Способ вибросейсмической разведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0 19) ОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ 5 Ж 43в, В, А. Гродзенский,Вишняков,: оюэту С:Р Сл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОЛИСАНК АВТОРСКОМУ(53) 5 аро Фоминское отделение Вучно-исследовательского инизических ме"годов разведки50,834(088.8)(комбиразвертка). Новое в методикеформирования сигнала иэменяюпейсячастоты. Проспект фирмы Рга 1 с 1 а-еьпюз ОИВН. Наппочег, Сегвапу, 1977,с. 3-14 (прототип),(54) (57) СПОСОБ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, основанный на возбужденни серии линейно-частотно модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, их накоплении и корреляционной обработке, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности разведки и производительностиработ, в серии линейно-частотно-модулированных колебаний возбуждают дополкительно монохроматические синусоицальные колебания, длительность которыхравна длительиости линейно-частотномодулированных колебаний, а частотакаждого монохроматического синусовцального кЮтббания определяется соотгношением,Р: дУ (к- Чг),где ЗЕ - полоса частот линейно-частотномодулированного колебания;К - номер монохроматическогосийусоидального колебания,при этом при обработке сумму коррелопрамм зарегистрированных монохроматических колебаний умножают на сумму коррелограмм зарегистрированных .линейночастотно-модулированных сейсмическихоле бакай, изобретение относится к сейсмической разведке и можег быть использовано для поиска и разведки нефтяных,газовых и рудных месторождений приполевых исследованиях вибросейсмическим способом.Известен способ вибросейсмическойЭразведки, в котором возбуждают после- .довательную серию вибрадионных сейсмических колебаний линейно изменяюшейся частоты, принятые колебания регистрируют, осуществляют корреляционную свертку управляющих сигналов спринятыми колебаниями и затем накапливают данные, полученные от нескольких воздействий, управляющие сигналыкоторых одинаковы для всех воздейсчвий. Накопление осуществляют путемсуммирования значений функций корреляции, полученных от отдельных воздействий, либо суммирования вибротрасси последующего определения функциикорреляции подсуммированной вибротрассы 1,Недостаток известного способа заключается в том, что помехи, образованныепобочньми максимумами, так называемымикорреляционными шумами, ослабляютсянедостаточно; К роме того, используютсяуправляющие сигналы, ширина спектровкоторых, как правило, не превышает1,5-2 октавы, что ограничивает динамическую выразительность сейсмическойзаписи и точность разведки,Известен также способ вибросейсмической разведки, основанный на возбуждении, регистрации, корреляционнойобработке и накоплении серии вибрационных воздействий линейно изменяющейсячастоты, образованных управляющимисигналами, имеющими для каждого возцействия различные начальные и конечные частоты и оцнаковые либо различныецлительности управляющих сигналов, Повторение воздействий осуществляют в оцной точке либо в разных точках профиляи для нейтрализации побочных максимумов коррелОграмм проиэвоцят накоплениеполученных данных 2 ) . Недостаток известного способа заключается в том, что подбор управляющихсигналов, обеспечивавших поцавлениепобочных максимумов коррелограмм и,тем самым повышение разрешающей способности вибросейсморКзвецки, произвоцится эмпирически, так как отсутствуютаналитические приемы выбора соответствуюших управляющих. сигналов и в свя=ДЕ (К(г),где ь Е,- полоса частот линейно-частооно-модулированного колебания;К - номер монохроматическогосинусоидального колебания,при этом при обработке сумму коррелограмм зарегистрированных монохроматических сейсмических колебаний умножаютна сумму коррелограмм зарегистрированных линейно-частотно-м одулированных сейсмических колебаний.На фиг. 1 и 2 изображены зависимости функций,1 - нормированная к единице автокор.реляционная функция (фАК) линейночастотно-модулированного (ЛЧМ) сигналацлительностью Т=8 с частотным циапазоном,дУ =50-70 Гц; 2-амплитуцныйспектр ФАК ЛЧМ; 3 - нормированная 56100 1зи с этим требуется многократный перебор параметров.Наиболее близким к предлагаемомутехническим решением является способвибросейсмической разведки, основанный на возбуждении серии линейночастотно-модулированных колебаний, регистрации сейсмических колебаний, ихнакоплении и корреляционной обработ- О ке ГЗ 1.Недостаток известного способа заключается в том, что несмотря на большойнабор разверток, предусмотренный способом, не обеспечивается сушесгвенное расширение спектра возбужцаемых колебанийи поэтому остаточный фон корреляционных шумов значителен, что снижает разрешающую способность вибро-сейсморазведки и кроме того требует увеличенного объема регистрирующей аппаратурыза счет увеличения памяти накопителя,Целью изобретения является повышение точности разведки и произвоцительности работ.Поставленная цель цостигается тем,что согласно способу вибросейсмическойразведки, основанному на возбужцениисерии линейно-частотно-моцулированныхколебаний, регистрации сейсмических 30колебаний, их накоплении и корреляционной обработке, в серии линейно-частотномодулированных колебаний возбуждаютцополнительно монохроматические синусоидальные колебания, длительность которых равна длительности линейно-частот. З 5 но-модулированных колебаний, а частотакаждого монохроматического синусоицального колебания определяется соотно- шением3 10561 результирующая функдия, полученная. в результате перемножения ФАК ЛЧМ сигнала 1 с ФАК монохроматического синусоипвльного сигнала с частотой Г=10 Гц той же длительности и амплитуды, что иЛЧМ сигнал; 4 - амплитудный спектр функций 3; 5 - нормированная результирующая функция, полученная в результате перемножения ФАК ЛЧМ сигнала 1 с суммой автокорреляпионных функций, вычис ленных последовательно от пвух монохроматических сигналов с частотами Г 1=10 Гц и Р 2 =30 Гц той же длительности и вмплиЛупы, что и ИЧМ сигнал; 6 - амплитудный спектр функций 5; 7-шкала времени;:, 15 8 - фрагмент распределения коэффициен- . тов отражений (импульсная реакция среды); 9- фрагмент результирующей коррелограммы (сейсмограммы), соответствующий известному способу пля распрепеле- р 0 ния коэффициентов отражения 8; 10 - фрагмент трассы результирующей корре лограммы пля коэффициентов отражений 8, соответствующий преплагаемому способу;11 - шкала времени; 12 - шкала ампли туд.еСущность изобретений заключается в том, что перемножение функции во временной области привопит к изменению амплитупного спектра результирующей функции.На основании математического моделирования получены условий, при которйх происходит симметричное безразрывн ое расширение результирующего амплитупного спектра при сохранении его первоначальной формы. Частота монохроматичесс ких сигналов выбирается из рядак=(" фю Жгде ДЕ- частотный диапазон ЛЧМ сигна 40 ла; К - 1 - 4 - количество монохромат 1- ческих сигналов с различными постоянными частотами, составляющими вместе с ЛЧМ сигналом комбинированную серию.данное условие подбора частоты моно 45 хроматических сигналов обеспечивает безразрывное симметричное расширение вдвое и более раз зависимости от К результирующего амплитудного спектра по отношению к исходному спектру ЛЧМ сигна ла.Отклонение при выборе частот моно- . хроматических сигналов от формулы (1) приводит к разрыву амплитудного спектра или к существенному изменению его фор 55 мы, что в свою очередь отрицательно сказывается на уменьшении корреляционных шумов и разрешающей способности:. 00 4При осуществлении предлагаемого спо,соба с учетом эффекта поглощения и рассеяния упругих волн частота монохроматических сигналов в комбинированной серии выбираются также на основании дор мулы (1), но эв полосу частот можно принимать эффективную ширину амплитудного спектра интересуюших геофизика отраженных сигналов,Применение ЛЧМ сигнала в комбинации с одним монокромагическим сигналом Г позволяет симметрично беэ разрывов расширить результирующий амплитупный спектр 4 корреляционной функции 3 в пва раза по отношении к амплитудному спектру 2 ФАК отдельного ЛЧМ сигнала. Рас ширение спектра привело к уменьшению коррелядионных шумов у результирующей функции 3 по отношению к ФАК 1,Применение в комбинированной серии воздействий ЛЧМ сигнала и двух моно- хроматических сигналов с частотами Г, и Г привело к расширению амплитудного спектра результирующей функции 6 в 4 раза по отношению к амплитупному спектру и соответственно к еше большему уменьшению корреляционных шумов у результирующей функции 5 по сравнению, с корреляционными шумами ФАК 1,Способ осуществляют следующим образом.Выбирают частотный диапазон, .в котором необходимо постичь требуемой разрешенности сейсмической записи. Определяют частотный диапазон, в котором вибраторы работают наиболее стабильно. По формуле (1) находят частоту монохроматического сигнала, обеспечива ющего безразрывное расширение спектра ЛЧМ сигнала, Если первого моно- хроматического сигнала недостаточно пля расширения спектра до требуемых размеров, то по формуле (1) определя ют значение частоты второго монохро матического сигнала и так далее по получения необходимой ширины спектра.На профиле устанавливаюТодин, либо группу вибраторов и возбуждают сейсмические волны выбранным ЛЧМ с игналом. Повторяют ЛЧМ воздействия одинаковой длительности и соответствующие им коррелограммы суммируют (накапливают). Затем в среду направляют одиочетыре возпействия монохроматических синусоипальных колебаний той же дли тельности.Тем самым создают комбинированную серию воздействий для каждой часто 5 1056100 ьты гвозможно повторение монохрома- сти Развепки при ограниченной мощноститических воздействий и соответствую- , вибратора.шее накопление коррелограмм, Сумму П р и м е р . Для Реализации способакоррелограмм монохроматических сиг- выбран линейно-частотно-глазулированныйпалов перемножают с суммой коррелог сигнал со спектром 2 в области. частотрамм ЛЧМ сигналов и получают реэуль - 70 Гц и функции автокорреляции 1,тируюшую импульсную сейсмограмму. При По формуле (1) определена частотаэтом общее количество ЛЧМ и монохро- первого монохроматического, которая1матических воздействий в комбинирован- равна 10 Гц, Послеаовательно провеценоной серии (фиг. 2), будет меньше обще излучение ЛЧМ сигнала в пиапазонего числа накоплений ЛЧМ известных частот 50-70 Гц длительностью 8 своздействий, выбранного цля данных сейи монохроматического сигнала с частосмологических условий. той 10 Гп также длительностью 8 с.В случае, когца накапливают вибро- " Вычислены корреляционные функции каж,граммы, результирующую импульсную 15 лого иэ зарегистрированных сигналов ссейсмограмму получают слеауюшим обра- соответствующими виброграммами. Подузом. Осуществляют корреляционную сверт- ченные корреляционные функции перемно-ку управляющего ЛЧМ сигнала с соотвеъ- жены и образована результирующая имствующей накопленной виброграммой, ко- пульсная сейсмограмма 10, которая вторую перемножают с суммарной корре, 20 значительно большей мере приближаетсялограммой, полученный в результате сумми- к исхоцному распределению коэффициентоврования отаельных коррелограмм,образо-, отражении 8, чем известная импульснаяванных цля кажцой манохроматической час- сейсмограмма 9,тоты Г. Такие отдельные коррелограммы для образования известной виброграмполучают в Результате корреляционной 15 мы, а затем результирующей синтетисвертки управляющих монохроматических ческой коррелограммы 9 используют комсигналов пля каждой частоты Гх с соот- бинированный управляющий сигнал (комбиветствуюшими виброграммами. развертка), состоящий из авух отаельныхДля получения резуАтируюшей им- ЛЧМ сигналов оцинаковой амплитуцы ипульсной сейсмограммы возможен иной 30 цлительности, Равной 8 с, и нулевым инпоряаок регистрации и послеауюшей.об- тервадом межцу ними длительностью 4 с.рабоки полевых аанных, В этом случае Частотный циапазон первого ЛЧМ сигнавиброграммы от отцельных монохромати- ла составляет 50-65 Гц, второгоческих возцействий с различными моно-70 Гп, так что суммарный частотныйчастотами накапливаются на оаин носи-диапазон комбиразвертки составляет 50 тель, образуя оану результирующую вибро Гцграмму. Одновременно склааываются уп-. Амплитуаы и плительности серии сигвля юшке сигнал монохроматических палов предлагаемого способа Равны ампливозаействий с различными частотами, туцам ицлительностям ЛЧМ сигналов вобразуя ециный управляющий сигнал, Да 4 р комбиразвертке, поэтому имеет местолее произвоцится корреляционная свертка Равенство суммарной энергии управляюециной виброграммыс ециным управляю ших сигналов в преплагаемом и известшимсигналомиобразуетсякоррелограмма, ном способах, оцнако пиковая мощностькоторая в цальнейшем перемножается с отраженных сигналов 10 в преалагаемомкоррелограммой, полученной возбужае способе в 3-4 раза вьпне чем у извесвнием ЛЧМ сигнала. ного,При использовании предлагаемогоПрецложенный способ особенно полезен способа имеется возможнасожнасть сократитьв связи с тем, что он может быть приме число воздействий комбв в ком инированнойнен с узкополосными управляющими сиг- серии при накоплении н50оплении на каждом пикетепапами, применение которых из-за высоко воэбужцения по крайн йкра е мере в ава.го уровня корреляционных шумов и некомраза Это позволФ позволяет существенно уведянактности основого. максимума весьма чить произвоцительносльность труаа за счетограничено, В то же время узкополосные со,дания количе тваичества накоплений, повыупрввляюшие сигналы могут быть наилуч снв при этом информа55информативность и цостовим образом согласованы с частотной 5 верность получаемой инфоемо информации.характеристикой среаы, и ноэтому обеспе- При применении комбком иразвертки остаеъчить повышение информативности получае- ся значительный уровенуровень корреляционныхПоложительный эффект постигается за счет расщирения спектра результирующего сигнала и уменьшения общего количества иелучаемых коле 5 баний. 7 1086100 отраженных сигналов привоцит к слабой разрешенности отпельных сигналов ипрактически невозможно выпелить послеауюшие более слабые отражения на временах 1,1 и 1,15 с.1056100 Составитель В. ЧернявскийРогулич Техрец М, Надь Рецакто За 4/5 филиал ПП атент, г. Уж ул. Проектная 9295/38 , Тираж 710 ВНИИПИ Госупарственного по аелам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушомитетаоткрытийкая наб орректор М. ШарошиПоаписное