each source are generated from the same period of the original signal in the form of a periodic sequence of different pulses of the same duration following the same time interval, the duration of the period is set at least the total time of registration of the useful signals on the selected correlograms, the period of the control and reference signals is formed by alternating in time unit pulses of the same amplitude and about pulse accelerations in the form of a linear recursive pseudorandom sequence of numbers in which positive unit pulses correspond to quadratic residues, negative ones correspond to quadratic residues, and pulse omissions correspond to 0, and the control signals are formed from a natural number of periods, and the reference signals from an integer number of periods, the control duration the control signals are set the same or different, after which the control signals for different sources are cyclically shifted relative to each other by a time interval of at least the time of recording useful signals, while the excitation of seismic oscillations is carried out in two cycles by unidirectional effects, and in the first cycle, all sources reject actions corresponding to only positive vm and negative unit pulses, and in the second cycle, actions corresponding to only negative or positive unit pulses of control signals, while the time interval between cycles is set at least the time of registration of useful signals fishing in the study area.

2. A method according to claim 1, characterized in that the seismic vibrations are excited by a group of pulse sources of antiphase action.