Способ сейсмической разведки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликйв делая нзобретеннй и открытийкспедицияости ическа ромышл 1) Заявитель 5) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕД тносится к сеисмис вибрационными ис дения упругих коле ь использовано при ке месторождений мых, при изучении об сейсмй вибрацколебанлитуды ив начальн азцеск онное й пос ноднократн й части и а ( 1,Недостатком способа являепользование сигнала с однойной частотой иодноразовым измфазы, не позволяющими добитьсго соотношения сигнал/помехарешенности записи в условияхсивных промышленных помех,Известен также способ секой разведки, согласна котобуждаемые сейсмические сигн стояненениемя высоко- и раз- интенналоПриществозбме дл исмичесрому возалы предИзобретение о ческой разведке точниками возбуж баний и может быт поисках и развед полезных ископае строения Земли.Известен спос ведки, вклюцающи буждение упругих ной цастоты, амп меняющейся Фазы луцаемого сигнал ставляют собои продолжительные колебаниг, постоянной частоты и амплитуды, Фаза которых. неоднократно изме няется на противоположную по псевдо. случайному закону, причем первое изменение фазы происходит в начальной части излучаемого сигнала2.Недостатки способа - низкие помехоустойчивость и разрешенность записи, обусловленные использованием одного монохроматического сигнала при возбуждении, регистрацией в не- стационарном режиме колебаний и необходимостью применения операции взаимной корреляции при обработке,Наиболее близким к предлагаемому является способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении вибратором серии монохроматицеских сигв, их регистрации и обработке, этом регистрация колебаний осувляется от времени начала виброуждения до времени, равного сумительности возбужденного сигна 1 ОООЭ 63ла и времени регистрации наиболееглубокого отражающего горизонта в импульсном режиме, После суммированиявсех зарегистрированных сейсмограммс определенными фазовыми сдвигамиполучают запись, эквивалентную записи полученной от линейно-цастотномодулированного сигнала с любым наперед заданным амплитудным спект;.ром 3 ,1 ОК недостаткам способа относятсямалая детальность разведки и низкоесоотношение сигнал/помеха, связанныес возбуждением только монохроматических сигналов без резких изменений 15тех или иных их характеристик в процессе одной посылки, регистрацией винтервал времени, равном сумме длительности возбуждаемого сигнала ивремени регистрации наиболее глу",.окого отражающего горизонта и соответствующем преимущественно нестационарным колебаниям среды, сложностью определения для таких отрезков сигналовтребуемых фазовых сдвигов для эффек- дтивного сложения,.Цель изобретения - увелицение соотношения сигнал/помеха и детальности разведки,Поставленная цель достигается тем)что согласно способу сейсмическойразведки, основанному на возбуждениивибратором серии монохроматическихсигналов, их регистрации и обработке,перед возбуждением определяют соот 35ношение сигнал/помеха, время возбуждения каждого. сигнала в серии монохроматических сигналов выбирают равнымсумме не менее 1 и не более 6-кратного времени регистрации наиболее глубокого отражающего горизонта и удвоенного времени, соответствующ)его числу периодов наиболее низкочастотного монохроматического сигнала в серии, обратно пропорционального опре 45деленному соотношению сигнал/помеха,при этом в момент времени, равныйполовине времени возбуждения монохроматицеского сигнала, проводят одноразовое изменение фазы сигнала на од 50ну и ту же величину для каждого изсигналов всерии монохроматическихсигналов, причем регистрацию начинают в момент времени не меньший 2 ине превышающий 3 времен регистрациинаиболее глубокого отражающего гори 55зонта, заканчивают регистрацию одновременно с окончанием монохроматицеского сигнала, а длительность воз 3 4буждения и регистрации для каждогоиз монохроматицеских сигналов в одной серии задают постоянной,Сущность предлагаемого способа заключается в возбуждении колебаний монохроматическими си гналами . каждыйиз которых в один и тот же моментвремени от начала вибровозбуждения,соответствующий стационарным колебаниям среды резко изменяет фазу наодну и ту же известную велицину, Регистрация колебаний осуществляетсяв интервале времени, соответствующем как стационарным колебаниям среды с двумя различными по величинефазами, так и нестационарным колебаниям среды, вызванным изменением фазы, Ьаличие отрезков записи, соответствующих стационарным колебаниямсреды, и возможность,их продления налюбую длительность существенно упрощает определение требуемых фазовыхсдвигов для эффективного сложения колебаний с разными частотами,Способ осуществляют следующим образом.До начала работ, исходя из возможностей используемой аппаратуры, поставленной геологической задачи, требуемой глубинности изучения разреза иаприорных сведений о среде, намечаютминимальную и максимальную частотЫмонохроматических сигналов в серии,шаг по частоте между ними и величину изменения фазы. По результатам опытных работ эти данны е уто цня ют и определя ют соот ношение сигнал/нерегулярная помеха о),1 =Р/а на отрезке времени Ьс 1/Гч, где Р - максимальная амплитуда монохромати цес кого си гнала с ми ни мал ьной частотой 1 в серии; а - средняя амплитуда нерегулярной помехи на отрезке Ь,1 равном периоду колебания начастоте Г.Используя полученное соотношениерассчитывают интервал времени Л, необходимый для регистрации такого отрезка монохроматицеского стационарного колебаний с минимальной частотой Г, в пределах которого накопление по времени обеспечивает необходимое амплитудное соотношение сигнал/нерегулярная помеха )(не менее 2-4), причем р=К р Н а Ьс=М Ь,1=8/5, где К - коэффициент пропорциональности; Н - число периодов монохроматического стационарного колебания с ча5стотой Г Для типичных по среднимамплитудам микросейсмических и промышленных помех в сейсморазведкевеличина М составляет обычно от 1 до10-20. Поскольку дс - фиксированнаявеличина для всех монохроматическихсигналов в серии, числов периодов навремени Ь с и соответственно отношение сигнал/помеха 9 (после суммирования в пределах этого времени) возрастают для всех сигналов в сравнениис сигналом с минимальной частотой тмПоэтому значениевыбирают минимально возможным для уверенного выделения сигнала с частотой Г на Фоне 15мнерегулярных помех,Затем в определенных точках земнойповерхности осуществляют серию вибровоэдвйствий, состоящую из набора мо"нохроматических сигналов. Вибраторн каждой частоте возбуждает монохроматический сигнал длительностью, равной сумме 1-6- кратного времени регист"рации Т самым удаленным от вибратора сейсмоприемником наиболее глубоко- д 5го отражающего горизонта, подлежащего изучению по условиям геологической задачи 1 и удвоенного времени1числа периодов наиболее низкочагтотного монохроматического сигнала в се- З 0рии, обратно пропорционального исходному соотношению сигнал/помеха. Общуюдлительность вибровозбуждения удобно выразить в виде 2 (СТ+у), гдеС - постоянная (С 2), определяющаяувеличение времени вибровозбуждениядо такого момента, когда колебаниясреды, регистрируемые сейсмоприемниками, примут установившийся стационарный характер.,40Значения С должны составлять длявсевозможных ситуаций от 2 до 3 ибыть строго фиксированными для каждойсерии монохроматических сигналов, Длянеизвестного района величина С может45быть принята равной 3, Однако дляповышения производительности работона должна быть уточнена.На времени СЬТ+Ь от начала вибро.воздействия каждого монохроматичес 50кого сигнала, строго соответствующем половине общей длительности одного монохроматического сигнала, осуществляют одноразовое изменение егофазы на заранее определенную и уточненную величину, одинаковую для всехсигналов, Регистрацию колебаний проводят от момента времени С Т, соответствующего 2-3 временам регистра 963 6ции наиболее глубокого отражающегогоризонта, до момента времени 2(С ЬТ++Ь 1), соответствующего окончаниюви бра возбуждения,Обработку полученных записей выполняют, используя преимущественнофазовое детектирование, дифференцирование и суммирование в интервалевремени (от начала вибровозбуждения)от СТ+Ь до 2 САТ+м, суммированиепо времени и частотам с фазовымисдвигами для разных частот внтервалах времени от СТ до СЬТ+Ь и от;2 СЬТ+Ее до 2(ГТ+у), взаимную кор.реляцию в интервале времени от СЬСдо 2(СТ+Ьт.), Учитывая станционарный характер колебательного процесса в интервале времени от СЬТ доС 4.Т+Ь 1, эта часть сейсмограммы можетбыть продлена на любой интервал времени, что обеспечит в дальнейшемее высокую помехоустойчивость. Этоже относится к записи на интервалевремени от 2 СЬТ+М до 2(ГВТ+Ь),отличающейся от записи на первомучастке только измененной Фазой, Длясовокупности точек возбуждения ирегистрации строят затем временныеразрезы. Полученные наборы сейсмограмм и разрезов обрабатывают как независимо, так и в совокупности,Наличие зарегистрированных колебаний в стационарном монохроматическом режиме с двумя различными по величине фазами позволяет в результате последующей обработки получить на.дежную информацию о коэффициентахотражения в среде с высоким отношением сигнал/помеха, а также сведения о фазовых характеристиках среды, Наличие зарегистрированных колебаний в нестационарном режиме вызванных одноразовым изменением фазыкаждого монохроматического сигналав серии, позволяет в результатепоследующего фазового детектирования, дифференцирования и суммирова-,ния получить информацию об исследуемой среде с высокой степенью детальности, Этой же цели служит совместная обработка всех полученных материалов.Положительный эффект достигаетсяэа счет повышения соотношения сигнал/помеха и детальности разведки,а также повышения производительностиработ при одновременных наблюдениях в стационарном и нестационарномрежимах возбуждаемых колебаний,100096 Формула изобретения Составитель В,Чернявский Редактор А,Лежнина Техред И.Тепер Корректор И.буллаЗаказ 1380/19 Тираж 708 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. ч/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная,Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении вибратором серии монохроматических сигналов, их ре;истрации и обработке, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения соотношения сигнал/помеха и детальности разведки, перед возбуждением определяют соотношение сигнал/помеха, время возбуждения каждого сигнала в серии мо. нохроматических сигналов выбирают равным сумме не менее ч и не более 6- кратного времени регистрации наиболее глубокогр отражающего горизонта и удвоенного времени, соответствующего числу периодов наиболее низкочастотного монохроматического сигнала в серии, обратно пропорционального определенному соотношению сигнал/помеха, при этом в момент времени, равный половине времени возбуждения монохроматичес 3 8кого сигнала, проводят одноразовоеизменение Фазы сигнала на одну иту же величину для каждого из сигналов в серии монохроматических сигналов, причем регистрацию начинаютв момент времени, не меньший 2 и непревышающий 3 времен регистрациинаиболее глубокого отражающего горизонта, заканчивают регистрацию одновременно с окончанием возбужде"ния монохроматического сигнала, адлительность возбуждения и регистра.ции для каждого и 3 монохромати че ских сигналов в одной серии задаютпостоянной,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Ю 3288213,кл,81-112, опублик. 1966,.2. Патент СШЯ У 3289151,кл. 3 ч 0-155, опубли к, 1966.3. Патент США М 3886 Й 93,кл. 30-155, опублик, 1975 ( прототип 3,