SU1679429A1 - Method of vibration seismic prospecting - Google Patents

Method of vibration seismic prospecting Download PDF

Info

Publication number
SU1679429A1
SU1679429A1 SU884628170A SU4628170A SU1679429A1 SU 1679429 A1 SU1679429 A1 SU 1679429A1 SU 884628170 A SU884628170 A SU 884628170A SU 4628170 A SU4628170 A SU 4628170A SU 1679429 A1 SU1679429 A1 SU 1679429A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
spectrum
excitation
vibration
prospecting
Prior art date
Application number
SU884628170A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Колесов
Александр Николаевич Иноземцев
Олег Александрович Потапов
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority to SU884628170A priority Critical patent/SU1679429A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1679429A1 publication Critical patent/SU1679429A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к геофизической разведке и может быть использовано дл  поисков и разведки месторождений полезных ископаемых вибросейсмическим способом, а также при вибрационном просвечивании Земли. Цель изобретени  - повышение производительности труда и увеличение разрешающей способности вибросейсморазведки. Способ основан на возбуждении одного или нескольких нелинейно частотно-модулированных или несколь- ких линейно-частотно-модулированных вибросейсмических сигналов со специальным образом заданными параметрами регистрации и коррел ционной обработки виброграмм. Функции частотной развертки одного или нескольких комбинируемых сигналов определ ютс  на основе предварительнойпосылкизаданного частотно-модулированного сигнала, регистрации виброграмм и вычислений по предложенной зависимости. Это позвол ет при вибрационных воздействи х с полученной таким образом функцией частотной развертки получить сейсмическую запись оптимальной разрешенности и избавитьс  от перебора параметров вибрационных сигналов при опытных работах. 2 з.п. ф-лы. ЈThe invention relates to geophysical prospecting and can be used for prospecting and exploration of mineral deposits by a vibroseismic method, as well as for vibrating the screening of the Earth. The purpose of the invention is to increase labor productivity and increase the resolution of vibroseismic prospecting. The method is based on the excitation of one or several non-linear frequency-modulated or several linear-frequency-modulated vibro-seismic signals with specially defined parameters for recording and correlation processing of vibrograms. The frequency sweep functions of one or more combinable signals are determined on the basis of the pre-sending of a given frequency-modulated signal, the registration of the vibrograms, and calculations based on the proposed dependency. This allows, with vibration effects with the frequency sweep function obtained in this way, to obtain a seismic recording of the optimal resolution and to eliminate the search for parameters of the vibration signals during experimental work. 2 hp f-ly. J

Description

Изобретение относитс  к геофизической разведке и может быть использовано дл  поисков и разведки нефт ных, газовых и рудных месторождений вибросейсмическим способом, а также при вибрационном просвечивании Земли.The invention relates to geophysical prospecting and can be used for prospecting and exploration of oil, gas, and ore deposits by vibroseismic methods, as well as for vibrating the transmission of the Earth.

Цель изобретени  - повышение производительности труда и увеличение разрешающей способности,The purpose of the invention is to increase productivity and increase resolution,

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Задаетс  априорно функци  частотной развертки и функци  амплитудной модул ции . Функции частотной развертки при посто нной амплитуде соответствует спектр коррел ционного импульса I N(co) I или I Ni(f) I2. Амплитудна  модул ци  задаетс  функцией А(о) или Ai(t).A priori frequency sweep function and amplitude modulation function are specified. The frequency sweep functions at a constant amplitude correspond to the spectrum of the correlation pulse I N (co) I or I Ni (f) I2. The amplitude modulation is defined by the function A (o) or Ai (t).

Вибратор с заданным таким образом режимом работы возбуждает колебани , которые регистрируютс , подвергаютс  коррел ционной обработке, в результате чегоA vibrator with a mode of operation specified in this way excites oscillations that are registered, subjected to correlation processing, as a result of which

OsOs

4 О4 o

ЮYU

юYu

получают коррел ционный импульс на кор- релог рамме K(t),receive a correlation pulse on the correlum frame K (t),

По двум выбранным коррелограммам вычисл ют функцию автокоррел ции (ФАК) и взаимной коррел ции (ФВ К) и далее определ ют соотношение сигнал - помеха и его величину используют при выборе параметров свип-сигнала.Using the two selected correlograms, the autocorrelation function (FAA) and cross correlation (EF K) are calculated, and then the signal-to-noise ratio is determined and its value is used to select the sweep signal parameters.

Спектр ФАК линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала приближенно имеет вид пр моугольника, высота которого равна квадрату амплитуды свип-сигнала, деленной на скорость частотной развертки f (t)df(t)/dt, где f(t) - функци  (закон) частотной развертки.The FAK spectrum of a linear frequency-modulated (LFM) signal approximately has the shape of a rectangle whose height is equal to the square of the amplitude of the sweep signal divided by the frequency sweep rate f (t) df (t) / dt, where f (t) is a function ( law) frequency sweep.

Спектр зарегистрированной коррелог- раммы вследствие различного затухани  разночастотных составл ющих вибросейсмического сигнала отличен от пр моугольника .The spectrum of the registered correlating frame due to the different attenuation of the different-frequency components of the vibroseis signal is different from the rectangle.

Наибольша  разрешенность коэффициентов отражени  на коррелограмме будет в том случае, когда спектр коррел ционного импульса, с достаточной степенью точности определ ющийс  по ФАК коррелограммы, будет пр моугольным, т.е. наиболее широ- кимг в данной полосе частот и выровненным, при условии, что сигнал превышает помеху в заданное число раз. Спектр коррел ционного импульса можно выровнить (в исходной полосе частот ) с помощью обратной фильтрации, причем в идеале должен получитьс  пр моугольный спектр. Но пр моугольный спектр - и у исходного коррел ционного импульса (ФАК свип-сигнала ), так что этот обратный фильтр  вл етс  одновременно фильтром сжати , выбеливающим спектр в заданной полосе частот, и формирующим фильтром.The maximum resolution of the reflection coefficients on the correlogram is when the spectrum of the correlation pulse, which is determined by the ACF of the correlogram with a sufficient degree of accuracy, is rectangular, i.e. the widest in the given frequency band and aligned, provided that the signal exceeds the interference by a specified number of times. The correlation pulse spectrum can be aligned (in the original frequency band) using inverse filtering, and ideally a rectangular spectrum should be obtained. But the rectangular spectrum is also in the original correlation pulse (swept signal ACF), so this reverse filter is both a compression filter, whitening the spectrum in a given frequency band, and a shaping filter.

Фильтр сжати  - Hc(ftJ ) (в частотной области) компенсирует изменение формы спектра коррел ционного импульса, имеющего первоначально пр моугольный спектр, и приводит его практически к исходному виду. Это выравнивание, осуществл емое при обработке, можно сделать и другим путем, послав в среду такой свип- сигнал, который в результате распространени  в среде, регистрации и т.д. дает в итоге коррел ционный импульс с пр моугольным спектром. Поскольку Нс( G)) выравнивает спектр коррел ционного импульса, то посылаемый в среду вибрационный сигнал должен иметь спектр, равныйThe compression filter - Hc (ftJ) (in the frequency domain) compensates for the change in the shape of the spectrum of the correlation pulse, which has the original rectangular spectrum, and brings it almost to its original form. This alignment, carried out during processing, can be done in another way, sending such a sweep signal to the medium, which, as a result of propagation in the medium, registration, etc. gives as a result a correlation pulse with a rectangular spectrum. Since Hc (G)) aligns the spectrum of the correlation pulse, the vibration signal sent to the medium must have a spectrum equal to

VlHc(o)t . ОчевидноVlHc (o) t. Obviously

Нс(«) V|OAKK(t)| /( ФАК K(t) +R2), (1)Hc (") V | OAKK (t) | / (FAK K (t) + R2), (1)

где ФАК K(t) - спектр ФАК зарегистрированной коррелограммы K(t);where FAK K (t) is the spectrum of FAK of the registered correlogram K (t);

R - регул ризирующий член, определ емый известным способом с учетом соотно- шени  сигнал - помеха, оцениваемого по функции взаимной коррел ции двух трасс.R is the regulating term determined by a known method taking into account the signal-to-noise ratio, estimated from the cross-correlation function of two paths.

Таким образом, задача получени  коррелограммы с наибольшей разрешенно- стью в заданной полосе частот сводитс  к формированию свип-сигнала с такой функцией частотной развертки, чтобы этот свип- сигнал имел спектр, равный заданномуThus, the task of obtaining a correlogram with the highest resolution in a given frequency band is reduced to the formation of a sweep signal with a frequency sweep function such that the sweep signal has a spectrum equal to

1515

У|НсИ.At | NCI.

Решение задач определени  режима работы вибратора по заданному спектру известно , причемThe solution of problems of determining the mode of operation of a vibrator from a given spectrum is known, and

IS (бо)IS (bo)

2 гг А (о)) 2 STiT2 years A (o)) 2 STiT

(2)(2)

где iS(ftji) I - спектр коррел ционного им- пульса;where iS (ftji) I is the correlation pulse spectrum;

А(СУ)- амплитудна  модул ци  сигнала; ft(t) - скорость частотной развертки сигнала , спектр которого S(tw);A (SU) is the amplitude modulation of the signal; ft (t) is the frequency sweep rate of the signal whose spectrum is S (tw);

ш (t)2 л f (t), причем дл  ЛЧМ-сигнала f (t)const(f макИмин)/Т и A(w )const C.w (t) 2 l f (t), and for the chirp signal f (t) const (f maxImin) / T and A (w) const C.

В рассматриваемом случае желаемым, заданным спектром должен быть спектр обратного фильтра сжати  Hc(w).In this case, the desired, specified spectrum should be the spectrum of the inverse compression filter Hc (w).

Поэтому по коррелограмме с помощью формулы (1) вычисл ют обратный фильтр Нс(о)(илиНс(т)).Therefore, using the correlogram, the inverse filter Hc (o) (or Hc (m)) is calculated using formula (1).

Подставл   Нс(со) в левую часть формулы (2) вместо IS(o) I2, найдем функцию частотной развертки f(t) (U (t)/2 л искомого вибрационного сигнала. Дл  этого задаем из априорных соображений А(со) (например, А( w)C) и интегрируем (2), име  в виду, что дл  монотонной функции f(t) существует ей обратна  t(f), так что f (tH/tr(f):Substituting Hc (co) to the left side of formula (2) instead of IS (o) I2, we find the frequency sweep function f (t) (U (t) / 2 l of the desired vibration signal. To do this, we set A priori considerations A (co) ( for example, A (w) C) and integrate (2), meaning that for a monotone function f (t) there exists an inverse of it t (f), so f (tH / tr (f):

( lHic(f)ldt. О)(lHic (f) ldt. O)

где fMHH - начальна  частота развертки;where fMHH is the initial sweep frequency;

Hic(f)- функци  Hc(w) в масштабе частот f.Hic (f) is a function of Hc (w) at the frequency scale f.

Частотна  развертка f(t) находитс  обращением функции t(f), измен ющейс  в пределах 0-Т при изменении f в .пределахThe frequency sweep f (t) is reversed by the function t (f), varying from 0 to T as f changes in the limits

fmihrfMaKC.fmihrfMaKC.

Вибрационный сигнал с частотной разверткой f(t) и амплитудой С, возбужденный вибратором и т.д., дает в итоге на коррелограмме коррел ционный импульс с выровненным спектром. С ним и проводитс A vibration signal with a frequency sweep f (t) and amplitude C excited by a vibrator, etc., results in a correlation pulse on the correlogram with a spectrum aligned. With him and held

втора  производственна  сери  вибрационных воздействий.The second production series of vibration effects.

Если в первой серии возбуждать нелинейно-частотно-модулированный сигнал, тогда фильтр Не (м), вычисленный согласно (1) по результатам посылки такого НЧМ-сиг- нала, будет компенсировать одновременно искажающее действие среды и невыровнен- ность спектра первоначального вибрационного сигнала. Последнее делать не следует из соображений целесообразности, если далее вычисл ть f(t) по (3). При использовании в первой серии воздействий НЧМ-сигнала по (1) вычисл ют Нс( а)). Если lN(ft) |2 - спектр коррел ционного импульса этого НЧМ-сигналз, то получают НС(ГУ) Ы )l I М(ю)Г (4)If a nonlinear frequency-modulated signal is excited in the first series, then the He (m) filter, calculated according to (1) from the results of sending such an LFM signal, will simultaneously compensate for the distorting effect of the medium and the unevenness of the spectrum of the original vibration signal. The latter should not be done from considerations of expediency if further we calculate f (t) by (3). When used in the first series of actions, the LFM signal according to (1) calculates Hc (a)). If lN (ft) | 2 is the spectrum of the correlation pulse of this LFM signalses, then we get the NA (PG) S) l I M (s) G (4)

Это равенство следует из того, что в спектральной области обратный фильтр есть обратна  величина спектра:This equality follows from the fact that in the spectral region the inverse filter is the inverse of the spectrum:

Hc(w ) - обратна  величина частотной характеристики среды;Hc (w) is the reciprocal of the frequency response of the medium;

Нс (со) обратна  величина произведени  частотной характеристики среды и спектра коррел ционного импульса, кото- рый равен в данном случае функции автокоррел циивибросейсмического НЧМ-сигнала |М(о) |2.Hc (co) is the inverse of the product of the frequency response of the medium and the spectrum of the correlation pulse, which in this case is equal to the autocorrelation function of the cybroseismic LFM signal | M (o) | 2.

Амплитуда сигнала беретс  посто нной , т.е. A(w )C. Очевидно, задава  из ка- ких-то априорных соображений А( о)) в первой серии и сохран   А( w) во второй серии воздействий, а также подставл   (4) в (3), получаютThe signal amplitude is constant, i.e. A (w) c. Obviously, asking for some a priori considerations A (o)) in the first series and saving A (w) in the second series of actions, as well as substituting (4) in (3), receive

t(f) H4 . {5)t (f) H4. {five)

4 fMMHA2, (f)4 fMMHA2, (f)

uu

где Ai(f) - аналог А( ш) в масштабе частот f; Ni(f) - соответствует N(w), Hic (f)-Hc ((О).where Ai (f) is an analogue of А (ш) on the scale of frequencies f; Ni (f) - corresponds to N (w), Hic (f) -Hc ((O).

Управление частотной разверткой и амплитудной модул цией возможно на вибраторах , оснащенных специальными блоками управлени .Frequency sweep and amplitude modulation control is possible on vibrators equipped with special control units.

Дл  вибраторов, отрабатывающих только ЛЧМ-сигналы, обратный фильтр аппроксимируетс  ступенчатой ломаной, что соответствует нескольким (по числу ступенек) комбинируемым свип-сигнэлам.For vibrators that work out only chirp signals, the reverse filter is approximated by a step broken line, which corresponds to several (by the number of steps) combined sweep-sig nals.

Эффективность .предлагаемого способа св зана с повышением разрешающей способности за счет расширени  спектра возбуждаемых вибрационных колебаний.The effectiveness of the proposed method is associated with an increase in resolution due to the expansion of the spectrum of excited vibrational vibrations.

Claims (3)

1.Способ вибрационной сейсморазведки , основанный на возбуждении серии виб- рационных воздействий с априорно заданным законом изменени  частоты и амплитуды , регистрации, накоплении и корре- л ционной обработке сейсмических колебаний, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и увеличени  разрешающей способности, в последующих вибрационных воздействи х используют закон частотной развертки, равный обратной зависимости по отношению к выражению1. A vibration seismic survey method based on the excitation of a series of vibration effects with a priori given law of frequency and amplitude change, recording, accumulation and correlation processing of seismic vibrations, characterized in that subsequent vibration effects use the law of frequency sweep, which is inversely related to the expression t( (f)fdt, V ГнинA2, (f)t ((f) fdt, V GninA2, (f) где Ni(f) - спектр априорно заданного воздействи ;where Ni (f) is the spectrum of a priori given effect; Ai(f)- функци  амплитудной модул ции априорно заданного воздействи ;Ai (f) is a function of amplitude modulation of a priori given effect; Н1С (f) спектр обратного фильтра сжати  дл  полученной коррелограммы;H1C (f) reverse compression filter spectrum for the resulting correlogram; Тмин - минимальное значение частоты f частотного диапазона возбуждаемых колебаний .Cmin - the minimum value of the frequency f of the frequency range of the excited oscillations. 2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что возбуждение производ т линейно- частотно-модулированными сигналами со стыкующимис  частотными диапазонами, причем подынтегральную функцию аппроксимируют ступенчатой ломаной, кажда  ступень которой соответствует одному сигналу.2. A method according to claim 1, characterized in that the excitation is performed by linear frequency modulated signals with matching frequency bands, the integrand function is approximated by a step broken line, each step of which corresponds to a single signal. 3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что возбуждение производ т нелинейно-частотно-модулированными сигналами со стыкующимис  диапазонами, причем подынтегральную функцию аппроксимируют стыкующимис  кусками кривой.3. The method according to claim 1, characterized in that the excitation is produced by non-linear-frequency-modulated signals with connecting bands, and the integrand is approximated by connecting pieces of a curve.
SU884628170A 1988-12-30 1988-12-30 Method of vibration seismic prospecting SU1679429A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884628170A SU1679429A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of vibration seismic prospecting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884628170A SU1679429A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of vibration seismic prospecting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1679429A1 true SU1679429A1 (en) 1991-09-23

Family

ID=21418655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884628170A SU1679429A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of vibration seismic prospecting

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1679429A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методические рекомендации по проведению работ вибросейсмическим методом с использованием источников СВ 5-150./На- учн.ред. О.А.Потапов. - М.: Изд. Нефтегео- физика (ротапринт), 1983. Gouplllaud Pierre. Signal design in the vibrosels technique. Geophysics, vol. 41, № 6, 1976, pp. 1291-1304. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. Swept impact seismic technique (SIST)
CA2277119C (en) Seismic data acquisition and processing using non-linear distortion in a groundforce signal
US7330401B2 (en) Seismic vibratory acquisition method and apparatus
US4646274A (en) Method and apparatus for correcting distorted seismic data
US7599251B2 (en) Method for selective bandlimited data acquisition in subsurface formations
EA008398B1 (en) Method for continuous sweeping and separation of multiple seismic vibrators
EA007911B1 (en) Shaped high frequency vibratory source
CA2234846A1 (en) High fidelity vibratory source seismic method using a plurality of vibrator sources
US4715021A (en) Method for filtering and combining seismic data having different spectral characteristics
US4608673A (en) Minimum phase bandpass filtering of seismic signals
US5901112A (en) Signal energy enhancement for seismic exploration
US4601022A (en) Seismic exploration using non-impulsive vibratory sources activated by stationary, Gaussian codes, and processing the results in distortion-free final records particularly useful in urban areas
SU1679429A1 (en) Method of vibration seismic prospecting
US4607353A (en) Seismic exploration using non-impulsive vibratory sources activated by stationary, Gaussian codes to simulate an impulsive, causal generating, recording and pre-processing system and processing the results into distortion-free final records
SU1056100A1 (en) Vibro-seismic prospecting method
US4592031A (en) Precorrelation filtering
Werner et al. Combisweep—a contribution to sweep techniques
Block et al. Velocity Analysis Of Multiweceiver Full-waveform Acoustic-logging Data In Open And Cased Holes
RU1774301C (en) Vibroseismic survey method
SU890297A1 (en) Method of vibrational seismic prospecting
SU940096A1 (en) Seismic prospecting method
SU1539700A1 (en) Method of bibroseismic prospecting
SU1200210A1 (en) Method of seismic prospecting
Hoover et al. Vibrator signals
SU1221627A1 (en) Method of vibration seismic prospecting