Способ вибросейсмической разведки

) 5.О 52)5 6 1 00 РСТВЕННЮЕ ПАТЕНТТВО СССРЕНТ СССР) ГОСУД ВЕДО (ГОСП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут геофизических методов разведки(56) Авторское свидетельство СССРМ 1038895, кл. 6 01 Ч 1/00, 1982,Авторское свидетельство СССРй. 851298, кл. О 01 1/1/00, 1979.(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ(57) Использование: сейсмическая разведкапри прогнозировании геологического разреза, Сущность изобретения: возбуждаютвибраторами, отдельные группы сигналов,отличных по положению частот на частотной оси, При этом вибрационное возбуждеИзобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано при прогнозировании геологического разреза с целью поисков и разведки месторожденийполезных ископаемых,Известен способ сейсмической разведки предлагается обеспечивать регистрацию различных свипов от каждого вибратора или их комбинаций, работающих на одном или. разных профилях. Для этого источники комбинируются попарно или по другому закону и каждая из комбинаций источников располагается на независимых пунктах возбуждения, излучая каждый свой свип.Недостаток этого способа состоит в том,. что для его осуществления требуются при регистрации дополнительные блоки памяти ние сигналов проводят винтервалах частотных полос спектральным анализом сейсмоакустических данных фильтрами с постоянными логарифмическими крутизнами срезов и монотонно меняющимися в геометрической прогрессии со знаменателем ц положением частот максимумом фильтров. Сигналы возбуждают двумя группами вибраторов с различным направлением развертки. Полученные вибропрограммы коррелируют и раз соответственно частотным полюсам, группируют полученные сейсмограммы, включая в каждую совокупность импульсные сейсмограммы, соответствующие корреляции только с одной из частотных полос, и на этой основе формируют временные разрезы соответственно разным группам сигналов по общим точкам отражений, возбуждений, приема и среды, 3 ил. по числу комбинаций вибраторовне формулируются количественньвыбора частотных диапазонов вния,Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эфФекту способ сейсмической разведки, в которой возбуждение осуществляют отдельными группами сигналов, отличными от сигналов других групп по положению полосы частот на частотной оси, но обладающими для всех групп равной скоростью изменения частоты,Недостаток способа состоит в том, что для .его реализации необходимо производить раздельную регистрацию вибровазбуждений для каждой группы сигналсв, чтоснижает производительность труда, не оп- Рангтела определяет его место в иерарределены приемы разделения частот излу-хии, а следовательно; степень сложностичения на -группы по частотной оси и его морфологии и внутренней структуры.соотношения цастотных диапазонов с ре- Это следует из того, что тела низкого рангаальными масштабами и рангами геологиче вложены в тела более высокого райга и, темских тел в разрезе, Это делает способ чисто самым, определяют внутреннюю структуруэмпирическим и. требует дополнительных последнего.переборов частотныхдиапазонов для выбо- Связь масштабов и рангов неоднозначра оптимальных, а использование одинако- на. Тела одного ранга могут сильно разливых" скоростей. разверток ограничивает 10 чаться по масштабам. И, наоборот, телавдзмбжностйкойцентрации энергии в необ-.одного маСштаба могут. иметь существенноходймом для" повйшейия эффеКтйвноСти различный ранг,разведки частотном диапазоне, особенно в Дискретнаяиерархия геологических телобласти высоких цастот, :" отображаетсявгеофизических полях, в часЦель изобретения - повышение деталь тностив сейсмицеском волновом поле. Тености-разведки на основе извлечения до- лам разйого шага и масштаба отвечаютйолнительной информации о вйутренней разлйчные частотныедиапазоны спектраструктуре излучаемых интервалов геологи-сейсмичеСких колебаний, Это связано, в чаческого разреза й обусловиях их седимен- -стности. с Различной разрешающейспособ тации;: . -.:-:, "",.,::20 ностью сейсморазведки в- различных:Поставленная цель достигается тем, что . полосах частот.в способе вибросейсмицеской разведки, за- - По даннйм спектрально-временногоключающемся в воэбужденйи вибраторами анализа (СВАН)сейсмицескихзаписей сле-отдельных групп сигналов, отличных от сиг-" дует; что в обычно реализуемом на практикеналов других групп по положению полосы 25 спектре колебаний 10 - 100 Гц количествочастот на частотной оси, регистрации сйгна- ". выделяемыхрангов (геологических тел) и солов группами сейсмоприемников и обработ-ответствующихчастотных полос, как правику полученных данных," - проводят ло, не более 3-5. Выявление этих ранговспектральный анализ сейсмоакустицескйх " "наиболее уверейноосуществляется путемданных в одинаковых временных интерва СВАН данных ГИС-и сейсморазведки,лах, предварительно полученных в преде. . - : На фиг;1 показан выбор цастотных по-:лах изучаемой площади, фильтрами. с - атос при исхОдном спектре сейсмических ко.постоянными логарифмическими крутизна- лебаний - 1 и уровне шума - 2, частотнойми срезов и с монотонно меняющимися в. характеристике К-го фильтра -3, частотнойгеометричеСкой прогрессии со зйаменате характеристике 1+1)-го фильтра - 4; налем "о пбпожениями частот максимумов . Фиг.2 даны результаты фильтрации исходфильтров, и по измененив числа экстрему-. ноо матерйала. Фильтрами О+1 с максимов колебания в соседйих частотных поло- мумами частотйьххарактерйстик 11, фФ 1 осах устанавливают и = 1;2,3.;. частотных -5,осью времени регистрации - б,граница " полос, в которых проводят вибрационное 40 ми 7 и 8 между полосами частот диапазона-возбуждения сигналов, одновременно дву- ми) - .9, 10. 11; на фиг,З - системамя разлицающимися по направлению раз- наблюдений объемной сейсморазведки. ввертки группами из гп вибраторов,каждый которой обозначейо:линии наблюдения 12,из которых работает на одной из выбранных . линий возбуждения - 13 и 20 с разными пополос, полученную вибропрограмму корре частотам сигналами воэбужденйя 14, 15, 16" . лируЮт и раэсоответствЕнночаСтотным по- и дРутимнаправлениемразвертки 21, 22,лосам; Группируют полученные . 23,группируемыми на пйкетах возбуждениясейсмограммы, соответствующие разным 17 и 24, позицииаибраторов на пикетах 18,частотным полосам-в Совокупности по об и 25,26,щим точкам отражения, возбуждения, и 50 . Спектральный анализ сейсмоакустичеприема и среды, на основе которых Форми- ских данньгх вьфполняетСя с цельа выбораруют временные разрезы .:.:частотййх йолос (диапазонов), соответству-,, В современной геологической науке ис- ющих йространствеййым масштабам геолоследуемые разрезы представляют в.виде, гических тел; фбрмирующйх изучаемыййерархической системы геологичеСких тел 55 разрез.разного ранга и масштаба, организованных Анализ осуществляется"для определенпопринципу влажности, При этом под мас- ного интервала разреза, в определенномштабом понимают пространственные раз- диапазоне частот, набором полосовыхмеры тел - толщины, латеральную фильтров с фиксированной фбрмой частотпротяженность, площадь в плане,;17849325 бной характеристики, при определенном ша- отвечающие фиксированнйм рангам и масге максимумов фильтров по частоте штабам исследуемых геологических обьекПеречисленные параметрь 1 выбирают тов-; Определяют центры этих полос, следующим образом: :. ".:.:. относительно них фиксируют частотнь 1 е окИспользувт. нуль=фазовые фильтры с5 тавыслева и справа. Тем самым формируют треугольной частотной "характеристйкой. полосы возбужденияп=1,2,3 вибрацион(позиции 3 и 4 нафиг,1). Логарифмическйеных сигналов.крутизны левого и правого срезов фильтров "В сейсморазведке наибольшая геологи- равны - октава слева и справа относительно " ческая информативность достйгается при максимума частотной характеристики, На.объемных (трехмерных) сейсмических например, при частоте максимума Фп = 20 Гц"блюдениях, Поэтому действие способа расстроится фильтр 10 - 20 - 40 Гц. " " ;,смотрим и римейительно к"объемны мДяухоктавные треугольные нуль=Фазо- " наблюдениям," хогя предлагаемый способ выефильтрыгарантируютсравнителъноко.-" может быть с успехом использован и при роткий по времени симметрицный импульс" 15 профильных наблюдениях, Одновременное (характеристическую функцию фильтра), ма-,. возбуждение волн в разных частотных пололое число побочнь 1 х экстремумов сотноси- "сах проводят цислом" вибраторов, равным тельно низкой амплитудой (20от " числу выбранных частотных полос(диапазоамплйтуды максимума), а также подобиенов, например 9,10,11), На практиКе такоеформы импульса для"разйых фильтров. Час-. 20 соответствие"выполняется", йз:опыта иэвест-" тотный" диапазон аналйза сейсмоакустйче- : но, что потребное количество частотных поских данных "ограничивается интервалом : лоссоставляет 3-.5, а вибрационные отряды Гоп (фиг.1), в котором соотношенйе Сиг- обеспечены, как правило,5-7 вибраторами, нал/помеха1. Для определения уровня , При этом каждый источник 14, 15, 16 рабошума(2) наряду с процедурой фурье-анали тает в своем частогномдиапазоне.за рассчитьФаюттакжефункцииавто-Йвза- .Каждый пикет Вдоль линиивозбукдеимной корреляции;".:., :, нйя 13 отрабатывается с нескольких позиШаг по частоте Ь 1 между соседйими:. ций 18, 19 число которых определяют йз фильтрами (позиции 3 и 4 на фиг,1) выбира-"- необходимого количества накопленйй на ют по формуле . ":30 пикетах 17 й 24 для формирования соответствующих интерференционных систем в чарва+1= Ц 1 ва 3 с .." :.": стотных диапазонах 9, 10, 11 с учетом их.;.-октавного расшйрения,где О. 1,1-1;2; Ьз;к+1-го-частотэ максйму- . Возможна и такая реализация способа, ма к+1- го фильтра, 1 в. - частотамакси при которой на каждом пикете производят мума Ьго фильтра. Так, Юаа.ц = о Мах,з . всеми вибраторами комплектапоследоваВелйчина о (аналог знаменателя геометри-тельное возбуждение расширенных частот-ческой прогрессии) выбираетсяиз условия". ных диапазонов 9, 10. 11. Подобная неискажающей аппроксимаций частотнойметодика нетребует переезда вибраторов с характеристики тонких слоев на оснований 40 позиции на позицию для формированйя инкритерия Котельникова.,:-:.:. .;, ,:;:,.:, .; терференционной:сиСтемы, но требует обяВ результате спектрально-времейного, зательно и-кратного переключения на аналиЗа (СВАН) получают СВАН-колонку: . вибраторах частотных диапазонов, что мо(фиг.2), которая представляет исходный"жетприводитькдополнительным ошибкам." фрагментсейсмоакустических записей, от.:.В результате возбужденияв частотных фильтрованных." набором фильтров 5 (т 1, ." полосах 9, 10, 11 на линиях наблюдений 12 121 о). Ординатой СВАН-колонки служйт:регистрируетсясуммарная виброграмма с ось времен регистрации(или глубин) 6. Ана- " частотамИ Ю 1 - 6 о, Для выделения импульслиз СВАН-колонки заключается в выявите-" ,:ныхсейсмограмм, соответствующих расшиний зон устойчивой волновой картины на 50 ренным частотным полосам 9, 10, 11, различных фильтрациях, при неизменномпроизводйтсякорреляция по числу испольчисле выделяемых экстремумов колебаний. ". -зованных диапазонов, например п = 3 для Такие зоны отвецают ойределенному рангу ситуации, изображенной на фиг,2:.и масштабам геологических тел.". . . При наличии двойного числа вибрато-Резкое изменение характера записи и 55 ров(по отношениюк количеству разных чачисла выделяемых экстремумов свидетель- стотных диапазонов) возможно ствуют о наличии границ (7, 8) частотныХпроизводить вйбрационные воздействия полос, отвечающих разным рангам и масш- одновременно по двум линиям возбукдетабам тел. В соответствии с этими граница-ния 13 и 20, Эти линии 13 и 20 располагают ми выделяют полосы частот 9, 10, 11, друг относительно друга на расстоянии 1,1784932 7 8определяемом требуемой кратностью на- мешающих поверхностных волн ограничи.блюдений, при этом возбуждение, напри-. ваются ЧК ( 700 м/с, их преобладающиемер, по линии 13 производят в направлении . частоты 20 Гц. Эти волны создают йомехи,от низких частот к высоким, а по линии 20 в, превышающиеполезные сигналь 1 в 7 раз,обратйом направлении от высоких частот к 5 Для подавления этих помех прйменим перенизким, Суммарная виброграмма от обеихмещение вибраторов йа пикете и синхронлинийвозбуждениякоррелируетсядлякаж- . ное накопление 8 воздействий. Шагдого частотного дйапазона дважды: от низ- - перемещенйя вибраторов составит 7 м наких частот к высоким и от высоких к низким, . базе 50 м, Такое же расстояние будет междуи импульсные сейСмограммы соотносят к 10 пикетами возбуждения,Расстояние междусоответствующим линйям возбуждения.пунктами приема примем также 50 м; ПриМодельные оценки показывают, что йри .48-каналах на каждой лйнйй приема этокорреляции разнонаправленных воздейст- . обеспечит 24 кратность наблюдений. Синхвий динамический диапазон, присущий виб- . ронноенакопление п=8 обеспечит удовлетрацйоннойразведке, практически 15 ворительное2,7 раз подавлениесохрайяется:,;, - : .:, . ". нерегулярных"шумов,Методика с одйовременным возбужде- При удвоенном числе вибраторов рабониемпо двум линиям 13. и 20 позволяет с ты будут. выполйяться по точно такой жезаданной кратностью срезу освещать боль-:; . методике, но только по другой линии йа мешую часть. глубинной поверхности,"чем при 20 стнасти которая смещена"относительновозбуждениитолько по одной из линий.первой на расстоянйи 1+200 м. Возбужде-Импульсные сейСмограммы, соответст-ние на второй линии проводят в диапазонах,вующие разным полосам частот 9, 10, 11, : . (36-10) Гц, (80-20) Гц, (140-36) Гц.,группируютв совокупности по общйм точ; Суммарнуювибропрограммуот"воздей-кам отражений; возбуждения приема и сре ствий на двух линиях возбуждения коррели-ды, и наэтой основеформируют временные руют дважды с операторами; имеющимиразрезы, соответствующие разнымчастот- развертки в направлениивозрастания и.,ным группам сигналов и разным линиям.убывания частот. Одновременное возбуж-возбуждения; .:,: . .:; .: .:, .дение по двум линиямприведет прЬстичеПример реализации способа, Наосно ски к удвоению количества срединныхвании априорных дайных о волновой карти-:точек.неизъестйо, что диапазон регйстрируемых ": Предложенный способ экономически.:колебанийнаходится Ф пределах 15-90 Гц. целесообразен так как обеспечивает. больВ этом случае для анализа сейсмоакустичешую производителЬность труда за счет тогб,ских данных будут использованы следую что для одной и той же,расстановки сейсщие нуль-фаэные треугОльные фильтры:моприемййков сразуже освещается боль- .7 - 1.5-30; 9-18-36, 11-22-44; 13-26-52; 36- " ший участок: глубинной йоверхностИ. Для,. 72-144; 43-.86-172 Гц. .:;. ";: .освещения" всей поверхности это требуетВ результате получим СВАН-колонку и меньшее числорасстйновок на профилях,выделим в ней частотнйеинтервалы, соот ориентировочно вдвое.ветстаующие устойчивым рангам геологйче.; ф а р м у л а .и 3 о б р е т е н и яских обьектов. Примем. что их -три: .Способ вибросейсмйческой разведки,соответственно 10-25; 25-55; 55-85 Гц.заключающийся в возбуждении вибратора-Частоты возбуждения определим, опи-" ми отдельных, групп сигналов, отличных от,раясь на центральные частоты перечислен сигналов других групп по положению поло-.ных интервЗЛов, т.е, 18, 40 и 70 Гц,сы частот йачастотнойоси, регистрацииСобственйо полосы частотдля возбуждения сигналов группами сейсмоприемников и обпримем примерйо двухоктавными "- октаваработку полученных дайных; о тл и ч а ю -слева и справаотйосительно центров ин- . щ и й с я тем ч 1 о,"с целью повышениятервалов. Таковы 1 ми будут: (10-17-36) Гц; 50 детальностй разведки, проводятспектраль(20-40.-80) Гц;(36-70-140) Гц. ":ный аналиЗ сейсмоакустических дайныхвКорреляцйя суммарной виброграммыодинаковых временных интервалах, предбудет проводиться с операторами (10-36) варйтельно полученных в пределах иэучаеГц, (20 - 80) Гц, (36-140) Гц. : .: : - . мой площади, фильтрами с йостояннымиОтряд снабжен 4 вибраторами, В этом 55 логарифмическими крутизнамисрезов и сслучае целесообразно йрименить методику " монотонно меняющимися в геометрическойодновременноге возбуждейия перечислен-: прогрессии со знаменателем о положенияных выше частотных дйапазонов, Одна уста- ми частот максимумов фильтров и -по изменовка будет запасной. На осйовании нению числа экстремумов колебания вопытных работ установлено, что скорости соседнихчастотныхполосахустанавливаюти частотных полос (и = 1,2,3), в которых ственно частотным полосам; группируют проводят вибрационное возбуждение сиг-. полученные сейсмограммы, соответствуюналов одновременно двумя различающими- щие разным частотным"полосам в совокупся по направлению развертки групйами йз:ности по общим точкам отражения, е вибраторов, каждый из которых работает 5: возбуждения, приема и среды; на, основе на одной из выбранных полос, полученную, которыхформируют временные разрезы. виброграмму коррелируют и- раз соответлй1784932 Способ сейсмической разведки Составитель В.ГродзенскийТехред М.Моргентал Корректор А,Козор Редак ий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1-издат извод аказ 4363 . Тираж Подписное ВХИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5