SU720392A1

SU720392A1 - Способ сейсмической разведки

Info

Publication number: SU720392A1
Application number: SU772460618A
Authority: SU
Inventors: Форкманн Бернхард
Original assignee: Феб Геофизик(Инопредприятие)
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1980-03-05

Description

Изобретение относится к способам· сейсмической разведки с помощью вибраторов, особенно, в случае разведки слоев неглубокого залегания.

Известен способ сейсмической разведки, при котором в качестве сигнала для определения местоположения слоев используется сигнал от вибратора, продолжительность которого больше максимально ожидаемого или максимально достижимого времени прохождения обычно применяемого импульсного сигнала [1].Для сжатия длящегося часто несколько секунд вибрационного сигнала в узкий импульсный сигнал, отраженный от акустически неоднородной исследуемой среды и зарегистрированный с помошью соответствующего приемника, сигнал коррелируют с опорным сигналом, в качестве ко- 20 торого используют или вибрационный сигнал, излученный вибратором в точке колебаний, или управляющий сигнал, применяемый для управления вибратором. Качество сжатия импульса оцени- 25 вается на основании двух параметров полученного корреляционного сигнала. Ими являются ширина центрального импульса и уровень возникших по обе стороны от центрального импульса 30 побочных колебаний. Чем уже централь ный импульс и чем ниже уровень побочных колебаний, тем выше оценка качества сжатия импульса и тем выше разрешающая способность для разделения находящихся близко друг к другу по сейсмическим свойствам отражающих слоев.

При реализации известного способа сейсмической разведки [1] с целью устранения искажений сигнала осуществляют дополнительную Фильтрацию коррелированного сигнала. Однако при этом одновременно ослабляются как мешающие, так и полезные волны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении источником по сигналу управления вибрационного сигнала с длительностью, большей максимально допустимого времени прохождения полезного сигнала б_маис , регистрации, которую начинают с задержкой дб после посылки сигнала управления, последующей корреляции сигнала, регистрируемого на определенном расстоянии от источника, с сигналом управления [2¹.

В качестве управляющих сигналов используют сигналы конечной длины, синусоидальные по форме, с равномерно или неравномерно изменяющейся частотой или с постоянной частотой, но со скачкообразно изменяющейся в определенных временных интервалах фазой, или шумовые сигналы, полученные с помощью генераторов шумов.

Однако и в этом случае, поскольку микроструктура управляющего сигнала не наилучшим образом соответствует цели уменьшения уровня мешающих колебаний, не достигают достаточного увеличения отношения сигнал/помеха.

: Цель изобретения — увеличение отношения сигнал/помеха за счет уменьшения уровня помех, которые вызываются боковыми лепестками корреляционного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сигнала управления источником применяют квази-стохастические сигналы с периодом Т, большим t_MaKC , причем задержку д Ф выбирают равной t_Mai<ej а для корреляции используют вибрационный сигнал, имеющий полный период Т с количеством периодов квази-стохастического сигнала не меньшим (1+2 t^^/T) , причем верхнюю граничную частоту квази-стохастического сигнала настраивают по верхней граничной частоте источника.

Способ поясняется чертежом, на котором показаны:

квази-стохастический сигнал управления 1 ‘(в идеальном случае излучается источником в качестве вибрационного сигнала); сигнал 2, регистрируемый на определенном расстоянии от источника; корреляционный сигнал 3; продолжительность вибрации V; про-, дол^ительность регистрации R; первый зарегистрированный полный период опорного сигнала Т; максимально желаемое или максимально допустимое время прохождения сигнала Г_иОйс· Квази-стохастические сигналы управления 1 - периодические, но внутри периода имеют стохастический характер в части временной последовательности чередования двух уровней сигнала. В связи с периодичностью квази-стохастических сигналов получаемый корреляционный сигнал также является периодическим. Квази-стсхастические сигналы однозначно воспроизводят, например, с помощью регистра сдвига и при определенном числе ступеней πι частичного фильтра получают определенную регенеративную схему с электронным^ устройствами или рассчитывают с помощью аналогового алгоритма. В то время как длина периода Т определяется числом ступеней m и частотой тактов

Т = (2^-1) /f_t , (1) верхняя граничная частота f_e получаемого корреляционного сигнала зависит прежде всего от частоты тактов f_o= 0,45 f_T.

По обеим сторонам от центрального корреляционного импульса (треугольного импульса)·корреляционный сигнал квазИ-стохастического сигнала имеет постоянный уровень. Отношение этого постоянного уровня к максимальному значению треугольного импульса зависит от числа ступеней m характерного для определяемого квази-стохастического сигнала и имеет значение 1/ (ϊ -1)

В соответствии с изобретением осуществляется следующая последовательность операций.

Используется генератор стохастических сигналов, настроенный в соответствии с резонансной характеристикой источника. Усиленный с помощью последовательно включенного усилителя мощности выходной сигнал генератора управляет источником, причем сигнал управления для возбуждения сейсмического вибратора с помощью триггерного устройства запускается раньше начала регистрации на время Е_маке (с), чем сейсмическая регистрирующая аппаратура. Настройку применяемого квази-стохастического сигнала относительно его верхней граничной частоты по верхней граничной частоте резонансной характеристики вибратора производят в соответствии с уравнением (2 /. Например, для источника — вибратора с верхней граничной частотой 70 Гц следует выбирать частоту тактов по этому уровню 155,4 Гц.

Показанный на чертеже квази-стохастический сигнал 1 для управления источником имеет четыре каскада (т =4) .

Обычно регистрируется несколько сигналов, принимаемых на различных удалениях от точки вибрации. Представленный идеальный принятый сигнал состоит только из отраженного с временем прохождения Ь_иакС сигнала. Принципиально можно было бы объединить несколько сигналов длительностью 0—t_M0KC Из-за продолжительности вибрации 7>(1+2 t_n0KC/T) периода квази-стохастического сигнала и продолжительности регистрации R > (1 + + t_MaKc/T) периода внутри интересующей зоны (длительности), от 0 до t_MaKe (с) имеется несколько больше, чем (1 + t_MillK/T) периодов принимаемого сигнала 2 для корреляции с первым зарегистрированным полным периодом опорного сигнала. Полученный корреляционный сигнал 3 показывает возникающий на основании микроструктуры квази-стохастического сигнала сигнал в виде треугольного им5 пульса высотой 2^У — 1 = 15 с постоянным значением уровня - 1 по обеим ι сторонам центрального треугольного импульса. Таким образом, уже при m = 4 обеспечивается необходимое (>10) отношение сигнал/помеха. j

Claims

Изобретение относитс к способам сейсмической разведки с помошью вибраторов, особенно, в случае разведки слоев неглубокого залегани . Известен способ сейсмической разведки , при котором в качестве сигнала дл определени местоположени слоев используетс сигнал от вибратора , продолжительность которого больше максимально ожидаемого или максимально достижимого времени прохождени обычно примен емого импульс ного сигнала 11.Дл сжати дл щего часто несколько секунд вибрационног сигнала в узкий импульсный сигнал, отраженный от акустически неоднородной исследуемой среды и зарегистрированный с помошью соответствующего приемника, сигнал коррелируют с опорным сигналом, в качестве которого используют или вибрационный сигнал, излученный вибратором в точке колебаний, или управл ющий сигнал примен емый дл управлени вибратором . Качество сжати импульса оцениваетс на основании двух параметров полученного коррел ционного сигнала Ими вл ютс ширина центрального импульса и уровень возникших по обе стороны от центрального импульса побочных колебаний. Чем уже центральный импульс и чем ниже уровень побочных колебаний, тем выше оценка качества сжати импульса и тем выше разрешающа способность дл разделени наход щихс близко друг к другу по сейсмическим свойствам отражавших слоев. При реализации известного способа сейсмической разведки 1 с целью устранени искажений сигнала осуществл ют дополнительную Фильтрацию коррелированного сигнала. Однако при этом одновременно ослабл ютс как мешающие, так и полезные волны. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении источником по сигналу управлени вибрационного сигнала с длительностью, большей максимально допустимого времени прохождени полезного сигнала регистрации, которую начинают с задержкой ut после посылки сигна.па управлени , последующей коррел ции сигнала, регистрируемого на определенном рассто нии от источника, с сигналом управлени 2}. В качестве управл ющих сигналов используют сигналы конечной длины, синусоидальные по форме, с равномерно или неравномерно иэмен юшейс частотой или с посто нной частотой, но со скачкообразно измен ющейс в определенных временных интервалах фа зой, или шумовые сигналы, полученные с помощью генераторов шумов. Однако и в этом случае, поскольк микроструктура управл ющего сигнала не наилучшим образом соответствует цели уменьшени уровн мешающих коле баний, не достигают достаточного увеличени отношени сигнал/помеха, : Цель изобретени - увеличение от ношени снгнал/помеха за счет умень шени уровн помех, которые вызываю с боковыми лепестками коррел ционного сигнала. Поставленна цель достигаетс тем, что в качестве сигнала управле ни источником примен ют квази-стохастические сигналы с периодом Т, большим J причем задержку &t выбирают равной а д,п корре л ции используют вибрационный сигна имеющий полный период Т с количеств периодов квази-стохастического сигн ла не меньшим (1+2 ,f/T), причем верхнюю граничную частоту квази-сто хастического сигнала настраивают по верхней граничной частоте источника Способ по сн етс чертежом, на котором показаны: квази-стохастический сигнал упра лени 1 (в идеальном случае излучаетс источником в качестве вибрацио ного сигнала); сигнал 2, регистрируемый на определенном рассто нии о источника; коррел ционный сигнал 3; продолжительность вибрации V; продол )ительность регистрации R; первый зарегистрированный полный период опорного сигнала Т; максимально желаемое или максимально допустимое врем прохождени сигнала Квази-стохастические сигналы управлени 1 - периодические, но внутри периода имеют стохастический характер в части временной последовательности чередовани двух уровне сигнала. В св зи с периодичностью квази-стохастических сигналов .получаемый коррел ционный сигнал также вл етс периодическим. Квази-стохастические сигналы однозначно воспроизвод т , например, с помощью регистра сдвига и при определенном числе ступеней га частичного фильтра получают определенную регенеративную схему с электронным устройствами или рассчитывают с помощью аналогового алгоритма. В то врем как длина периода Т определ етс числом ступеней m и частотой тактов fi т (2 -i)/ft ерхн гранична частота f полуаемого коррел ционного сигнала заисит прежде всего от частоты таков f 0,45 f, По обеим сторонам от центрального коррел ционного импульса (треугольного импульса)коррел ционный сигнал квазй-стохастического сигнала имеет посто нный уровень. Отношение этого посто нного уровн к максимальному значению треугольного импульса зависит от числа ступеней m характерного дл определ емого квази-стохастического сигнала и имеет значение 1/{Г-п. в соответствии с изобретением осуществл етс следующа последовательность операций. Используетс генератор стохастических сигналов, настроенный в соответствии с резонансной характеристикой источника. Усиленный с помощью последовательно включенного усилител мощности выходной сигнал генератора управл ет источником, причем сигнал управлени дл возбуждени сейсмического вибратора с помощью триггерного устройства запускаетс раньше начала регистрации на врем t,aKC (с) , чем сейсмическа регистрирующа аппаратура. Настройку прим-.ннемого квази-стохастического сигнала относительно его верхней граничной частоты по верхней граничной частоте резонансной .характеристики вибратора производ т в соответствии с уравнением (2 /. Например, дл источника - вибратора с верхней граничной частотой 70 Гц следует выбирать частоту тактов по этому уровню 155,4 Гц. Показанный на чертеже квази-стохастический сигнал 1 дл управлени источником имеет четыре каскада (т 4) . Обычно регистрируетс несколько сигналов, принимаемых на различных удалени х от точки вибрации. Представленный идеальный прин тый сигнал состоит только из отраженного с временем прохождени сигнала. Принципиально можно было бы объединить несколько сигналов длительностью ,f Из-за продолжительности вибрации V(l+2 ) периода квази-стохасткческого сигнала и продолжительности регистрации R (1 + + t,mKf/T) периода внутри интересующей зоны (длительности), от О до .Kf (с) имеетс несколько больше, чем (1 + ) периодов принимаемого сигнала 2 дл коррел ции с первы1 . зарегистрированным полным периодом опорного сигнала. Полученный коррел ционный сигнал 3 показывает возникающий на основании микроструктуры квази-стохастического сигнала сигнал в виде треугольного импульса высотой посто HUM значением уровн - 1 по обеим сторонам центрального треугольного импульса. Таким образом, уже при m 4 обеспечиваетс необходимое (10) отношение сигнал/помеха. Формула изобретени Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении источнико по сигналу управлени вибрационного сигнала с длительностью, большей максимально достижимого времени про хождени полезного сигнала Ьиокс регистрации, которую начинают с за держкой At после посылки сигнала управлени , и последующей коррел ц сигнала, регистрируемого на определенном рассто нии от источника, с сигналом управлени , о т л и ч а щ и и с тем, что, с целью увели чени отношени сигнал/помеха за счет уменьшени уровн помех, кото рые вызываютс боковыми лепестками коррел ционного сигнала, в качестве сигнала управлени источником примен ют квази-стохастические сигналы с периодом Т, большим (e, причем задержку д.Ъ выбирают равной , а дл коррел ции используют вибрационный сигнал, имеющий полный период Т с количеством периодов квази-стохастического сигнала не меньшим (1 + 2 t axc/T) , причем верхнюю граничную частоту квази-стохастического сигнала настраивают по верхней граничной частоте источника. Источники инЛормадии, прин тые во внимание при экспертизе; 1.ФедынскийВ.В. Разведочна геофизика . М., Недра , 1967., с. 499-500. 2.белов Г.В. Новые источники сейсмической энергии за рубежом. Обзор, сери : Региональна , разведочна и промыслова геофизика, 22, М., ВИЭМС, 1969, с. 16-18 (прототип).

f

Л.

«41

-f«,

Ore

(мо е