RU2650718C1 - Способ вибрационной сейсморазведки - Google Patents
Способ вибрационной сейсморазведки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650718C1 RU2650718C1 RU2017102172A RU2017102172A RU2650718C1 RU 2650718 C1 RU2650718 C1 RU 2650718C1 RU 2017102172 A RU2017102172 A RU 2017102172A RU 2017102172 A RU2017102172 A RU 2017102172A RU 2650718 C1 RU2650718 C1 RU 2650718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- minimum
- signal
- sweep signal
- deconvolution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 101100228853 Saccharolobus solfataricus (strain ATCC 35092 / DSM 1617 / JCM 11322 / P2) gds gene Proteins 0.000 description 2
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/003—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design
- G01V1/005—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design with exploration systems emitting special signals, e.g. frequency swept signals, pulse sequences or slip sweep arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/282—Application of seismic models, synthetic seismograms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Способ вибрационной сейсморазведки включает возбуждение и регистрацию непрерывных сигналов, а также последующую взаимную корреляцию или деконволюцию полученных записей с использованием опорного сигнала, регистрируемого в приповерхностной зоне или в скважине. Способ отличается тем, что колебания возбуждают при помощи свип-сигнала, в качестве которого берут исходный свип-сигнал, преобразованный в минимально-фазовый сигнал. Возбуждение минимально-фазового, а не нуль-фазового, сигнала позволяет регистрировать непосредственно минимально-фазовые виброграммы, которые затем подают на вход винеровского фильтра. Форму минимально-фазового свип-сигнала, используемого для возбуждения минимально-фазовых непрерывных сигналов, получают по его амплитудному спектру при помощи преобразования Гильберта. Технический результат - повышение разрешающей способности способа. 2 ил.
Description
Изобретение относится к геофизическим методам исследования геологической среды и предназначено для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, а также для инженерно-геофизических исследований в условиях суши и акваторий.
Вибрационная сейсморазведка (вибросейсморазведка) основывается на протяженном во времени возбуждении колебаний, которое может быть реализовано в виде квазигармонических переменных по частоте нагрузок, при которых точки среды совершают вынужденные колебания в соответствии с частотой приложения внешней нагрузки. Особенности применяемых в вибросейсморазведке нагрузок приводят к тому, что на полевых записях не выделяются отдельные волновые пакеты, соответствующие определенным физическим границам. Для их выделения и прослеживания необходимы корреляционная обработка данных, которая предусматривает нахождение степени сходства между посылаемым в землю и зарегистрированными сигналами, или деконволюционная обработка полученных записей для их временного сжатия (Жуков и др., 2011).
Взаимная корреляция свип-сигнала с виброграммами приводит к формированию нуль-фазовых коррелограмм, являющихся по существу результатами свертки автокорреляции свип-сигнала с импульсной сейсмограммой. Импульсам отраженных волн на коррелограмме соответствуют нуль-фазовые симметричные импульсы, главные экстремумы которых регистрируются на временах вступлений волн. При этом побочные экстремумы сильных отражений могут накладываться на импульсы более слабых отражений, в результате чего разрешенность полученных записей становится невысокой. Достичь более высокой разрешенности удается путем применения деконволюции вместо взаимной корреляции либо путем применения деконволюции после взаимной корреляции (Brittle K.F., Lines L.R and Dey А.K., 2001, Vibroseis deconvolution: a comparison of cross-correlation and frequency-domain sweep deconvolution, Geophysical Prospecting, 49, 675-686: Шехтман Г.А., Кузнецов B.M. Деконволюция виброграмм ВСП - альтернатива корреляционной обработке или ее подспорье? // Технологии сейсморазведки, 2005, №2, с.80-85).
Применение в известных способах обработки деконволюции непосредственно к виброграмме или к коррелограмме оказывается не вполне эффективным из-за того, что подвергающиеся деконволюции записи являются нуль-фазовыми. К примеру, для того, чтобы винеровская предсказывающая деконволюция, нацеленная на подавление кратно отраженных волн, работала достаточно эффективно, на ее вход следует подавать минимально-фазовый, а не нуль-фазовый, сигнал.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ деконволюции вибросейсмического сигнала, в котором вместо взаимной корреляции или в дополнении к ней используют деконволюцию, на вход которой подают записи, преобразованные в минимально-фазовую форму (Trantham Е.С., 1995, Seismic vibrator signature deconvolution, US Patent №5400299).
Недостатки известного способа состоят в следующем:
• В среду виброисточниками излучается нуль-фазовый сигнал, сформированный при помощи нуль-фазового свип-сигнала, поэтому для последующей деконволюции зарегистрированных записей требуются дополнительные процедуры, обусловленные отличиями обрабатываемого сигнала от минимально-фазового.
• При сочетании импульсных источников, являющихся, как правило, минимально-фазовыми, и нуль-фазовых виброисточников возникают трудности в стыковке данных между собой (Притчет У., 1999, Получение надежных данных сейсморазведки. Москва, "Мир").
• На фоне шумов затрудняется определение времен прихода целевых волн, поскольку вместо первых вступлений, характерных для минимально-фазовых импульсов, приходится определять временное положение экстремумов нуль-фазовых сигналов. В методе ВСП и инженерной сейсморазведке при этом затрудняется определение времен вступлений полезных волн (прямых, преломленных, рефрагированных), по которым определяют сейсмические скорости.
Цель предлагаемого изобретения - повышение разрешающей способности вибросейсморазведки.
Поставленная цель достигается тем, что в способе вибрационной сейсморазведки, включающем возбуждение непрерывных сейсмических колебаний при помощи опорного свип-сигнала, генерируемого виброисточником, регистрацию колебаний сейсмоприемниками, расположенными в приповерхностной зоне или в скважине, и взаимную корреляцию или деконволюцию зарегистрированных записей с использованием опорного сигнала, регистрируемого в приповерхностной зоне или в скважине, опорный сигнал преобразуют в минимально-фазовый сигнал, который используют в качестве свип-сигнала, при помощи которого затем возбуждают колебания, а после их регистрации полученные записи пропускают через винеровский фильтр. При этом в одном из возможных воплощений предлагаемого способа форму минимально-фазового свип-сигнала получают по его амплитудному спектру при помощи преобразования Гильберта. Минимально-фазовые коррелограммы получают путем формирования взаимно-корреляционных функций между исходным нуль-фазовым свмп-сигналом и виброграммами, полученными путем возбуждения сигналов минимально-фазовым свип-сигналом.
По сравнению с аналогами и прототипом предлагаемый способ вибрационной сейсморазведки характеризуется следующими существенными отличиями:
• В среду виброисточником излучаются непрерывные упругие колебания, имеющие минимально-фазовый спектр.
• Для корректного осуществления деконволюции полученных виброграмм при помощи винеровского обратного фильтра их не требуется дополнительно преобразовывать в записи с минимально-фазовым спектром.
• При проведении работ, нацеленных на экспресс-обработку (инженерная сейсморазведка, метод ВСП), этих записей достаточно для получения импульсных сейсмограмм, на которых вступление волн совпадает с первыми вступлениями соответствующих импульсов.
Модельные и экспериментальные результаты, подтверждающие осуществимость предлагаемого изобретения, иллюстрируются рисунками, на которых показаны:
Рисунок 1 - модельные коррелограммы для случаев излучаемых нуль-фазового (вверху) и минимально-фазового (внизу) сигналов;
Рисунок 2 - полевые коррелограммы для случаев излучаемых нуль-фазового (вверху) и минимально-фазового (внизу) сигналов.
На Рисунке 1 сопоставляются две модельные коррелограммы, одна из которых получена с нуль-фазовым свип-сигналом, а другая - с минимально-фазовым. Убедительно иллюстрируется искажающее влияние корреляционных шумов на коррелограмме, полученной с нуль-фазовым свип-сигналом.
На Рисунке 2 представлены экспериментальные коррелограммы, полученные при опробовании предлагаемого способа в полевых условиях. Легко видеть, что при излучении виброисточником в среду минимально-фазового сигнала корреляционные шумы практически отсутствуют, при этом разрешенность записи существенно выше, чем на коррелограмме с исходным нуль-фазовым сигналом.
Рассмотрим детальнее суть предлагаемого способа.
Стандартный свип-сигнал, который формируют известными способами в широкой полосе частот, является, как известно, нуль-фазовым сигналом. Зная его спектр, можно при помощи преобразования Гильберта преобразовать нуль-фазовый спектр в минимально-фазовый (см., например, Рапопорт, 1984). Для фазового спектра известно следующее соотношение:
где |Н(ω)| - модуль нуль-фазового спектра свип-сигнала.
Искомый минимально-фазовый спектр имеет вид:
H(ω)=|H(ω)|e-jψ(ω)
Таким образом, H(ω) представляет собой минимально фазовый спектр свип-сигнала, который в соответствии с предлагаемым изобретением управляет работой виброисточника.
Последовательность процедур в соответствии с предлагаемым изобретением состоит в следующем:
• при первом воздействии виброисточника на данном пункте возбуждения (ПВ) генерируется линейный частотно-модулированный (ЛЧМ) свип-сигнал;
• проводится регистрация отклика (виброграмма) на этот сигнал сейсмоприемника, расположенного внутри среды или в приповерхностной зоне;
• виброграмма передается в соответствующую программу для анализа и расчета коэффициентов минимально-фазового свип-сигнала;
• рассчитанные коэффициенты передаются в шифратор блока GDS-1 сейсмостанции для расчета временной развертки минимально-фазового свип-сигнала на базе полученных коэффициентов;
• данный минимально-фазовый свип-сигнал по радиоканалу передается в дешифраторы вибрационных источников для генерации последующих накоплений на данном ПВ.
Для получения импульсных коррелограмм с минимально-фазовым импульсом A не с симметричным импульсом Клаудера, соответствующим функции автокорреляции свип-сигнала, формируют функцию взаимной корреляции минимально-фазовой виброграммы с исходным нуль-фазовым свип-сигналом.
Предлагаемое изобретение реализовано в разработанной в ООО «Геофизические системы данных» технологии широкополосной регистрации сейсмических данных на основе системы управления виброисточниками типа GDS-1® и GDS-1plus®. Эта технология:
• обеспечивает оптимальное применение алгоритмов инверсии сейсмических данных с целью определения литологических характеристик исследуемой толщи;
• дает лучшую динамическую выразительность сигналов на сейсмических разрезах;
• позволяет режим минимально-фазового воздействия реализовать на стандартных виброисточниках и сейсмоприемниках;
• допускает возможность совмещения ее с технологией адаптивной сейсморазведки АВИСейс®, разработанной в ООО «Геофизические системы данных».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
Жуков А.П., Колесов С.В., Шехтман Г.А., Шнеерсон М.Б. Сейсморазведка с вибрационными источниками. Тверь, 2011. 412 с.
Рапопорт М.Б. Вычислительная техника в полевой геофизике // М.: Недра, 1984, 264 с.
Шехтман Г.А., Кузнецов В.М. Деконволюция виброграмм ВСП - альтернатива корреляционной обработке или ее подспорье? // Технологии сейсморазведки, 2005, №2, с.80-85.
Brittle K.F., Lines L.R. and Dey А.К., 2001, Vibroseis deconvolution: a comparison of cross-correlation and frequency-domain sweep deconvolution, Geophysical Prospecting, 49, 675-686.
Trantham E.C., 1995, Seismic vibrator signature deconvolution, US Patent №5400299.
Claims (3)
1. Способ вибрационной сейсморазведки, включающий возбуждение непрерывных сейсмических колебаний при помощи опорного свип-сигнала, генерируемого виброисточником, регистрацию колебаний сейсмоприемниками, расположенными в приповерхностной зоне или в скважине, и взаимную корреляцию или деконволюцию зарегистрированных записей с использованием опорного сигнала, регистрируемого в приповерхностной зоне или в скважине, отличающийся тем, что с целью повышения разрешающей способности способа опорный сигнал преобразуют в минимально-фазовый сигнал, который используют в качестве свип-сигнала, при помощи которого возбуждают колебания, а после их регистрации полученные записи пропускают через винеровский фильтр.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что форму минимально-фазового свип-сигнала получают по его амплитудному спектру при помощи преобразования Гильберта.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют функции взаимной корреляции между исходным свип-сигналом и виброграммами, полученными при возбуждении колебаний минимально-фазовым свип-сигналом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017102172A RU2650718C1 (ru) | 2017-01-24 | 2017-01-24 | Способ вибрационной сейсморазведки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017102172A RU2650718C1 (ru) | 2017-01-24 | 2017-01-24 | Способ вибрационной сейсморазведки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650718C1 true RU2650718C1 (ru) | 2018-04-17 |
Family
ID=61976972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017102172A RU2650718C1 (ru) | 2017-01-24 | 2017-01-24 | Способ вибрационной сейсморазведки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650718C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695057C1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-07-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Способ вибрационной сейсморазведки |
RU2818018C1 (ru) * | 2023-11-01 | 2024-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Специальные геофизические системы данных" (ООО "НПП "Спецгеофизика") | Способ вибрационной сейсморазведки |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5400299A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-21 | Exxon Production Research Company | Seismic vibrator signature deconvolution |
US5550786A (en) * | 1995-05-05 | 1996-08-27 | Mobil Oil Corporation | High fidelity vibratory source seismic method |
US7436734B2 (en) * | 2003-04-01 | 2008-10-14 | Exxonmobil Upstream Research Co. | Shaped high frequency vibratory source |
-
2017
- 2017-01-24 RU RU2017102172A patent/RU2650718C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5400299A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-21 | Exxon Production Research Company | Seismic vibrator signature deconvolution |
US5550786A (en) * | 1995-05-05 | 1996-08-27 | Mobil Oil Corporation | High fidelity vibratory source seismic method |
US7436734B2 (en) * | 2003-04-01 | 2008-10-14 | Exxonmobil Upstream Research Co. | Shaped high frequency vibratory source |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Brittle K.F., Lines L.R., Dey A.K. "Vibroseis deconvolution: a sinthetic comparison of cross-correlation and frequency domain sweep deconvolution", Geophys. Prospect. 2001. V. 49. P. 675-686. * |
Шехтман Г.А., Кузнецов B.M. "Деконволюция виброграмм ВСП - альтернатива корреляционной обработке или ее подспорье?". Технологии сейсморазведки, номер 2, 2005, 80-85. * |
Шехтман Г.А., Кузнецов B.M. "Деконволюция виброграмм ВСП - альтернатива корреляционной обработке или ее подспорье?". Технологии сейсморазведки, номер 2, 2005, 80-85. Brittle K.F., Lines L.R., Dey A.K. "Vibroseis deconvolution: a sinthetic comparison of cross-correlation and frequency domain sweep deconvolution", Geophys. Prospect. 2001. V. 49. P. 675-686. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695057C1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-07-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Способ вибрационной сейсморазведки |
RU2818018C1 (ru) * | 2023-11-01 | 2024-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Специальные геофизические системы данных" (ООО "НПП "Спецгеофизика") | Способ вибрационной сейсморазведки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016202972B2 (en) | Method of imaging the earth's subsurface during marine seismic data acquisition | |
US9903966B2 (en) | Seismic data acquisition | |
US8467267B2 (en) | Asynchronous operation of seismic sources in a seismic survey | |
US6360173B1 (en) | Geophysical exploration system and method | |
US9551798B2 (en) | Seismic vibrator to produce a continuous signal | |
US20120081999A1 (en) | Interferometric Seismic Data Processing for a Towed Marine Survey | |
KR20110057124A (ko) | 지진 표면파들의 파형들을 사용하는 토양 특성들의 추정 | |
CA2706297A1 (en) | Method and system for evaluating the characteristic properties of two contacting media and of the interface between them based on mixed surface waves propagating along the interface | |
Hayashi et al. | CMP spatial autocorrelation analysis of multichannel passive surface-wave data | |
US4715021A (en) | Method for filtering and combining seismic data having different spectral characteristics | |
US6813566B2 (en) | Method of producing continuous, orthogonal signals and method of their use for examining and for detecting changes in a body | |
AU2023201435A1 (en) | Dynamic gain adjustments in seismic surveys | |
US4893694A (en) | VSP-based method and apparatus for tieing seismic data shot using different types of seismic sources | |
EP0884608A2 (en) | Seismic surveying | |
Leaney et al. | Anisotropic model building, DAS simulation and imaging | |
US20170363759A1 (en) | System and method for seismic interferometry optimized data acquisition | |
RU2593782C1 (ru) | Способ вибрационной сейсморазведки | |
RU2650718C1 (ru) | Способ вибрационной сейсморазведки | |
RU2695057C1 (ru) | Способ вибрационной сейсморазведки | |
US3413596A (en) | Continuous wave marine seismic exploration | |
US20190004194A1 (en) | System and method for creating seismic vibrations | |
US9519071B2 (en) | Method and apparatus for controlling output of an array of seismic sources | |
US20170248710A1 (en) | Device and method for mitigating seismic survey interference | |
Barker et al. | Array processing of Rayleigh waves for shear structure | |
Dales | Interferometric methods for seismic monitoring in industrial environments |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190125 |