Способ регистрации сейсмической информации

(ХМОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ОЮ 011 1) С 01 ч 1/О гЕСГ 01 г Е НФОР57) к технике еисмиытьовых дки и может укциях циг 1 га также ои значении аналвенстве нулюа также мгновсоответствующи при разводной, игналов,ового сигнал го первой пр ных значений ся ис- вязан(21) 4726042/25(71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) В .А.Лядюра, И .В .Карпенкои А.Р.Балабушевич(56) Авторское свидетельство СССР 1,". 1275415, кл. С 06 Р 3/00, 1984,Авторское свидетельство СССР Бф 1543357, кл. С 01 Ч 1/00, 07.01.88Патент СЗ гг 20904081кл . С 01 Ч 1/36, опублик. 07,07.82. ПОСОЛ РЕП 1 СТРАЦИИ СРЬЩП 1зобретение относитсяческого метода развеспользовано в констрсейсмических станциГ Изобретение относится к техникесейсмического метода разведки и можетбыть использовано в конструкциях циАровых сейсмических станций, а такжедля организации хранения сейсмической.инйормации с экономным расходованиемобъема паияти носителей инФормации.Известен способ, согласно которомууплотнение сейсмической инАормациидостигается регистрацией мгновенных производным аналогодля организации хранении сейсмической информации с экономным расходованием объема памяти носителя информации. Целью изобретения является повышение эйбективности способа за счетуменьшения необходимого объема памятиносителя сейсмической информации в4 раза при сохранении информации вдиапазоне временных частот от 0 до1/(4 Ьг:) и в диапазоне пространственных частот от О до 1/(4 Е.), где синтервал дискретизации записи во времени; йХ - расстояние между пунктаминаблюдений в системе наблюдения. Способ включает в себя двумерное преобразование Фурье-записи, дискретизированной по временной и пространственной координатам, устранение частидиапазона двумерного комплексного сспектра с помоц 1 ью цифровой фильтрации и обратное преобразование ФурьеФильтрованного спектра. вого сиг рядка п при равенстве нулю его пр зводных порядка п+1, где п=1,2 Кроме того, дополнительно регистрируют мгновенные значе ния аналогового сигнала и всех его производных от первого до (и)-го и рядка при равенстве нулю производных аналогового сигнала порядка и+1, где п=1,2,3, а также регистрируют зн чения аналогового сигнала при равенстве нулю его производных порядка и+ где п=1,2,3.Недостатками способа являют кажения сейсмической записи, сные с ограничением бесконечного числачленов ряда, через который может бытьточно представлена аналоговая сейсмическая запись, конечным числом, значительно меньшим, чем число отсчетовзаписи при ее дискретизации через интервал дискретизации Ь г., и некорректностью операции взятия производнойфункции, известной приближенно (сейс мическая запись при наличии помех),вследствие чего результатом дифференцирования является регулязированное,т.е, всегда только приближенное, решение, 5Известен способ, согласно которомуформируют последовательность сигналов, соответствующих случайным числам,распределенным независимо и равновероятно на временном отрезке, ограни- .20ченном слева величиной интервала корреляции сейсмограмм от разных пунктоввозбуждения, а справа - половинойдлительности сейсмограммч от одногопункта возбуждения, запускают,источники, используя группы из Р сигналовпоследовательности в качестве задержек запуска источников в Р пунктахвозбуждения на каждом из профилей,причем регистрация колебаний от всех 30Р пунктов каждого профиля возбужденияпроизводится непрерывно (одновремен -но), а моменты запуска источниковзапоминаются и используются при обработке.35Недостатком способа является существенное (по крайней иере, в кореньиз числа накапливаемцх сейсмограмм)уменьшение отношений сигнал/помехапо всем типам волн - помех. 40Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ уплотнения сейсмических данных, предусматривающий индивидуальное стробирование каждойсейсмической трассы, обработку заданного числа выборок для получениянрогностической выборки, квантованиеразности между последующей выборкойи предсказанным значением данной выборки.50Недостатком известного способа является снижение и даже полная потеряего эффективности при нерегулярномхарактере сейсмической записи,Целью изобретения является повы 55шение эЬЪективности способа за счетуменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информациив 4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от Одо 1/(4 Ьс) и в диапазоне пространственных частот от О до 1/4 ЬХ, гдеЬс - интервал дискретизации записиво времени; Ь Х - расстояние междупунктами наблюдения в системе наблюдения,Поставленная цель достигаетсягруппированием сейсмоприемников вкаждой точке наблюдения с величинойбазы группы не большей 2 ЬХ, фильтрацией аналогового сигнала, подавляющейэнергию частот выше 1/(4 Ьс), преобразованием аналогового сигнала в цифровой вид, уплотнением информации посредством применения двумерного прямого преобразования Фурье, устранениячасти диапазона двумерного комплексного спектра, заключенного между временными частотами 1/(4 Ьс) и 3/(4 Ьс),а также пространственными частотами1/(4 ЬХ) и 3/(4 ЬХ) и использованияобратного преобразования Фурье в диапазоне частот от О до 1/(4 Ь ) и отО до 1/(4 ЬХ), после чего уплотненйаяинформация записывается на носитель.Для реализации способа необходимовыполнить следуюцую последовательность операций,1. Размеры базы ЬХгрупп приемников в каждой точке наблюдения выбирают соответствующими диапазону Ь ХЙ2 ЬХ. В зависимости от расчлененности и наклона рельефа в точке наблюдения размеры группы и весовые мно"жители для каждого сейсмоприемникагруппы рассчитывают таким образом,чтобы максимально ослабить энергиюпространственных частотных составляющих выше 1/(2 ЬХ) (реализация функциифильтра антизеркальных частот) и минимально изменить составляющие диапазона спектра от О до 1/(4 ДХ) .2. В аналоговом тракте сейсморегистрирующей системы используют фильтрантиэеркальных частот во временнойобласти (частота среза такого фильтраобычно равна 1/(4 ЬС).3. После преобразования аналогцифра используют уплотнитель информации, .содержащий прямой преобразователь Фурье, уплотнитель комплексногоспектра, устраняющий часть диапазонадвумерного комплексного спектра, заключенного между временными частотами 1/(4 Ьс) и 3/(4 Ьс) и пространственныи частотама 1/(4 ЬХ) и 3/(4 ЬХ),и обратный преобразователь Фурье.Процесс уплотнения сопровождается процедурой подавления явлений Гиббса в окрестности частот 1/(4 Ьг) и 1/(4 ЬХ) с помощью аподизации.4. Запись уплотненной сейсмограммы на носитель ишормации .Вместо пунктов 3 и 4 возможно также выполнение следующей последовательности операций, приводящих к тому О же результату, но с большими затратами времени.1. Производится двумерное прямое Фурье-преобразование и обнуляется часть комплексного спектра, заключен ная между гармоническими составляющими 1/(4 Дс) и 1/(2 Ьс), а также 1/(4 ЬХ)1/(2 ДХ)2, С помощью обратного двумерного . преобразования Фурье возвращаются к 20 пространственно-временному виду сейсмограммы (разреза), из которой хранению подлежат только нечетные номера трасс (1;3,5) и нечетные номера отсчетов.25Первая процедура обеспечивает подавление энергии той части диапазона частот, которая приводит к появлению низкочастотных зеркальных частот при хранении инФормации с дискретностью 30 2 Дс и 2 ЬХ; Вторая процедура обеспечивает полное сохранение, всей полезной части первоначальной информации, но в объеме памяти, в 4 раза меньшем обычного. При этом максимально допус тимая погрешность кодирования инЬормации, равная 3 дБ, достигается для гармоник, равных 1/(8 Дс) и 1/(8 ЬХ) . При восстановлении информации посредством добавления к комплексному 40Ф спектру пустого множества (нулей) прогрешностью в 3 дБ будут характеризоваться частотные составляющие, равные 1/(4 Дс) и 1/(4 ДХ), т.е. хра- нение информации в уплотненном виде 45 не сопровождается никакими потерями полезной ее части в диапазоне частот от О до 1/(4 с) и от О до 1/(44 Х),В общем случае разуплотнение инФормации может быть произведено в любое число раз, например и Ь О - по временной координате и ш,0 - по про"страйственной. В этом случае разуплотненная сейсмограмма будет состоять из (в+1)И трасс, где М - число55Г трасс уплотненной сейсмограммы, с расстоянием 2 АХ/(ш+1) между трассайи и числом отсчетов на каждой трассе,равным (и+1)К, где К - число отсчетов на уплотненной трассе, с расстоянием между отсчетами, равным 2 Ьс/(и+1).Для этого в комплексный спектр помещают пК комплексных нулей междугармоникой 1/(4 Дс) и следующей за ней и пЛ комплексных нулей между пространственной гармоникой .1/(4 ДХ) и сле" дующей за ней.Для Фильтрации уплотненной (раэуплотненной) сейсмической записи расчитывается оператор фильтра с интервалами дискретности 2 Дс/(и+1) и 2 АХ/(щ+ 1) соответственно и с верхними граничными частотами по пропусканко, пе превышающими 1/(4 Дс) и 1/(4 ЬХ). При свертке оператора с сейсмограммой, содержащей (а+1)0 (и+1)К отсчетов, количество операций типа умножение - сложение для случая ш+п(2 уменьшается по сравнению с неуплотненной информацией в.24 2(щ+раз, а для случая ш+п 2 уве 2(нй-личивается в 2( раз,1.Данный способ уплотнения информации может быть использован для повышения точности корреляЦии осей синАазности, Кпя этого на этапе обработки производят двумерное прямое Фурьепреобразование уплотненной сейсмической информации в комплексный спектрпомещают пК (пО) комплексных нулеймежду гармоникой 1/(4 Ьс) и следующихза ней, где К - число отсчетов науплотненной трассе, а также ш (шЪО) .комплексных нулей между пространственной гармоникой 1/ МХ) и следующейза ней, где И - число трасс в зарегистрированной сейсмграмме, послечего с помощью обратного двумерногопреобразования Фурье получают сейсмограмму, состоящую из (ш+1)фй трассс расстоянием 2 ЬХ/(в+1) между ними,числом дискретов на каждой трассе,равным (и+1)К, и расстоянием между.дискретаьи, равным 26 с/и+1),Дня обеспечения фильтрации уплотненной (разуплотненной) сейсмическойзаписи пооиэводят расчет оператораФильтра с интервалами дискретности2 ЬС/(и+1) и 2 ЬХ/(ш+1), пй О, аЬО,с верхними граничными частотами попропусканию, не превьппающими 1/(46 с)и 1/(4 ЬХ) соответственно, и сворачивают его с сейсмограммой, содержащей(ш+1)Ы(ш+1)К отсчетов, при этомколичествб операций типа умножение -"1716459 Формула изобретения Составитель С, КолесовРедактор А.Лежнина Техред А, КравчукКорректор А.Обручар Заказ 610 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д; 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 сложение для случая ш+п 2 уменьшается по сравнению с неуплотненной информацией в 2 раз, а для случая аип 2, Ы(в+и)увеличивается в 26(файф фраз,Способ регистрации сейсмической информации, включающий группирование сейсмоприемников, находящихся внутри базы приема на расстоянии б Х друг от друга, фильтрацию в аналоговом тракте сейсморегистрирующей системы, подавляющую энергию частот выше 1/(4 с), где С - интервал дискретизации записи по времени, преобразование аналог цифра и запись данных на носителе информации, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив-.20 ности способа путем уменьшения необходимого объема памяти носителя в 4 ра"за при сохранении информации в диапа-зоне временных частот от 0 до 1/(46 с)и в диапазоне пространственных частотот 0 до 1/(4 ЬХ), величину базы группыприемников Х выбирают не большей 21ЬХ, после преобразования аналогцифра производят уплотнение информации применением двумерного прямогопреобразования Фурье и устранения части диапазона двумерного комплексногоспектра, заключенного между временными частотами 1/(4 с) и 3/(4 с) ипространственными частотами 1/(4 ДХ)и 3/(4 ЬХ), после чего используют обратное преобразование Фурье в диапазоне частот от О до 1/(46 с) и от 0 до1/(4 ЬХ) .