Способ сейсмической разведки

/ АВТОРСКОМ ляциюуправие ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ( 71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методовразведки и Нарофоминское отделениеВсесоюзного научно-исследовательского института геофизических методовразведки(54)(57) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, включающий возбуждение колебанийсерией воздействий, состоящих издвух разнесенных во времени пбследовательностей разнонаправленных воздействий с равными амплитадами и интервалами их следования в каждой последовательности, при этом полярности воздействий удовлетворяют. условию равенства чисел раэнополярных произведений одинаковых по номеру воздействий в обоих последовательностях, их регистрацию, взаимную корре виброграмм с соответствующими ляющими сигналами и суммирован коррелограмм, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности сейсмической разведки эа счет увеличения отношения сигнал/помеха при излучении колебаний в соответствии со спектральными характеристиками среды и снижением корреляционных шумов, спектральный состав последовательностей воздействий щ согласуют со спектральными характеристиками среды, а каждое воздействие составляют из линейно-частотно- модулированных колебании, ширина Си полос которых оди н ако в а, причем средние частоты одноименных по номеру воздействий в обоих последовательностях также одинаковы.Изобретение относится к областисейсмической разведки и может бытьиспользовано для поиска и разведкинефтяных, газовых и рудных месторождений при полевых исследованияхвибросейсмическим способом. 5Известен способ сейсмическойразведки, в котором возбуждают ирегистрируют импульсы сжатия затемвозбуждают и регистрируют импульсыразряжения, причем амплитуды возбуж- Оденных импульсов уменьшаются пропор-.ционально времени, обращают одну иэзаписей на 180 О и суммируют их. Результаты суммирования записывают воспроизводимым способом и коррелируютс последовательностью возбужденныхимпульсов1Недостаток известного способазаключается в том, что в результатекорреляционной свертки зарегистрированной виброграммы с управляющимсигналом образуются помехи - корреляционный шум. Наличие помех существенно снижает динамический диапазонрегистрации,Для ослабления контроля корреляционного шума необходимо специальноподбирать амплитуды импульсов, чтоприводитк уменьшению энергии, направленной в грунт и уменьшению отно-,шения сигнал/помеха. кроме того, изме-,3нение амплитуд импульсов требует применения специальных устройств управле.ния механическими источниками либо строгого дозирования взрывчатых веществ.Известен способ сейсмической разведки, основанный На возбуждениирегистрации, корреляционной обработ-,ке и накоплнении серии вибрационных воздействий линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) колебаний, образованных управляющими сигналагя, имеющими для каждого воздействия различныеначальные и конечные частоты и одинаковые либо различные длительности управляющих сигналов. Повторениевоздействий осуществляют в однойточке либо в разных точках профиля и для нейтрализации корреляционного шума проводят накопление полученных данных ).2)Недостаток известного способа заключается в том, что подбор управляющих сигналов, обеспечивающих подавление корреляционного шума, производится эмпирически так как отсутс вуют аналитические приемы выбора соответствующих управляющих сигналов, и в связи с этим требуется многократный перебор параметров.Наиболее близким техническим ре- бО шением является способ сейсмической разведки, включающий возбуждение колебаний серией воздействий, состоящих из двух разнесенных во времени последовательностей разнонаправлен- у ных воздействий с равными амплитудами и интервалами их следования вкаждой последовательности, при этомполярности воздействий удовлетворяют условию равенства чисел разнополярных проиэведенений одинаковых пономеру воздействий в обоих последовательностях, их регистрацию, взаимную корреляцию виброграмм с соответствующими управляющими сигналами исуммировании коррелограмм 3 )Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает оперативного управления спектром возбуждаемых колебаний, поскольку использует импульсное воздействиена среду.Целью изобретения является повышение точности сейсмической разведки за счет увеличения отношения сигнал/помеха при излучении колебанийв соответствии со спектральными характеристиками среды и снижении корреляционных шумов,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу сейсмической разведки, включающему возбуждение колебаний серией воздействий,состоящих иэ двух разнесенных вовремени последовательностей разнонаправленных воздействий с равнымиамплитудами и интервалами их следования в каждой последовательности, приэтом полярности воздействий удовлетворяют условию равенства чисел раэнополярных произведений одинаковых пономеру воздействий в обоих последовательностях,их регистрацию, взаимную,корреляцию виброграмм в соответствиис управляющими сигналами и суммирование коррелограмм, спектральный состав последовательностей воздействийсогласуют со спектральными характеристиками среды, а каждое воздействие составляют из линейно-частотномодулированных колебаний, ширина полос которых одинакова, причем средние частоты одноименных по номерувоздействий в обоих последовательностях также одинаковы.На чертеже изображен фрагментпоследовательностей колебаний. Начертеже обозначено: первая последовательность 1; вторая последовательность 2; временный интервал 3между последовательностями; воздействие 4 линейно-частотно-модулированных ЛЧМ) колебаний, неинверсированное по фазе (условно положительное воздействие), возцействие 5ЛЧМ колебаний, инверсированный пофазе на угол У относительно положительного воздействия (условно отрицательное воздействие)серия б воздействий;воздействия 7-11 ЛЧМ-колебанинеинверсированные по фазе,воздействие 12 ЛЧМ-колебаний, инверсированное по фазе. Сущность изобретен%яз 1096590 4 заключается в том, что разные частотные диапазоны воздействий 4, 5,7-12 в последовательностях 1 и 2позволяют сформировать суммарныйсигнал, соответствующий частотнойхарактеристике исследуемой среды,а равенство частотных характеристикодноименных воздействий позволяетсформировать последовательности сминимальными корреляционными шумами,так как полярности воздействий устанавливают в соответствии с условием 10 равенства числа произведений одинаковых по номеру, но разных по полярности воздействий.Способ осуществляется следующим образом. 15Проведению полевых наблюдений предшествует оценка энергии, необходимой для получения отражений от наиболее глубоких горизонтов. Определяют минимально необходимое число 0 серий б воздействий и количество воздействий 4, 5, 7-12 в серии. Затем возбуждают сейсмические волны разнесенными во времени воздействиями ЛЧМколебаний. Полосу частот всех воздействий,их длительности и амплитуды устанавливают одинаковыми. Общий диапазончастот выбирают исходя из сейсмогеологических особенностей разреза, стремясь к тому, чтобы он соответствовалспектрам основных отражающих горизонтов. Если спектры заранее неизвестны,то проводят воздействие на среду единичным импульсом, регистрируют ответную реакцию среды и по ее параметрам формируют опорный сигнал. В связи с 35 тем, что в предложенном способе сейсмические волны возбуждают воздействиями ЛЧМ-колебаний, управление спект ром возбуждаемых колебаний осуществляется оперативно путем надлежащего 40 выбора начальной и конечной частот воздействий ЛЧМ-колебаний. Продолжительность отдельных воздействий определяют исходя иэ потребности в энергии, которая необходима для получе ния отражений от наиболее глубоких разведуеьых горизонтов.По сравнению с импульсными воздействиями число вибрационных воздейст- вий может быть существенно меньшим, чем число единичных воздействий в серии, так как каждому воздействию соответствует большая энергия, посы. лаемая в грунт, нежели энергия единичного воздействия. Исходя из этого, общая продолжительность воздействия может быть такой же, либо меньшей, чем при импульсных воздействиях, что позволит ускорить и снизить стоимость обработки сейсмического профиля. Полученные виброграмыа от первой 60 последовательности коррелируют с управляющим сигналом этой же последовательности, а виброграмьы от второй последовательности коррелируют суправляющим сигналом той же последовательности. Затем полученные коррелограммы суммируют и получают ре,зультирующую импульсную сейсмограмму.Конкретный пример реализации предложенного способа. Разведка производится в условиях, когда спектры отраженных сигналов составляют 14-44 Гц.Для рассматриваемой ситуации выбираем управляющий сигнал, параметрыкоторого пояснены на чертеже.Длительность воздействий 4, 7-11ЛЧМ-колебаний инверсированных по фазе воздействий 5 и 12 устанавливаютодинаковой и равной 1,2 с, а временные интервалы между воздействиямив последовательностях 1 и 2 выбирают минимально возможными, которыеможно реализовать, например 0,4 с,Длительность первой и второй последовательности устанавливают одинаковой и равной, например б с, а временной интервал между последовательностями 3 выбирают не меньший, чем время распространения отраженных волндо наиболее глубокого разведуемоготражающего горизонта и обрано к дневной поверхности. В рассматриваемомслучае это время составляет 5,8 с.Таким образом, продолжительностьодной последовательности составит(1,2 4 ) + (0,4 3 ) = Ь с, так как од"на последовательность. содержит четыре воздействия и три интервала междуними, а продолжительность одной серии б воздействий составит б + б ++ 5,8 = 17,8 с, так как одна сериясодержит две последовательности иодин интервал времени между ними,равный 5,8 с,Амплитуды всех воздействий (положительных и отрицательных ) устанавливают равными. Полярности воздействий должны удовлетворять условию равенства числа произведений одинаковых по номеру, но разных по полярности воздействий. ПоэтомУ полярности воздействий выбирают так, как 1показано на чертеже. В первой после)довательности первое по порядку место занимает воздействие 7 ЛЧМ-колебаний, а во второй последовательности первое по порядку место занимает воздействие 9 ЛЧМ-колебаний. Поскольку оба воздействия положительны, тои произведение их будет положительное, В первой последовательностивторое по порядку место занимаетвоздействие ЛЧМ-колебаний, а во вто" рой последовательности второе по порядку место занимает воздействие10 ЛЧМ-колебаний, поскольку оба воздействия положительны, произведениеих будет тоже положительное. В первой последовательности третье попорядку место занимает воздействие 8 ЛЧМ-колебаний, а во второй последовательности третье по порядку местозанимает воздействие 12 ЛЧМ-колебаний, Поскольку сомножители.имеют1096590 Составитель Ь. ЧернявскийРеДактор С,Патрушева Техред С.Мигунова Корректор О,тигорм ФЕЗаказ 3820/34 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4 противоположные знаки - произведение их будет отрицательное. В первой по.следовательности четвертое по поряд" ку место занимает воэдейстие 5 ЛЧМ- колебаний, а во второй последовательности четвертое по порядку место занимает воздействие 11 ЛЧМ-колебаний. Поскольку сомножители имеют противоположные знаки - произведение их будет отрицательное. Следовательно, при таком выборе полярности воздействий получается равенство числа произведений одинаковых по номеру, но разных по полярности, т,е. два положительных произведения и два отрицательных, 15Спектральный состав воздействий ЛЧМ-колебаний каждой последовательности (который определяется их начальными и конечными частотами 1 устанавливают не меньшим, чем спектральный состав отраженных сигналов от раэведуемых горизонтов, причем одинаковые номера воздействий каждой последовательности имеют равные полосы и средние частоты. 25В рассматриваемом случае спектральный-состав интересующих разведку горизонтов составляет 14-44 Гц. Поэтому начальные и конечные частоты воздействий, выбирают с учетом этих данных. Например, для воэдейст" вий 7 и 9 ЛЧМ-колебаний начальная частота составит 14 Гц, конечная 36 Гц, а средняя частота будет равна 25 Гц, Для воздействий 4 и 10 ЛЧМ-колебаний соответственно 16-38 и 27 Гц. Для воздействий 8 и 12 ЛЧМколебаний начальная, конечная и средняя частоты составят 18-40 и 29 Гц,Для воздействий 5 и 11 ЛЧМ-колебаний22-44 и 33 Гц. Такой выбор начальныхи конечных частот воздействий обеспечит выполнение условия: одинаковыеномера воздействий обеих последовательностей должны иметь равные полосы и средние частоты.При работе на профиле сейсмические волны воэбужцают сериями воздействий, состоящими из двух последовательностей 1 и 2, Вначале .рсуществляют возбуждение воздействий первойпоследовательности и регистрируютколебания, вызванные ею.Вторую последовательность возбуждают через интервал времени не меньший, чем время распространения отраженных волн до наиболее глубокогоразведуемого отражающего горизонтаи обратно к дневной поверхности, Длярассматриваемого примера этот интервал времени составляет 5,8 сВсевоздействия ЛЧМ-колебаний имеютодинаковую длительность и амплитуды.Полученные виброграммы каждой последовательности коррелируют со своимиуправляющими сигналами, коррелограм"мы обеих последовательностей суммируют и получают результирующую импульсную сейсмограмму.Положительный эффект достигаетсяза счет сокращения количества воздействий, повышения соотношениясигнал-помеха,