RU1805414C - Способ сейсмической разведки - Google Patents

Abstract

Использование: сейсморазведка с источниками виброимпульсного типа, разведка нефтегазовых и рудных месторождений, инженерные исследовани . Сущность изобретени : генерирование кодоимпульсной последовательности с определенным числом положительных и отрицательных возбуждений , а также пропусков, закон следовани  и число которых подобраны таким образом, что функци  автокоррел ции кодовой последовательности характеризуетс  наибольшей разрешенностью и низким уровнем коррел ционных шумов. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к сейсмическим методам разведки с применением источников колебаний виброимпульсного типа и может быть использовано дл  разведки нефт ных, газовых и рудных месторождений , а также в инженерных сейсмических исследовани х.

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности сейсморазведки за счет подавлени  коррел ционных шумов, что позвол ет повысить качество и производительность сейсмической разведки.

Указанна  цель достигаетс  тем, что по способу сейсмической разведки, включающему формирование импульсной последовательности из периода исходной последовательности, состо щей Из импульсов пр мой и обратной пол рности, возбуждени  сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах , регистрацию отраженных сейсмических волн и получение результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в пер- . вом сеансе возбуждают сейсмоисточником

однопол рные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности , а во втором сеансе - в моменты времени ,-соответствующие только отрицательным или положительным импульсам последовательности , причем длительность периода исходной последовательности выбирают не менее длительности исследуемой части отклика срзды, дополнительно в периоде исходной последовательности делают пропуски возбуждени , при этом устанавливают число положительных импульсов в периоде равным (q2n+qn)/2, число отрицательных импульсов равным (q -qn)/2, число пропусков возбуждени  равйым (q -1)/(q-1), где , - простое число, тип- натуральные числа, закон следовани  импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерировани  псевдослучайной линейной рекуррентной после- доеательности чисел, преобразовани  натуральных чисел последовательности, в

(Л

С

00

о ел

N

положительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают а пропуски возбуждени , регистрацию отраженных сейсмических волн производ т во врем  первого и второго сеансов с момента их начала на двух одинаковых временных интервалах, длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды, сеансы возбуждени  сейсмоисточником импульсов разнос т между с бой во времени не t- eaee длительности исследуемой части отклика среды, производ т в каждом из сеансов временное сжатие сейсмических сигналов путем синхрониогг накоплени  сейсмических сигналов , вызванных возбуждением сейсмоисточником кахдпго периода последовательности, длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени возбуждени 

периода последовательности и исследуемого отклика среды, во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществл ют коррел цию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами или с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразовани  синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические .сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах,, равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на возбуждение сейсмоисточником каждого из периодов последовательности в первом к втором сеансах, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником последних периодов последовательностей в первом и вт jpuM сеансах, дополнительно суммируют а пр мой и инверсией пол р соответственно к сигналам накоплени , регистрированным с момента начала каждого периода последовательности в рвом и втором сеансах.

На чертеже представлэны период исходной последоватепьносл  1, импульсные последовательно ти состо щие из одного периода, генериьу.ые сейсмоисточником в первом и втором с зансах, импульсна  последователе ность 3. сформированна  из двух периодов исходной последовательности , импульсные последовательности 4, состо щие из двух периодов, генерируемые сейсмоисточииксм в первом и втором сеай- сах, положительный единичный импульс 5 исходной последовательности, отрицательный единичный импульс б исходной последовательности; пропуск 7, импульсные последовательности 8 и 9, генерируемые се и с мои сточки ком в первых сеансах; импульсные последовательности 10 и 11, генерируемые сейсмоисточником во вторых- сеансах, временной интервал 12, на котором формируетс  период как исходной, так и генерируемой сейсмоисточником после0 довательности, временной интервал 13, на который разнесены первый и второй сеансы генерировани  последовательностей, временной интервал 14 следовани  импульсов и пропусков в исходной последовательно5 сти; силовой импульс 15, возбуждаемый сейсмоисточником, и временной интервал 16, соответствующий длительности силового импульса сейсмоисточника.

Дл  реализации способа сейсмической

0 разведки используют общеизвестные технические средства.

Способ сейсмической разведки осуществл етс  следующим образом.

Производ т одновременный запуск ге5 нераторов управл ющих сигналов, установленных на сейсмоисточнике и системе регистрации сейсмических колебаний. Генератор управл ющих сигналов задает программу работы сейсмоисточника. При

0 помощи генератора управл ющих сигналов- формируют период исходной последовательности и на его основе образовывают импульсные последовательности, состо щие из целого числа периодов исходной по5 следовательности. В периоде исходной последовательности формируют импульсы положительной и отрицательной пол рности и делают пропуски возбуждени . При этом число положительных импульсов в пе0 риоде задают равным (q2n+qn)/2, число отрицательных импульсов равным (q2n-qn)/2, число пропусков возбуждени  равным (q2n-1)/(q-1), rfleq p , - простое число, тип- натуральные числа,

5 Закон следовани  импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерировани  псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразовани  натуральных

0 чисел последовательности в положительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждени  . Дл 

5 генерировани  псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел в конечном поле Галуа GF(q) наход т неприводимый полином вида х3-ах2-Ьх-с 0, на основании которого дл  заданного q стро т соответствующее ему рекуррентное уравнение

Sj-i+b Sj-2+c Sj-з, где Sj, Sj-k - вычисл емый и предшествующие во времени элементы. Дл  вычислени  элементов последовательности задают значени  ее начальных условий, например, , .

На основании данного рекуррентного уравнени  генерируют линейную псевдослучайную рекуррентную последовательность чисел. Длительность временного интервала, на котором формируют период исходной последовательности, выбирают не менее длительности исследуемой части отклика среды. На основании полученного периода исходной последовательности формируют импульсную последовательность, используемую дл  управлени  сейсмоисточ- ником. Возбуждение сформированной им- пульсной последовательности производ т в двух сеансах, которые разнос т между собой на временной интервал не менее длительности исследуемой части отклика среды. В первом сеансе возбуждают сейсмоисточником однопол рные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности, а во втором сеансе - в моменты времени, соответствующие только отрицательным или положительным импульсам последовательности.

Регистрацию отраженных сейсмических волн производ т во врем  первого и второго сеансов возбуждени  с момента их начала на двух одинаковых временных интервалах длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды. В каждом из сеансов выполн ют временное сжатие сейсмических сигналов путем синхронного накоплени  сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности , длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени возбуждени  периода и исследуемого отклика среды, при этом во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют. Дл  получени  результирующих импульсных сейсмограмм осуществл ют коррел цию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами. В качестве опорного сигнала используют период исходной последовательности.

Получение результирующих импульсных сейсмограмм можно осуществить путем коррел ции периода опорного сигнала с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразовани  синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, равных длительности

5 исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на возбуждение сейсмоисточником каждого из перио0 дов последовательности в первом и втором сеансах, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником последних периодов последовательностей D первом и втором сеансах,

5 дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности соответственно к сигналам накоплени , зарегистрированным с момента начала каждого периода последовательности в первом и втором сеансах.

0 Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

Пример Способ сейсмической разведки осуществл ют, когда сформиро5 ванна  импульсна  последовательность 1 содержит один период исходной последовательности , состо щий из 13 импульсов и пропусков возбуждени , Производ т одновременный запуск генераторов управл ющих

0 сигналов, установленных на сейсмоисточни- ке и системе регистрации сейсмических колебаний . Генератор управл ющих сигналов формирует период исходной последовательности 1, состо щий из 13 импульсов и

5 пропусков. Дл  этого при выбран неприводимый полином X +2Х+2, на основании которого стро т рекуррентное уравнение Sj S|-2+Sj-3. Задава  начальные услови  , в генераторе управл ю0 щих сигналов формируетс  q-ична  псевдослучайна  последовательность: 0010111 220121. Учитыва , что числа 1 в данной последовательности  вл ютс  квадратичными вычетами, а числа 2 - квадратичными невы5 четами, сформированную последовательность преобразовывают в последовательность 1, состо щую из шести положительных импульсов 5, трех отрицательных импульсов 6 и четырех пропусков 7 возбуждени . Амплитуды импуль0 сов 5 и 6, а также интервалы 14 следовани  импульсов и пропусков в исходной последовательности 1 устанавливают одинаковыми, Сформированный период последовательности имеет следующую идеальную периодиче5 скую автокоррел ционную функцию ... 9 О О О 0000009....

Длительность периода 12 исходной последовательности 1 выбирают не менее дли- тельное™ исследуемой части отклика среды 13 путем соответствующего задани  интерала 14 следовани  импульсов и пропусков их количества в периоде последовательноти . Формируемую импульсную последоваельность образовывают из одного целого ериода исходной последовательности 1, а е генерирование сейсмоисточником однотороннего действи  производ т в двух се- нсах возбуждени  8 и 10 в виде последовательностей 2, разнесенных на временной интервал 13 не менее длительности исследуемой части отклика среды. В первом сеансе 8 возбуждают сейсмоисточником однопол рные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным импульсам в сформированной последовательности 1, а во втором сеансе 10 возбуждают сейсмоисточником однопол рные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только отрицательным 6 импульсам в сформированной последовательности 1. Длительность 16 силового импульса 15, возбуждаемого сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах, устанавливают исход  из необходимой энергии в единичном импульсе и его спектрального состава. Возбужденные сейсмические сигналы сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах проход т через среду и регистрируютс  системой регистрации. При этом регистрацию отраженных сейсмических волн производ т во врем  первого и второго сеансов с момента их начала на временном интервале, равном по длительности сумме временных интервалов 12 и 13, соответствующих длительности периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды.

Получение результирукщих импульсных сейсмограмм возможно выполнить по двум вариантам.

В первом варигмте дл  получени  результирующих импульсных сейсмограмм производ т накопление сейсмических сигна- лов, вызванных возбуждением сейсмоисточником импульсных последовательностей в первом и втором сеансах, Длительность накапливаемых сигналов равна сумме временных 12 и 13, соответствующих времени возбуждени  периода последовательности и исследуемого отклика среды. Зарегистрированные сейсмические сигналы во врем  второго сеанса возбуждени  синхронно накапливают инвертированными. При этом сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, каждый из которых равен длительности временного интервала 13 исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют соответственно в пр мой

и инверсной пол рности к сейсмическим сигналам откликов среды на возбуждение сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, т.е. к сигналам.

зарегистрированным с момента окончани  возбуждени  каждой из последовательностей 2 и наход щимс  на временном интервале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, а сейсмические сигналы

0 откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, то есть сигналы, зарегистрированные с момента окончани  последовательностей 2 на временном интер5 вале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности соответственно к сигналам накоплени , зарегистрированным с момента начала по0 следовательностей 2 в первом и втором сеан- сах, Полученные в результате такой обработки сейсмические сигналы коррелируют с периодом опорного сигнала, представл ющим исходную последовательность 1.

5 Во втором варианте дл  получени  результирующих импульсных сейсмограмм производ т регистрацию сейсмических сигналов на временном интервале длительностью не менее времени возбуждени 

0 периода последовательности и исследуемо-- го отклика среды в первом и втором сеансах. Зарегистрированные сейсмические сигналы во врем  второго сеанса возбуждени  синхронно накапливают инвертированны5 ми к сейсмическим сигналам, зарегистрированным во врем  первого сеанса. Накопленные сейсмические сигналы после двух сеансов возбуждени  коррелируют с периодом опорного сигнала, представл ю0 щим импульсную последовательность 1, а сигналы коррел ционного преобразовани , выделенные на трех временных интервалах, длительность каждого из которых paeffa периоду возбуждаемого сигнала, синхронно

5 накапливают на временном интервале, длительностью не менее исследуемого отклика среды.

Выделенные по первому и второму вариантам примера сейсмические сигналы

0 будут неосложнены коррел ционными шумами и содержат полную энергию прин тых сигналов,

П р и м е р 2. Способ сейсмической разведки осуществл ют, когда сформиро5 ванна  импульсна  последовательность 3 содержит два периода исходной последова- тель.ности 1. Период исходной последовательности состоит из 13 импульсов и пропусков возбуждени . Производ т одновременный запуск генераторов управл ющих

сигналов, установленных на сейсмоисточ- нике и системе регистрации сейсмических колебаний. Генератор управл ющих сигналов , аналогично описанному в первом примере, формирует период исходной последовательности 1 и генерирует импульсную последовательность 3, состо щую из двух целых периодов исходной последовательности .

Возбуждение сейсмоисточником одностороннего действи  сформированной импульсной последовательности 3 производ т в двух сеансах 9 и 11 в виде последовательностей 4, разнесенных на временной интервал 13 не менее длительности исследуемой. части отклика среды. В первом сеансе 9 возбуждают сейсмоисточником однопол р- ные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным импульсам 5 в сформированной последовательности 3, а во втором сеансе 11 возбуждают сейсмоисточником однопол рные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствую . щие только отрицательным импульсам 6 в сформированной последовательности 3. Длительность 16 силового импульса 15, возбуждаемого сейсмоисточником в первом и втором сеансах 9,11, устанавливают исход  из необходимой энергии в единичном импульсе и его спектрального состава. Возбужденные сейсмические сигналы сейсмоисточником в первом и втором сеансах 9,11 проход т через среду и регистрируютс  системой регистрации. При этом регистрацию отраженных сейсмических волн производ т во врем  первого и второго сеансов 9, 11 с момента их начала на двух одинаковых временных интервалах, равных двум периодам 12 сформированной последовательности и времени 13 исследуемой части отклика среды . Получение результирующих импульсных сейсмограмм возможно выполнить по двум вариантам.

В первом варианте дл  получени  результирующих импульсных сейсмограмм производ т в первом и втором сеансах 9,11 временное сжатие сейсмических сигналов путем накоплени  сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности. Длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени возбуждени  периода последовательности и исследуемого отклика среды, Зарегистрированные сейсмические сигналы во врем  второго сеанса накапливают инвертированными . При этом сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и

второго сеансов на временных интервалах,

равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют соответственно в пр мой и инверсной пол рности к сейсмическим сигналам синхронно нэкоп- 5 ленных откликов среды на возбуждение сей- смоисточником каждого из периодов последовательности в первом и втором сеансах , т.е. суммирование указанных сигналов осуществл ют к сигналам накоплени .

0 наход щимс  в конце интервала накоплени  на временном интервале, равном длительности исследуемого отклика среды, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником

5 последних периодов последовательностей 4 в первом и втором сеансах, т.е. сигналы, наход щиес  на временном интервале 13, равном длительности исследуемого отклика среды, и начинающихс  с момента оконча0 ни  возбуждени  последовательностей 4, дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности соответственно к сигналам накоплени , зарегистрированным с момента начала каждого периода последо5 вательности в первом и втором сеансах, при этом полученные в результате такого преобразовани  сейсмические сигналы коррелируют с периодом опорного сигнала, представл ющим период исходной после0 довательности 1.

Во втором варианте дл  получени  результирующих импульсных сейсмограмм производ т в каждом из сеансов 9 и 11 временное сжатие сейсмических сигналов пу5 тем синхронного накоплени  сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности . Длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени

0 возбуждени  периода 12 последовательности , и исследуемого 13 отклика среды. Зарегистрированные сейсмические сигналы во врем  второго сеанса синхронно накапливают инвертированными, накопленные сей5 смические сигналы после двух сеансов коррелируют с периодом опорного сигнала. представл ющим исходную последовательность 1, а сигналы коррел ционного преобразовани , выделенные на трех временных

0 интервалах, длительность каждого из которых равна периоду возбуждаемого сигнала, синхронно накапливают на временном интервале длительностью не менее исследуемого отклика среды.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сейсмической разведки, основанный на формировании импульсной последовательности из периода исходной

   последовательности, состо щей из импульсов пр мой и обратной пол рности, возбуждении сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах , регистрации отраженных сейсмических волн и получении результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в первом сеансе возбуждают сейсмоисточником однопол рные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности , а во втором сеансе - в моменты времени, соответствующие только отрицательным или положительным импульсам сформированной последовательности, причем длительность периода исходной последовательности выбирают не менее дли- тельности исследуемой части отклика среды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности г сейсморазведки за счет подавлени  коррел ционных шумов, в периоде исходной последовательности дополнительно делают пропуски возбуждени , при этом устанавливают число положительных импульсов в периоде (q2n+qn)/2, число отрицательных импульсов (g2n-qn)/2. число пропусков возбуждени  (q -1)/(q-1), где , - простое число, тип- натуральные числа, з.акон следовани  импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерировани  псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразовани  натуральных чисел последовательности в положительные и отрицательные импульсы при соответствии их.квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждени /регистрацию отраженных сейсмических волн производ т во врем  первого и второго сеансов с момента их

   начала на двух одинаковых временных интервалах длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и-времени исследуемой части отклика

   среды, сеансы возбуждени  сеймоисточни- ком импульсов разнос т между собой во времени не менее длительности исследуемой части отклика среды, производ т в каждом Из сеансов временное сжатие сейсмических сигналов путем синхронного накоплени  сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности , длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени

   возбуждени  периода последовательности и исследуемого отклика среды, во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществл ют коррел цию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами или с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразовани  синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале Первого и второго сеансов на временных интервалах, равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на воз-. буждение сейсмоисточником каждого из периодов последовательности в первом и втором сеансах, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением

   сейсмоисточником последних периодов последовательностей в первом и втором сеансах , дополнительно суммируют в пр мой и инверсной пол рности соответственно с сигналами накоплени , зарегистрированными с момента начала каждого периода последовательности в первом и втором сеансах .