Способ сейсмической разведки

О П И С АЙ И-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Соцналнстнческнх Геспублнк(Я) И. Кл., 601 Ч 1/00 осуиарствеииый комитет СССР но лелам изобретений и открытииИностран ецМорис Барбье (Франция)(72) Автор изобретения Иностранная фирма(71) Заявитель сосьете насиональ Де петроль дАкитен(54) СПОСОБ СЕИСМИЧЕСКОИ РАЗВЕДКИ Изобретение относится к способамгеофизической разведки внутреннегостроения Земли,в частности,к сейсморазведке, с помощью сейсмических волн,позволяющих достичь одновременно нескольких различных сейсмических профилей выбранного геологического района.Известен способ сейсмической разведки, при котором из точки возбуждения излучается импульс энергии, возникающие в почве сейсмичес.кие волны распространяются по раз-личным траекториям и отражаютсяна границах геологических слоев сразличным волновым сопротивлением. 15Сейсмические приемники, расположенные определенным образом относительно точки возбуждения и другдруга, принимают отраженные волны 1 Ц.ЯОПри этом в сейсмической наземной разведке в качестве источниковвозбуждения используют либо взрывчатые вещества, помещенные в скважине, укрепленной или не укрепленной обсадными трубами, либо виброисточниками,Недостатками данного способа являются трудоемкость и большие затраты времени при размещении сейсмб приемников по выбранной системе наблюдения, а также сложность синхронизации работы виброисточников.Наиболее близкое техническое решение к предложенному - способ сейсморазведки (2) для одновременного регистрирования нескольких профилей, при котором используют несколько источников импульсных сигналов и линию сейсмических приемников, расположенных между источниками сигналов, заключающийся в последовательном излучении с,помощью каждого из источников импульсов возбуждения среды, приеме и регистрации отраженных волн и их дальнейшей обработке с целью получения нужной информации. Импульсы, излучаемые каждым иэ источников, разделены временным интервалом, по меньшей мере, равным максимальному времени Т, при котором волны, создаваемые каждым иэ источников, не интерферируют друг с другсм.Недостаток способа состоит в том, что прн большом числе источников каждый иэ них действует вновь лиыь по истечении некоторого времени пт, а поскольку разведка геологического разреза заданного района требует закрепления устройства в течение3 6сравнительно длительного временистоимость 1 км проФиля раэведуемо-го геологического пласта, зависящаяот скорости продвижения применяемого устройства,значительно возрастает.Цель изобретения - повышение эФФективности способа.Для достижения цели, согЛасиопредложенномУ способу,момент началаизлучения каждОГО сигнала Отисточника предшествует окончаниюприема излучения От предыдущегоисточника.кроме того, каждый источник сиг.-.налов посылает один импульс в течение одного цикла, длительностькоторого не меньше времени прохождения тудаи обратно самой длиннойволны, распространяющейся в исследуемой среде.Каждый источник сигналов посылает внбрационный сигнал, на повторяющийся во время излучения, причем-первоначальная полярность пере.даваемых сигналов меняетсяот ис.точника к источнику.на Фиг. 1 показан ход сейсмических лучей, генерируемых тремя, перемещающимися по трем направлениямисточниками и регистрируемых однимприемником; на Фиг. 2 - цикл излучения каждого из трех источников взависимости от времени; на Фиг, За,ЗЬ; Зс - граФики моментов подачиимпульсов источников 1), 1 е, 1 Зв случае передачи, изображеннойна Фиг. 2; на Фиг. 4 - граФик совокупного излучения, полученныйсуммированием граФиков на Фиг. За,ЗЪ и Зс; на Фиг. 5 - направленияизлучения каждого из трех источников в случае, когда каждый источник передает один вибрационный сигнал, не повторяющийсяв продйжа="ние излучения, полярность которогоменяется,от одного .источника к дру-гому; на фиг. ба, 6 Ь, бс и бд -;гиаграммы моментов начала излучения соответственно источников 14,1 р, 1 и совокупности трех источников,Для реализации способа используют источники излучения, например1 -1 Э, которые перемещают йо"разведуемой плсщади, и сейсмойрйемники 2, 2 з , 2 р. Первый источникизлучения 1, пержЮается вдойь линии Х совйадающей с линией Ь,причем последняя также перемебается с тойже скоростью, что и источник 1, для того тоб сохранитьпостоянным расстояние,отделяющееисточник 14 от самого близкого,сейсмоприемника 2,( . Источники 1 и1 располагаются в одной и той жеплоскости, определенной линией Ьи источником 1) . Источники 1 и 18перемещаются соответственно вдольлиний 6 и Ьз, параллельных каждая 5 728 4линии ), илн Ь 1 в случае, когда зтипоследние совпадают, и располагаются по обе стороны от источника 1на расстоянии порядка величины расстояния, отделяющего источник 1 отсейсмолриемника 2 .В этих условиях лучи, исходящиеиэ источника 1, отражаются на сегменте пласта, представленном сегментомзеркальной поверхности И.Падающему лучу 3 соответствует Ю отраженный луч З, принимаемый приемником 2), падающему лучу 3 соответствует Отраженный луч Зр у принимаемый приемником 2 р, То же самоедля лучей; Исходящих от других ис точников 1 и 1 З, которыеотражаются соответственнона сегментах Ййи Рз плоскости И, причем расстоянияЮ Ев , Ф, и И,Е, составМт поланну расстоянйй Ь,1 р, Ь, Ьэ и ЬЬ.,Способ согласно изобретению, позволяет получить сведения, связанные с Р, 8 з илн 8 з . Ддя этого рассМотрим два цикла излучения от трехисточников 1, 1 з и 1 в зависимости от времени.Предположим (Фиг, 2), что циклизлучения соответствует излучениюяимпульсов, посылаемых каждым;источником 14, 1 э или 1 З . Цикл записи определяется как увеличенная ф на время сс (б с) последователь-ность посылок, каждая из которыхпередается одним иэ трех источников 14, 1 З или 1 Э, где а - максимальное время записи, т.е. время 35 прохождения туда и обратно наиболеедлинной волны, распространяющейсяв исследуемой среде,./Таким образом", между последниммоментом излучения и первым моментом передачи существует интервалвремени, по меньшеймере, равный6 сек.В момент времени Оф источник 1излучает импульс, причем момент 45 излучейия импульса записывается.Сйустя, йапример, Т времени (4 мс)второй источник 1 з также излучаетимпульс, момент излучения которогозаписывается, Третий источник 1 Э 50 излучает через период (и) Ф пос"ле излучения второго источника1 з, т.е, 29 х 4 мс, по-прежнемус записью момента излучения. Этапервая запись должна, таким образом, 55 иметь длительность, по меньшеймере, равйую лФ (т.е. 30 х 4 мс)с добавлением времени а( (б с),и зта длительность будет длительностью цикла записи.Второй цикл эаписн начинаетсясо вт.рого излучения п.рвого источника 11 . Второй источник 1 излучает импульс спустя 2 г (2 х 4 мс)после. второго излучения истЬчника 1,третий источник излучает импульсчерез период (и - 2) Ф (т.е. 28 х 4 мс)после второго источника 1, Так происходит вплоть до 30-го излучения первого источника 1 . Общая продолжительность излучения, по меньшей мере, равна сумме интервалов времени между излучениями первого источника,Если в соответствии, с фиг, 2 построить графики моментов излучения для каждого иэ источников 1 1 и 1 Э (фиг. 3 а, ЗЪ, 3 с), то видно, что между каждым из моментов излученйя одного и того же источника проходит время, по меньшей мере, равное а (6 с), т.е, макси- . мальному времени записи, Видно также, что источники 1 и 1 З излучают сигналы в то время, пока акустические волны, вызываемые источником 1, еще не достигли приемника или приемников . При этом излучения источни-" ков 1, 1 З и 1 З не являются Синхронными, поскольку они сдвинуты по отношению друг к другу согласно установленной программе излучения.На фиг. 4 показаны моменты излучения источников в том случае, ког-да излучение осуществляется непрерывнс, т.е. без остановок между каждым циклом излучения, а приемник или приемники одновременно записы- вают акустические волны, производимае источниками 1,. 1 д и 1 З и отражаемые сегментами 8, Ц и Р,График излучения источников 1,1 з и 1 З для 10 следующих друг за другом циклов записи на той же ли- нии развертки схематически изображен на фиг. Ь и уточнен с помощью таблицы со значениями Д, Ьз и Дз интервалов времени, умноженных на время 9, равное, например, 4 мс, отделяющее моменты начала излучений соответственно источников 1 и 1 З, источников 1 и 1 З и источников 1 р и 1 З в зависимости от порядкового номера цикла записи. 16 20 36 20 40 24 б 23 2 60 36 64 40 0Время одного цикла записи ряда 1 равно длительности Т( между началом излучения источника 1 и концом излучения источника 1 з с добавлением о, (6 сек) .. В момент фо ф источник 1 начинает йэлучать сигнал длительностью У(ЦФ(симв ол зачает свертываемый) 7 с положительной полярности, начало передачи Сигйала соответствукцейполярности фиксируется. По истечениивремени Ь , равного 9 с (4 мс), 10 второй источник йачинает излучать,той же длительности сигнал отрицательной полярности, причем моментначала излучения также записывается, с соответствующей полярностью. По )5истечении интервала Времени с момента начала излучения источника 1,равного 36 с (12 мс), источник 1начинает излучать той же длительности сигнал с отрицательной полярностью, момент начала излучениясигнала источника 1 Э с соответствующей полярностью фиксируется.Запись Р 1, таким образом, имеетдлительность, равную интервалу времени между началом излучения источ-ника 1 и концом излучения источника 1 з с добавлением времени прохождения наиболее длинной волныв исследуемой среде, причем названная длительность равна (Т +а) с, 30 т .е. (39+а+ или 13, 012 с (см,фиг. ба, бд) .Общая длительность Т записи равна Ъ(Т 4+а, т.е. (960+10 д+10 а) сили 130,384 с.35 Для приведенного выше примера передачи графики моментов начала излучения с .соответствующей полярностьюпредставлены на фиг. ба, 6 Ь, бси бд соответственно для источников 40 11 а, 1 З и совокупности названных источников для трех первых циклов записи, без перерывов между каж,дым циклом. Видно, что источники1, 1 д, 1 з излучают одновременно 4 в том смысле, что для каждого циклазаписи излучение одного из источников начинается в тот момент, ког.да, по крайней мере, одно из излу"чений двух других источников недостигло приемника после отражения 50 от йаиболее глубокого исследуемогоотражателя. Однако, излучения названных источников не являются сивхронными, так как моменты их началсдвинуты по отношению друг к другу М согласно предусмотренной программе.Для различения данных, соответствующих сегменту В, осуществляютвзаимную корреляцию принятых и записанных сигналов с последователь ностью моментоВ излучения источника 1, таким же образом поступаютс сигналами источников 1 у и 1 З .651728 15 20 7Следовательно, данные, соответст вуквие каждому иэ источников, смешиваются во время регистрации.Если осуществляют интеркорреляцию на период а посредством приемного или приемных устройств с одной из функций излучения или опре деленными кодами излучения, конечный результат может быть записан в случае интеркорреляции сигналов, полученных с У 1, (Ф):1 О н(ЕЩ(Е)+У,(Е) жГ,(Ц+Х,(Е) ЖЕ 9(Е) ГДе У 14(т ) ЯВЛЯЕТСЯ ФУНКЦИЕЙ СаМО- корреляции У 1(С), которая сводится к произведению единичной функции на число импульсов, излучаемых источникОм 14, Уц (т.) - Функция интеркорреляции У (1) с У (1); У 9- функция интеркорреляции У 1 с УэКонечный результат Физическиидентичен результату, который былбы получен, если бы источникдействовал один. Делают таким образом, чтобы отношение амплитуды максимального пика У 41 (С), равное.п , на сумму амплитуд вторичных Остатков Уг (1) и У 13бйло выде отношения амплитуд сигналов, принятых в интервалы времени, соответствующие данным интервалам време - ни, отделяющим У 11 (С) от каждого из 35 указанных вторичных остатков У 1 (С) и У 8 (С) . Это позволяет определить и .комую функцию(1), не учитывая вторичные члены У ж 1 (1)+У Ф Ы.г40Таккак и раньше, для определения конечного результата, подобного результату, который получили бы, если источники 1 в или 1 э действовали одни, исследуют следующие уравне ния; 4 ы(Е) Ж 1 а (Е)+)9(Е) 1 э(Е) +5, (Ц Ж(Е); .Ъз(ф)жгэ(т)+Ъ(е)ж(И+у 9 й(е)Фгэ(Е) р где УВ 2 (+) и УЭЭ (В) - соответственно функции самокорреляции Уэи уэ (Ф), а члены уЭ (Ф), узы (Е)вторичные остатки для каждой иэрассматриваемых функций. При реализации описанного способа используют ряд приемников и триисточника, расположенных по обестороны приемников либо на том же,уровне, как в случае морской сейсмической разведки, либо на разных уровнях при наземной сейсмической развелке, причем данные обрабатываютсяпосле приведения их к одной плоскости отсчета.Таким образом, способ примененв случаях, когда имеются затруднения с синхронизацией источников ихотят в минимаЛьное время с минимумом оборудования получить четкиесведения по глубине,Формула изобретения1, Способ сейсмической разведки,при котором используют несколькоисточников импульсных сигналов; вчастности вибрационных, и рядсейсмических приемников, помещаемых между источниками сигналов, излучают указанными источниками импульсывозбуждения среды, улавливают и регистрируют отраженные волны, о тл и ч а ю щ и й с .я тем, что, сцелью повышения эффективности способа, импульсы Возбуждения среды формируют так, чтобы момент началаизлучения каждого сигнала от источника предшествовал окончанию приема излучения от предыдущего источника,2Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что каждый источник излученияиспускает один импульс эа цикл, время которого неменьше времени прохождения туда иобратно самой длинной волны, распространяющейся в исследуемой среде.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый источник излучения испускает вибрационный сигнал, не повторяющийся во время излучения, при этом начальнаяполярность излучаемых сигналов изменяется от источника к источнику.С присоединением заявки 91918529//18-25,Приоритет по пунктам:02.02,71 по пп.1 и 2;19.05.72 по п,З,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Гурвич И.И, Сейсморазведка.М Недра, 1967, с. 114-115,2. Патент США Р 3506955,кл. 340-7, 1967,651728 аког оою зого 2 оы едактор Т аказ 880/51 с Подписн ейного комитета тений и открытий ашская наб, д. 5 л. Проектна я атентф, г.увгор Филиал ППП Составитель я ТехреДЭ.ЧУв юэююЧФВю Вв ЕЮтйФФТираж 696 ЦЯИИПИГбсударСтио делам изобр с Москва Фс фв гк огг