SU1679431A1 - Способ сейсмической разведки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области сейсмической разведки и может быть использовано дл  поиска и разведки нефт ных, газовых и рудных месторождений при полевых исследовани х вибросейсмическим методом Цель изобретени  - повышение качества сейсмической разведки за счет увеличени  соотношени  сигнал/помеха Способ основан на возбуждении серии раз- нопол рных воздействий, приеме, коррел ции и регистрации сейсмических сигналов. Управл ющий сигнал сейсмоисточника формируют из периода исходного сигнала Период исходного сигнала образуют из положительных и отрицательных дельтообразных импульсов одинаковой амплитуды и пропусков этих импульсов, упор доченных во времени так, что периодическа  автокоррел ционна  функци  исходного сигнала равна нулю на прот жении ее периода. Опорный сигнал коррел тора формируют из целого числа периодов исходного сигнала. 3 ил. W Ё

Description

Изобретение относитс  к области сейсмической разведки и может быть использовано дл  поиска и разведки нефт ных, газовых и рудных месторождений при полевых исследовани х вибросейсмическим методом .

Цель изобретени  - повышение качества сейсмической разведки за счет увеличени  соотношени  сигнал/помеха.

На фиг.1 изображена блок-схема системы , реализующей способ; на фиг.2 - блок- схема генератора управл ющих сигналов сейсмоисточника; на фиг 3 - временные диаграммы , иллюстрирующие способ сейсмической разведки.

Система, реализующа  способ сейсмической разведки, содержит сейсмоисточник 1, состо щий из последовательно соединенных между собой исполнительного механизма 2, генератора 3 управл ющих сигналов, дешифратора 4 сигнала запуска, и систему 5 регистрации сейсмических колебаний, состо щую из последовательно соединенных между собой сейсмоприемника 6, усилител  7. коррел тора 8 и регистратора 9 генератора 10 опорных сигналов, блока 11 уп равлео VI

2

(л)

нич, шифратора 12 сигнала запуска. На блок-схеме (фиг.1) изображены также сейсмические колебани  13 и геологическа  среда 14.

Выход генератора 10 опорных сигналов соединен с вторым входом коррел тора 8, а вход соединен с выходом блока 11 управлени , второй выход которого соединен с входом шифратора 12, третий выход с вторым входом регистратора 9, а четвертый выход с третьим входом коррел тора 8.

Генератор 3 управл ющих сигналов и генератор 10 опорных сигналов выполнены по идентичной схеме и содержат генератор 15 исходных сигналов, цифровой фильтр 16, цифроаналоговый преобразователь 17, шину 18 запуска, выходную аналоговую шину 19, выходную цифровую шину 20, генератор 21 тактовых импульсов, триггер 22, элементы И 23-25, управл емый делитель 26 частоты , счетчик27 импульсов, блок28 сравнени  кодов, кодовый датчик 29, блок 30 пам ти, задатчик 31 длины исходного сигнала, элемент ИЛИ 32,

При этом выход цифрового фильтра 16 соединен с входом преобразовател  17, который соединен с выходной аналоговой шиной 19, и выходной шиной 20, а входы соединены с выходными элементами И 24 и 25, генератор 21 тактовых импульсов, элемент И 23, управл емый делитель 26 частоты , счетчик 27 импульсов последовательно соединены между собой, причем второй вход элемента И 23 соединен с выходом триггера 22, который также соединен с входами элементов И 24 и 25, первый вход триггера 22 соединен с шиной 18 запуска, а второй вход с выходом задатчика 31 частоты , вторым входом управл емого делител  26 частоты и входом элемента ИЛИ 32, вход задатчика 31 частоты соединен с выходом делител  26 частоты, второй вход элемента ИЛИ 32 соединен с выходом блока 28 сравнени  кодов, одни входы которого соединены с выходами счетчика 27 импульсов и входами блока 30 пам ти, а вторые входы соединены с выходами кодового датчика 29, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И 24 и 25, при этом выход элемента ИЛИ 32 соединен с вторым входом счетчика 27 импульсов.

На временных диаграммах (фиг.З) представлены периоды 33 исходного сигнала, опорный сигнал 34, сформированный на основе периода 33 исходного сигнала, исходный сигнал 35, состо щий из трех, периодов 33 исходного сигнапа, управл ющий сигнал 36 последовательности серии, сформированный на основе исходного гишала 35, исходный сигнал 37. состо щий ич двух периодов 33 исходного сигнала, дополненных отрезком периода 33 исходного сигнала на величину длительности регистрации полезных сигналов при исследуемой части отклика среды, управл ющий сигнал 38, сформированный на основе исходного сигнала 37, исходный сигнал 39, состо щий из одного периода 33 исходного сигнала, дополненного отрезком периода 33 исходного

0 сигнала на величину удвоенной длительности исследуемой части отклика среды, управл ющий сигнал 40, сформированный на основе исходного сигнала 39, коррелограм- ма 41 сигнала 36 с сигналом 34, коррелог5 рамма 42 сигнала 38 с сигналом 34. коррелограмма 43 сигнала 40 с сигналом вида 34, сформированным на основе периода исходного сигнала, циклически сдвинутого относительно периода 33 исходного

0 сигнала на величину длительности исследуемой части отклика среды, временной интервал 44, соответствующий периоду 33 исходного сигнала, временной интервал 45. соответствующий длительности исследуе5 мой части отклика среды, временной интервал 46 следовани  дельтообразных импульсов и пропусков в исходных сигналах , положительный дельтообразный импульс 47 в исходных сигналах,

0 отрицательный дельтообразный импульс 48 в исходных сигналах, пропуск 49 импульса в исходных сигналах, единичный колебательный с начальной фазой О импульс 50 в управл ющих и опорных сигналах, единичный

5 колебательный импульс 51 с начальной фазой л: в управл ющих и опорных сигналах, основные максимумы 52-57 коррелограмм 41-43, побочные значени  58-63 коррелограмм 41-43.

0 Способ осуществл ют следующим образом .

Дл  обеспечени  минимального уровн  коррел ционных помех на результирующих сейсмограммах, повышени  отношени  сиг5 нал/помеха и, соответственно, качества сейсмической разв зки в периоде исходного сигнала устанавливают общее число К дельтообразных импульсов, число K-t- положительных дельтообразных импульсов и

0 число К- отрицательных дельтообразных импульсов равными

2п I

,q2n + K, qfl±i К К+ 2

.К

5

(D

где р - простое число; п, т - натуральные числа.

Структуру следовани  разнопол рных импульсов и пропусков импульсов в периоде 33 каждой последовательности серии, из

которого формируют управл ющий 36 и опорный 34 дл  коррекции сигналы, определ ют на основе решени  рекуррентного уравнени  известным способом, в результате которого период 34 формируют путем чередовани  во времени одинаковых по амплитуде единичных колебательных импульсов разной пол рности и пропусков импульсов в виде линейной рекуррентной последовательности чисел соответственно + 1, -1 и 0, причем соответствует квадратичным вычетам, -1 - квадратичным невычетам , а 0 - пропускам импульсов.

Дл  формировани  управл ющих сигналов сейсмоисточника дл  каждой последовательности серии период исходного сигнала циклически продолжают, причем управл ющие сигналы формируют на основе как целого, так и нецелего числа периодов исходного сигнала. Состо щий из дельтообразных импульсов исходный сигнал преобразуют в измен ющийс  по колебательному закону управл ющий сигнал, например, путем пропускани  через фильтр, импульсна  характеристика которого имеет форму единичного колебательного импульса. Полученный таким образом управл ющий сигнал подают на исполнительный механизм сейсмоисточника. Общее число единичных колебательных импульсов в управл ющем сигнале, определ ющее количество передаваемой в среду сейсмической энергии, задают в зависимости от уровн  случайных помех типа микросейсм в районе работ во врем  проведени  исследований .

Опорный сигнал коррел тора формируют аналогичным образом из целого числа периодов исходного сигнала. Основным  вл етс  режим коррел ции с опорным сигналом , сформированным из одного периода исходного сигнала. Дл  формировани  опорных сигналов примен ют колебатель- ,ные импульсы как одинаковые, так и отличающиес  по форме от колебательных импульсов, используемых дл  формировани  управл ющих сигналов.

После формировани  управл ющего и опорного сигналов до начала работы в пам ть генератора 3 управл ющих сигналов и генератора 10 опорных сигналов записываютс  коды периодов исходного сигнала и цифровые отсчеты единичных колебательных импульсов и устанавливают с помощью кодовых датчиков временной интервал следовани  дельтообразный импульсов и пропусков в исходных сигналах, длину периода исходного сигнала и длину всего исходного сигнала. При необходимости в блоке 11 управлени  системы 5 регистрации сейсмических колебаний устанавливают врем  .та держки запуска генератора 10 опорных сигналов и коррел тора 8 системы 5 регистрации относительно момента запуска

генератора 3 управл ющих сигналов сейс моисючника 1.

Единичный колебательный импульс задают , исход  из требований обеспечени  необходимого спектрального состава в компактности его автокоррел ционной функции . По известному единичному колебательному импульсу временной интервал следовани  дельтообразных импульсов и пропусков в исходном сигнале

выбирают не большим длительности колебательного импульса. Предопредел емое этим выбором возможное наложение единичных колебательных импульсов в управл ющих сигналах допускают в том случае,

если приводит к увеличению излучаемой а среду энергии и не сопровождаетс  отрицательными последстви ми дл  работы сейсмоисточника . Длину периода исходного сигнала наход т по условию К г Т, где К

- количество импульсов в периоде; г - интервал следовани  дельтообразных импульсов и пропусков в исходном сигнале; Т - длительность отклика среды. Период исходного сигнала ввод т в пам ть генератора 3

управл ющих сигналов сейсмоисточника 1. В пам ть генератора 10 опорных сигналов коррел тора 8 ввод т такой же период исходного сигнала или его циклический сдвиг. Пуск блока 11 управлени . После выдачи команд исполнени  вспомогательных операций блок 11 управлени  через шифратор 12 и дешифратор 4 сигнала запуска осуществл ет пуск генератора 3 управл ющих сигналов сейсмоисточникз 1 и начинает

синхронный отсчет времени задержки момента запуска генератора 10 опорных сигналов и включени  коррел тора 8 системы 5 регистрации сейсмических колебаний. Если врем  задержки равно нулю, запуск генератора 10 и коррел тора 8 производитс  одно- временно с запуском генератора 3 сейсмоисточника 1. Управл ющий сигнал генератора 3 трансформируетс  исполнительным механизмом 2 сейсмоисточника1 в

силовое воздействие на грунт. Возникающие при этом сейсмические колебани  13 распростран ютс  в геологической среде 14, воспринимаютс  сейсмоприемником 6, усиливаютс  усилителем 7 и поступают на

информационный вход коррел тора 8, на второй вход которого в установленное врем  подают сигнал с выхода генератора 10 опорного сигнала. С помощью коррел тора 8 осуществл ют коррел цию сейсмического

и опорного сигналов, а результирующую коррелофамму записывают регистратором 9. Возможны режимы работы коррел тора по схеме коррел ци  - накопление или накопление - коррел ци . В первом случае, который реализуют, если коррел тор обеспечивает коррел цию в реальном времени, накапливают значение коррелограмм, во втором -- значение прин тых сейсмических сигналов, а накопленный сигнал коррелируют с опорным сигналом.

Примен ют также двухэтапную коррел цию сейсмических сигналов: сначала с исходным сигналом, а затем с единичным колебательным импульсом или наоборот. Пор док выполнени  этапов зависит от соотношени  длительностей исходного сигнала и колебательного импульса, а также вычислительных возможностей коррел тора .

При отсутствии достаточных средств преобразовани  сейсмических сигналов в процессе наблюдений производ т только их накопление или только регистрацию, а коррел цию зарегистрированных сигналов выполн ют автономно или в процессе их обработки на ЭВМ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении серии последовательностей , инвертированных по начальной фазе сейсмических воздействий, регистрации и коррел ционной обработке виброграмм , причем управл ющий и опорный дл  коррел ции сигналы в каждой последовательности сформированы из одного и того

   же периода исходного сигнала в виде периодических последовательностей, следующих через одинаковый временной интервал разнопол рных квазисинусоидальных единичных импульсов одинаковой длительности , а длительность периода задают не меньше времени регистрации полезных сигналов , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сейсмической разведки за счет увеличени  соотношени  сигнал/помеха , период управл ющего и опорного сигналов формируют путем чередовани  во времени одинаковых по амплитуде и частотному составу единичных импульсов и пропусков импульсов в виде

   линейной рекуррентной псевдослучайной последовательности чисел, в которой положительные единичные импульсы соответствуютквадратичнымвычетам , отрицательные - квадратичным невычетам,

   пропуски импульсов соответствуют О, при этом управл ющий сигнал формируют из натурального числа периодов или из натурального числа периодов, дополненных отрезком периода, длительность которого не

   меньше времени регистрации полезных сигналов , а опорный сигнал формируют из целого числа периодов.

   Фиг.1

   Фие.г