SU1056100A1

SU1056100A1 - Способ вибросейсмической разведки

Info

Publication number: SU1056100A1
Application number: SU823473234A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Иноземцев; Виталий Абрамович Гродзенский; Олег Александрович Потапов; Евгений Петрович Вишняков; Исаак Соломонович Лев
Original assignee: Нарофоминское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-07-20
Publication date: 1983-11-23

Abstract

СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, основанный на возбуждении серии линейно-частотно -модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и кор рел ционной обработке, отличаюш и и с тем, что, с целью повьпиени точности разведки и производительности работ, в серии линейно-частотно- юду- лированных колебаний возбуждают допол нительно монохроматические синусоидальные колебани , длительность которых ; равна длительности линейно-частотномодулированных колебаний, а частота каждого м6нохр 1атвческ( синусоШвльнрго колебани определ етс соот ношением f.,uf(), к @ где л - полоса частот линейно-частотно (Л модулированного колебани ; К - номер модохроматического ринусовдальиого колебешн , при этом при обработке сумму коррелог рамм зарегнст{И(рованных монохроматических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных .линейноСП частотно-мЬдулированных сейсмических Ot) колебаний

Description

1 Р зобретеиие относитс к сейсмической развеаке и может быть использовано дл поиска и развецки нефт ных, газовьЕХ и р -аных месторожцений при полевых исследовани х вибросейсми- ческим способом. Известен способ вибросейсмической развецки, в котором возбуждают после- цовательную серию вибрационных сейсмических колебаний линейно измен ющейс частоты, прин тые колебани регистрируют , осуществл ют коррел ционную свертку управл ющих сигналов с прин тыми колебани ми и затем накапливают данные, полученные от несколь- icitx возцействий, управл ющие сигналы которых одинаковы дл всех возцействий . Накопление осуществл ют путем суммировани значений функций коррел ции , полученных от отдельных воздействий , либо суммировани вибротрасс и последующего определени функции коррел ции поцсуммированной вибротрас . сы 1 . Нецостаток известного способа заклю чаетс в том, что помехи, образованные побочными максимумами, так называемы коррел ционными шумами, ослабл ютс нецоствточно. Кроме того, используютс управл ющие сигналы, ширина спектров которых, как правило, не превышает 1,5-2 октавы, что ограничивает айнами ческую выразительность сейсмической записи и точность разведки Известен также способ вибросей- омической развецки, основанный на возбужцении , регистрации, коррел ционной обработке и накоплении серии вибраци- О1шых воздействий линейно измен ющейс частоты, образованных управл ющими сигналами, имеющими цл каждого воз- действи различные начальные и конечные частоты и оцнаковые либо различны длительности управл ющих сигналов. По торение воздействий осуществл ют в оц ной точке либо в разных точках профил и дл .нейтрализации побочных максимумов коррелбграмм производ т накоплени полученных данных 2 J , Нецостаток известного способа заключаетс в том, что подбор управл ющи сигналов, обеспечивающих подавление побочнь х максимумов коррелограмм и тем caWbiM повышение разрешающей спо собности вибросейсморазвецки, произво дитс эмпирически, так как отсутствую аналитические приемы выбора соответрствующих управл ющих, сигналов и в св 002 зи с этим требуетс многократный перебор параметров. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением вл етс способ вибросейсмической разведки, основанный на возбуждении серии линейночастотно-модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и коррел ционной обработке СЗ 3. Недостаток известного способа заключаетс в том, что йесмотр на большой набор разверток, предусмотренный способом , не обеспечиваетс существенное рас- ширение спектра возбуждаемых колебаний и поэтому остаточный фон коррел ционных шумов значителен, что снижает разрешающую способность вибро сейсморазведки и кроме того требует увеличен- ного объема регистрирующей аппаратуры за счет увеличени пам ти накопител . Целью изобретени вл етс повышение точности разведки и производительно- сти работ, Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу вибросейсмической разведки, основанному на возбуждении серии линейно- частотно-модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и коррел ционной обработке, в серии линейно-частотномодулированных колебаний возбуждают дополнительно монохроматические синусоидальные колебани , длительность которых равна длительности линейно-частот но-модулированных колебаний, а частота каждого монохроматического синусоидального колебани определ етс соотношением Рк 4 {К-Г/2). где полоса частот линейно-часторно-моцулированного колебани ; К - номер монохроматического синусоидального колебани , при этом при обработке сумму коррелограмм зарегистрированных монохроматических сейсмических колебаний умножают на сумму коррепограмм зарегистрированных линейно-частотно-модулирован- ных сейсмических колебаний. На фиг. 1 и 2 изобра ены зависимости функций. 1 - нормированна к единице aBTOKOpi peп циo шa функци (ФАК) линейночастотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала длительностью с частотным циапазоном Д€ 50-70 Гц; 2-амш1ИТ5ганый спектр ФАК ЛЧМ; 3 - нормированна

езультирующа функци , полученна в езультате перемножени ФА К ЛЧМ сиг ала 1 с ФАК мотохроматического синуоицального сигнала с частотой Гц той же алительности и амплитупы, что и g ЛЧМ сигнал; 4 - амплитуцный спектр функций 3; 5 - нормированна результирующа функци , полученна в результате перемножени ФАК ЛЧМ сигнала 1 с суммой автокоррел ционных функций, вычис- 10 ленных последовательно от пвух монохроматических сигналов с частотами и 2 ® алительности и ампли .уаы, что и ЛЧМ сигнал; б - амплитудныйсп9ктрфункиий 5; 7-шкала времени;:. . is 8 - фрагмент распределени коэффициен- . тов отражений (импульсна реакци среды ); 9- фрагмент результирующей коррелограммы (сейсмограммы), соответствующий известному способу цл распрецеле- 20 НИН коэффициентов отражени 8; 10 фрагмент трассы результирующей коррепограммы ОЛЯ коэффициентов отражений 8 соответствующий предлагаемому способу; 11 - шкала времени; 12 - шкала ампли- 25 туи. ..

Сущность изобретений заключаетс в том, что перемножение функции во временной области приводит к изменению амплитудного спектра результирующей зо функции.

На основании математического моделировани получены условий, при которьГх происходит симметричное безразрывное расширение результирующего амплитудного спектра при сохранении его первона- . мальвой формы. Частота монохроматичесг ких сигналов выбираетс из р да

; Л(К-7/), (1/

де Д - частотный диапазон ЛЧМ сигнаа; К - 1 - 4 - количество монохроматиеских сигналов с различными посто нныи частотами, составл ющими вместе с ЧМ cHnianoM комбинированную серию.

Данное условие подбора частоты монороматических сигналов обеспечивает безразрывное симметричное расширение вдвое и более раз зависимости от К результирующего амплитудного спектра по отнощению к исходному спектру ЛЧМ сигна- 50 па.

Отклонение при выборе частот монохроматических сигналов от формулы (1) привоаит к разрыву амплитудного спектра или к существенному «измененшо его фор- 55 мы, что в свою очередь отрицательно сказываетс на уменьшении коррел ционных шумов и разрешающей спосойюсти;.

При осуществлении предлагаемого спо , соба с учетом эффекта поглощени и рассе ни упругих волн частота монохроматических гнгнапоп в комбинированной серии выбираютс также на основании OI мулы (1), но за полосу частот можно приниматьэффективную щирину амплитудного спектра интересующих геофизика отраженных сигналов.

Применение ЛЧМ сигнала в комбинаци с одним монохроматическим сигналом Г позвол ет симметрично без разрывов расширить результирующий амплитуцный спектр 4 коррел ционной функции 3 в два раза по отнощении к амплитудному спектру 2 ФАК отдельного ЛЧМ сигнала. Расширение спектра привело к уменьшению коррел ционных шумов у результирующей функции 3 по отнощению к ФАК 1.

Применение в комбинированной серии воздействий ЛЧМ сигнала и двух монохроматических сигналов с частотами Р и 2 привело к расширению амплитудного спектра результирующей функции 6 в 4 раза по отнощению к амплитудному спект ру и соответственно к еще большему уменьшению коррел ционных шумов у .результирующей функции 5 по сравнению с коррел ционными шумами ФАК 1.

Способ осуществл ют следующим образом .

Выбирают частотный диапазон, в котором необходимо достичь требуемой разрещенности сейсмической записи. Определ ют частотный диапазсш, в котором вибраторы работают наиболее стабилыю . По формуле (1) наход т частоту монохроматического сигнала, обеспечивающего безразрывное расщирение спектра ЛЧМ сигнала. Если первого монохроматического сигнала недостаточно дл расширени спектра до требуемых размеров, то по формуле (1) определ ют значение частоты второго монохроч. матического сигнала и так далее до получени необходимой ширины спектра.

На профиле устанавливаютодин, либо группу вибраторов и возбуждают сейсмические волны выбранным ЛЧМ сигналом. Повтор ют ЛЧМ воздействи одинаковой длительности и соответствующие им коррелограммы суммируют (накапливают ). Затем в среду направл ют одно четыре воздействи монокр(Мъ атических ; синусоидальных колебаний той же дл№« тельности.

Тем самым создают комбинированную серию воздействий ап каждой частоты F возможно повторение монохроматических возаействий и соответствующее накопление коррелограмм. Сумму коррепограмм монохроматических сигналов перемножают с суммой коррелограмм ЛЧМ сигналов и получают результирующую импульсную сейсмограмму. Пр этом общее количество лЧМ и монохроматических возаействий в комбинирован-.ной серии (фиг, 2), буцет меньше общего числа накоплений ЛЧМ известных возаействий, выбранного цл данных сейсмологических условий. В случае, когца. накапливают вибро- граммы, результирующую импульсную сейсмограмму получают спеауюшим образам . Осуществл ют коррел ционную-сверт ку управл ющего ЛЧМ сигнала с соответствующей накопленной виброграммой, которую перемножают с суммарной коррелограммой , полученный в результате сумм I ровёши отаельных коррепсграмм, обраэованных цл каждой монохроматической час тоты Г(. Такие отдельные коррелограммы получают в результате коррел ционной свертки управл ющих монохроматических сигналов дл каждой частоты Р)ц с соответствующими виброграммами. Дл получени результирующей импульсной сейсмограммы возможен иной пор док регистрации и последующей обработки полевых данных. В этом случае виброграммы от отдельных монохроматических воздействий с различными моночастотами накапливаютс на один носитель , образу одну результирующую вибро грамму. Одновременно складываютс управл ющие сигналы монохроматических воздействий с различными частотами образу единый управл ющий сигнал. Далее производитс коррел ционна свертка единой виброграммы с единым управл юшим сигналом и образуетс коррелограммал котора в дальнейшем перемножаетс с коррелограммой, полученной возбуждением ЛЧМ сигнала. Предложенньй способ особенно полезен в св зи с тем, что он может быть применен с узкополосными управл ющими сигналами , применение которьпс из-за высоко го уровн коррел ционных шумов и не компакт ости основого максимума весьма огрешичено. В то же врем узкополосные управл ющие сигналы могут быть наилучшим образом согласованы с частотной характеристикой среды, и поэтому обеспе чить повышение информативности получаемых материалов и увеличение глубинно сти разведки при ограниченной мощности вибратора. Пример. Дл реализации способа выбран линейно-частотно-глазулированный сигнал со спектром 2 в области частот 50 - 70 Гц и функции автокоррел ции 1. По формуле (1) определена частота первого монохроматического, котора равна Ю Гц. Последовательно проведено излучение ЛЧМ сигнала в диапазоне частот 50-7О Гц длительностью 8си монохромати еского сигнала с частотой 10 Гц также длительностью 8 с. Вычислены коррел ционные функции каж-, дого из зарегистрированных сигналов с соответствующими виброграммами. Полученные коррел ционные функции перемножены и образована результирующа импульсна сейсмограмма 10, котора в значительно большей мере приближаетс к исходному распределению коэффициентов отражени 8, чем известна импульсна сейсмограмма 9. Дл образовани известной виброграм- мы, а затем результирующей синтети- ческой коррелограммы 9 используют комбинированный управл ющий сигнал (комбиразвертка ), состо щий из двух отдельных ЛЧМ сигналов одинаковой амплитуды и длительности, равной 8 с, и нулевым интервалом между ними длительностью 4 с. Частотный диапазон первого ЛЧМ сигаала составл ет 5О-65 Гц, второго 55-70 Гц, так что суммарный частотный диапазон комбиразвертки составл ет 5О70 Гц. Амплитуды и длительности серии сигналов предлагаемого способа равны амплитудам к длительност м ЛЧМ сигналов в омбиразвертке, поэтому имеет место равенство суммарной энергии управл ющих сигналов в предлагаемом и известном способах, однако пикова мощность отраженных сигналов 1О в предлагаемом способе в 3-4 раза вьпые чем у извест- ного. При использовании предлагаем мго способа имеетс возможность сократить число воздействий в комбинированной ерии при накоплении на каждом пикете возбужаенн по крайней мере в два раза. Это позвол ет сушественно увелиить производительность труда за счет р ретщни количества накоплений, повыив прн этом информативность н достоерность получаемой информации. Прн применени комбиразверткн ocTaeiv значительный уровень коррел цновных УМОЁ, что в услови х интерференцнр

710561008

отраженных сигналов привоаит к слабойПоложительный эффект достигачг-

разрешенноети отельных сигналов ис за счет расширени спектра ре-

практически невозможно выделить после-зультирующего сигнала и уменьшени

ауюшие более слабые отражени на вре-общего количества излучаемых колеКФенах 1,1 и 1,15 с.5 баний.

I

Q 10 W 50 70 90 т JJ/V

010 W 50 10 80

m

Q10 W 50 10 90 110 fA

ОЛ

1

Claims

СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, основанный на возбуж- дении серии линейно—частотно^моаулиро— ванных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и корреляционной обработке, отличаюш и й с я тем, что, с целью повышения точности разведки и производительности работ, в серии линейно-частотно—модулированных колебаний возбуждают дополнительно монохроматические синусоидальные колебания, длительность которых равна длительности линейно—частотно— модулированных колебаний, а частота каждого монохроматического синусоидального колебания определяется соотношением . ; · . - F_K-Af (КН/2), где л£ — полоса частот линейно—частотномодулированного колебания;

К — номер монохроматического Синусоидального колебания, при этом при обработке сумму коррелограмм зарегистрированных монохроматических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных линейночастотно-модулированных сейсмических колебаний.

0019601™ OS >