Способ сейсмической разведки

(71) Киевское геофизическое отделераинского научно-исследовательсклогоразведочного института(72) П.Т.Сиротенко, В.И.Роман, Г.Атюк и А.В.Юнолайненфб) Патент СШАйг 3326320, кл. 181 - 05, 1967.Авторское свидетельство СССРМ 1208523, кл. О 01 Ч 1/00, 1986. Изобретение относится к сейсмическим методам разведки с применением источников колебаний виброимпульсного типа и может быть использовано для разведки нефтяных, газовых и рудных месторожде-. ний, а также в инженерных сейсмических исследованиях.Цель изобретения - повышение разрешающей способности сейсморазведки за счет подавления корреляционных шумов, что позволяет повысить качество и производительность сейсмической разведки.Укаэанная цель достигается тем, что по способу сейсмической разведки, включающему формирование импульсной последовательности из периода исходной последовательности, состоящей из импульсов прямой и обратной полярности, возбуждения сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах, регистрацию отраженных сейсмических волн и получение результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в первом сеансе возбуждают сейсмоисточником(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (57) Использование: сейсморазведка с источниками виброимпульсного типа, разведка нефтегазовых и рудных месторождений, инженерные исследования. Сущность изобретения; генерирование кодоимпульсной последовательности с определенным числом положительных и отрицательных возбуждений, а также пропусков, закон следования и число которых подобраны таким образом, что функция автокорреляции кодовой последовательности характеризуется наибольшей разрешенностью и низким уровнем корреляционных шумов. 1 ил,однополярные импульсы одинаковои амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности, а во втором сеансе - в моменты времени,.соответствующие только отрицательным или положительным импульсам последовательности, причем длительность периода исходной последовательности выбирают не менее длительности исследуемой части от- С 1 клика среды, дополнительно в периоде ис- СЛ ходной последовательности делают Дь пропуски возбуждения, при этом устанавли- а вают число положительных импульсов в пери- фь оде равным (ц 2"+ц")/2 число отрицательных импульсов равным (ц "-ц")/2 число пропусков возбуждения равным (ц - 1)/(ц - 1), где ф1 пц=р, р 1 - простое число, а и и - натуральные числа, закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразованиянатуральных чисел последовательности. вдвух периодов исходной последовательности, импульсные последовательности 4, состоящие из двух периодов, генерируемыесеисмоистачниксм в первом и втором сеансах, пол ажител ьн ы й единичный импульс 5 исходной последовательности, отрицательположительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетами невычетам, при этом числа нуль преобразовывагот в пропуски возбуждения, регистрацию отраженных сейсмических волн производят во время первого и второго сеансов с момента их начала на двух одинаковых временных интервалах, длительностью не менее суммы времени периода исходнойпоследовательности и времени исследуемой части отклика среды, сеансы возбуждения сейсмоисточником импульсов разносятмежду с бай ва времени не ье, ее длительности исследуемой части отклика среды, производят в каждом нз сеансов временное сжатие сейсмиче их сигналов путем синхраннагг накаг 1 ления сейсмических сигналов, вызван ых возбуждением сейсмоистачником ка:дгго периода последовательности, длительность накапливаемых сигналов устлнавлива ат не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, ва втором сеансе синхронна накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществляат корреляцию периада опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами или с сейсмическими сигналами, полученными врезультате преобразования синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические.сигналы, зарегистрированные вначале первого и второго сеансов на временных интервалах равных длительностиисследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам синхроннонакопленных откликов среды на возбуждение сейсмаистачникал каждого из периодов последовательности в персам и второмсеансах, а сейсмические сигнвль; откликов среды, вызванные возбужден:,ем сейсмоисточником последних периа.гав последовательностей в первом и втз, м сеансах, дополнительно суммируот в прямой и инверсной паляр ас и саатвг.гс аенно к сигналам накопления, ьарегис 1 рираванным смомента начала лзждага периода последовательное-и в; рвом и втором сеансах.На чертеже представлены период исходной последовательное н 1, импульсные паследоватльна т " састаящиеизодного периода, генериоу, .ые сейсмаистачникомв первом и ворам с.ансах, импульсная последовател ность 3 сформированная из 101520 25303540 4550 ный единичный импульс 6 исходной последовательности; пропуск 7, импульсные последовательности 8 и 9, генерируемые сейсмоисточником в первых сеансах; импульсные последовательности 10 и 11, генерируемые сейсмоисточником во вторых. сеансах, временной интервал 12, на котором формируется период как исходной, так и генерируемой сейсмоисточником последовательности, временной интервал 13, на который разнесены первый и второй сеансы генерирования последовательностей, временной интервал 14 следования импульсов и пропусков в исходной последовательности; силовой импульс 15. возбуждаемый сейсмоисточникам, и временной интервал 16, соответствующий длительности силового импульса сейсмоисточника,Для реализации способа сейсмической разведки используют общеизвестные технические средства,Способ сейсмической разведки осуществляется следующим образом.Производят одновременный запуск генераторов управляющих сигналов, установленных на сейсмоисточнике и системе регистрации сейсмических колебаний. Генератор управляющих сигналов задает программу работы сейсмоисточника. При помощи генератора управляющих сигналов формируют период исходной последовательности и на его основе образовывают импульсные последовательности, состоящие из целого числа периодов исходной последовательности. В периоде исходной последовательности формируют импульсы положительной и отрицательной полярности и делают пропуски возбуждения, При этом число положительных импульсов в периоде задают равным (ц "+ц")/2, число отрицательных импульсов равным (ц"-ц")/2, число пропусков возбуждения равным (ц "-1)/(ц, где ц=р". р 1 - простое чйсло, в и и - натуральные числа,Закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразования натуральных чисел последовательности,в положительные и отрицательные импульсы при соответствии их квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждения . Для генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел в конечном поле Галуа ОЦц) находят неприводимыи полинам вида х -ах -Ьх-с=О, на осно 3 2вании которого для заданного ц строят соответствующее ему рекуррентное уравнениеЯ 1=а Я 1-1+Ь Я 1-+с Я 1-з, где Я 1, Я-к - вы- копленных сигналов, при котором сейсчисляемый и предшествующие во времени мические сигналы, зарегистрированныеэлементы. Для вычисления элементов по- в начале первого и второго сеансов на вреследовательности задают значения ее на- менных интервалах, равных длительностичальных условий, например, Я-з=Я-г=О, 5 исследуемого отклика среды, дополнительЯ=1. но суммируют в прямой и инверсной полярНа основании данного рекуррентного ности к сейсмическим сигналам синхронноуравнения генерируют линейную псевдо- накопленных откликов среды на возбуждеслучайную рекуррентную последователь- ние сейсмоисточником каждого из перионость чисел. Длительность временного 10 дов последовательности в первом и второминтервала, на котором формируют период ис- сеансах, а сейсмические сигналы откликовходной последовательности, выбирают не среды, вызванные возбуждением сейсмоменее длительности исследуемой части от- источником последних периодов последоклика среды. На основании полученного пе- вательностей в первом и втором сеансах,риода исходной последовательности 15 дополнительно суммируют в прямой и информируют импульсную последовательность, версной полярности соответственно к сигиспользуемую для управления сейсмоисточ- налам накопления, зарегистрированным сником. Возбуждение сформированной им- момента начала каждого периода последопульсной последовательности производят в вательности в первом и втором сеансах.двух сеансах, которые разносят между собой 20 Изобретение иллюстрируется следуюна временной интервал не менее длительно- щими примерами,сти исследуемой части отклика среды. В первом сеансе возбуждают сейсмоисточником П р и м е р 1, Способ сейсмическойоднополярные импульсы одинаковой амп- разведки осуществляют, когда сформиролитуды в моменты времени, соответствую ванная импульсная последовательность 1щие только положительным или содержит один периодисходной последоваотрицательным импульсам сформирован- тельности, состоящий из 13 импульсов иной последовательности, а во втором сеан- пропусков возбуждения, Производят односе - в моменты времени, соответствующие . временный запуск генераторов управляющихтолько отрицательным или положительным 30 сигналов, установленных на сейсмоисточни, импульсам последовательности. ке и системе регистрации сейсмических коРегистрацию отраженных сейсмиче- лебаний, Генератор управляющих сигналовских волн производят во время первого и формирует период исходной последовавторого сеансов возбуждения с момента их тельности 1, состоящий из 13 импульсов иначала на двух одинаковых временных ин пропусков. Для этого при о=3 выбран непритервалах длительностью не менее суммы водимый полином Х+2 Х+2, на основаниивремени периода исходной последователь- которого строят рекуррентное уравнениености и времени исследуемой части отклика Я=Я-+Я-з. Задавая начальные условиясреды, В каждом из сеансов выполняют вре- Я=Я-э=1, Я=2 в генераторе управляюменное сжатие сейсмических сигналов пу щих сигналов формируется о-ичная псевдотем синхронного накопления сейсмических случайная последовательность: О О 1 0 1 1 1сигналов, вызванных возбуждением сейс 2 0 1 2 1, учитывая, что числа "1" в данноймоисточником каждого периода последова- последовательности являются квадратичнымительности, длительность накапливаемых вычетами, а числа "2" - квадратичными невысигналов устанавливают не менее времени 45 четами, сформированную последовательностьвозбуждения периода и исследуемого от- преобразовывают в последовательность 1, соклика среды, при этом во втором сеансе стоян;у,о из шести положительных импульсовсинхронно накапливаемые сигналы пред, трех отрицательных импульсов 6 и четырехварительно инвертируют. Для получения пропусков 7 возбуждения.Амплитудыимпульреэультирующих импульсных сейсмограмм 50 сов 5 и 6, а также интервалы 14 след.-ванияосуществляют корреляцию периода опор- импульсов и пропусков в исходной последованого сигнала с синхронно накопленнымительности 1 устанавливают одинаковыми,сейсмическими сигналами, В качестве опор- Сформированный период последовательноного сигнала используют период исходной сти имеет следующую идеальную периодичепоследовательности. 55 скую автокорреляционную функцию9 0 0 0Получение результирующих импульс 09ныхсейсмограмм можноосуществить путем Длительность периода 12 исходной покорреляции периода опорного сигнала с следовательности 1 выбираютнеменеедли- .сейсмическими сигналами, полученными в тельности исследуемой части отклика среды. результате преобразования синхронно на путем соответствующего задания интер5 10 20 30 35 40 45 50 вала 14 следования импульсов и пропусков и их количества в периоде последовательности, Формируемую импульсную последовательность образовывают из одного целого периода исходной последовательности 1, а ее генерирование сейсмоисточником одностороннего действия производят в двух сеансах возбуждения 8 и 10 в виде последовательностей 2, разнесенных на временной интервал 13 не менее длительности исследуемой части отклика среды. В первом сеансе 8 возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени,соответствующие только положительным импульсам в сформированной последовательности 1, а во втором сеансе 10 возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы 15 одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только отрицательным 6 импульсам в сформированной , последовательности 1. Длительность 16 силового импульса 15, возбуждаемого сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах, устанавливают исходя из необходимой энергии в единичном импульсе и его спектрального состава, Возбужденные сейсмические сигналы сейсмоисточником в первом 8 и втором 10 сеансах проходят через среду и регистрируются системой регистрации При этом регистрацию отракенных сейсмических волн производят во время первого и второго сеансов с момента их начала на временном интервале, равном по длительности сумме временных интервалов 12 и 13,соответствующих длительности периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды,Получение результирующих импульсных сейсмограмм возмокно выполнить по двум вариантам.В первом вари. те для получения результирующих импльсных сейсмограмм производят накопление сейсмических сигналов, вызванных воэбу;, ением сейсмоисточником импульсных и следовательностей в первом и втором сеансах, Длительность накапливаемых сигналов равна сумме временных 12 и 13, соответствующих времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, Зарегистрированные сейсмические сигналы во время второго сеанса возбуждения синхронно накапливают инвертированными, При этом сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, какдый иэ которых равен длительности временного интервала 13 исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют соответственно в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам откликов среды на возбуждение сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, т,е. к сигналам. зарегистрированным с момента окончания возбукдения каждой из последовательностей 2 и находящимся на временном интервале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, а сейсмические сигналы откликов среды, вызванные возбуждением сейсмоисточником последовательностей 2 в первом и втором сеансах, то есть сигналы, зарегистрированные с момента окончания последовательйостей 2 на временном интервале 13, равном длительности исследуемой части отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности соответственно к сигналам накопления, зарегистрированным с момента начала последовательностей 2 в первом и втором сеансах, Полученные в результате такой обработки сейсмические сигналы коррелируют с периодом опорного сигнала, представляющим исходную последовательность 1,Во втором варианте для получения результирующих импульсных сейсмограмм производят регистрацию сейсмических сигналов на временном интервале длительностью не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды в первом и втором сеансах. Зарегистрированные сейсмические сигна- лы во время второго сеанса возбуждения синхронно накапливают инвертированными к сейсмическим сигналам, зарегистрированным во время первого сеанса. Накопленные сейсмические сигналы после двух сеансов возбуждения коррелируют с периодом опорного сигнала, представляющим импульсную последовательность 1, а сигналы корреляционного преобразования, выделенные на трех временных интервалах, длительность каждого из которых равна периоду возбуждаемого сигнала, синхронно накапливают на временном интервале, длительностью не менее исследуемого отклика среды,Выделенные по первому и второму вариантам примера сейсмические сигналы будут неосложнены корреляционными шумами и содержат полную энергию принятых сигналов,П р и м е р 2, Способ сейсмической разведки осуществляют, когда сформированная импульсная последовательность 3 содержит два периода исходной последовательности 1. Период исходной последовательности состоит из 13 импульсов и пропусков возбуждения, Производят одновременный запуск генераторов управляющихСпособ сейсмической разведки, основанный на формировании импульсной последовательности из периода исходной сигналов, установленных на сейсмоисточ- равных длительности исследуемого откликанике и системе регистрации сейсмических среды, дополнительно суммируют соответколебаний. Генератор управляющих сиг- ственно в прямой и инверсной полярностиналов, аналогично описанному в первом ксейсмическим сигналам синхронно накоппримере, формирует период исходной по ленныхоткликовсредынавозбукдениесейследовательности 1 и генерирует импульс- смоисточником каждого из периодовную последовательность 3, состоящую иэ последовательности в первом и втором седвух целых периодов исходной последова- ансах, т,е. суммирование указанных сигналов осуществляют к сигналам накопления,Возбуждение сейсмоисточником одно находящимся в конце интервала накоплестороннего действия сформированной им- ния на временном интервале, равном длипульсной последовательности 3 производят тельности исследуемого отклика среды, ав двух сеансах 9 и 11 в виде последователь- сейсмические сигналы откликов среды, выностей 4, разнесенных на временной интер- званные возбуждением сейсмоисточникомвал 13 не менее длительности исследуемой. 15 последних периодов последовательностейчасти отклика среды. В первом сеансе 9 4 в первом и втором сеансах, т.е. сигналы,возбуждают сейсмоисточником однополяр- находящиеся на временном интервале 13,ные импульсы 15 одинаковой амплитуды в равном длительности исследуемого откликамоменты времени, соответствующие только среды, и начинающихся с момента окончаположительным импульсам 5 в сформиро ния возбуждения последовательностей 4,ванной последовательности 3, а во втором дополнительно суммируют в прямой и инсеансе 11 возбуждают сейсмоисточником версной полярности соответственно к сигоднополярные импульсы 15 одинаковой ам- налам накопления, зарегистрированным сплитуды в моменты времени, соответствую- момента начала каждого периода последо. щие только отрицательным импульсам б в 25 вательности в первом и втором сеансах, присформированной последовательности 3, этом полученные в результате такого преобДлительность 16 силового импульса 15, разования сейсмические сигналы корреливозбуждаемогосейсмоисточникомвпервом руют с периодом опорного сигнала,и втором сеансах 9, 11, устанавливают исхо- представляющим период исходной последя из необходимой энергии в единичном 30 довательности 1.импульсе и его спектрального состава, Воз- Во втором варианте для получения ребужденные сейсмические сигналы сейсмо- зультирующих импульсных сейсмограммисточником в первом и втором сеансах 9, 11 производят в каждом из сеансов 9 и 11 врепроходят через среду и регистрируются си- менное сжатие сейсмических сигналов пустемой регистрации. При этом регистрацию 35 тем синхронного накопления сейсмичеср женныхсеисмических волн производят сигналов, вызванных возбуждением сейсво время первого и второго сеансов 9, 11 с моисточником каждого периода последовамомента их начала на двух одинаковых вре- тельности, Длительность накапливаемых12 с мменных интервалах, равных двум периодам сигналов устанавливают не менее временисформированной последовательности и 40 возбуждения периода 12 последовательновремени 13 исследуемой части отклика сре- сти.и исследуемого 13 отклика среды. Зареды, Получение результирующих импульс- гистрированные сейсмические сигналы воных сейсмограмм возможно выполнить по время второго сеанса синхронно накапливают инвертированными, накопленные сейдвум вариантам.В первом варианте для получения ре смические сигналы после двух сеансовзультирующих импульсных сейсмограмм коррелируют с периодом опорного сигнала.производят в первом и втором сеансах 9, 11 предсавляющим исходную последовательвременное сжатие сейсмических сигналов ность 1, а сигналы корреляционного преобпутем накопления сейсмических сигналов, разования, выделенные на трех временныхвызванных возбуждением сейсмоисточни интервалах, длительность каждого из котоком каждого периода последовательности, рых равна периоду возбуждаемого сигнала,Длительность накапливаемых сигналов ус-.синхронно накапливают на временном интанавливают не менее времени возбужде- тервале длительностью не менее исследуения периода последовательности и мого отклика среды,исследуемого отклика среды, Зарегистрированные сейсмические сигналы во время Ф о р м у л а и з о б р е т е н и явторого сеанса накапливают инвертированными. При этом сейсмические сигналы, за-регистрированные в начале первого ивторого сеансов на временных интервалах,последовательности, состоящей из импульсов прямой и обратной полярности, возбуждении сейсмоисточника сформированной импульсной последовательностью в двух сеансах, регистрации отраженных сейсмических волн и получении результирующих импульсных сейсмограмм, при этом в первом сеансе возбуждают сейсмоисточником однополярные импульсы одинаковой амплитуды в моменты времени, соответствующие только положительным или отрицательным импульсам сформированной последовательности, а ьо втором сеансе - в моменты времени, соответствующие только отрицательным или положительным импульсам сформированной последовательности, причем длительность периода исходной последовательности выбирают нв менее длительности исследуемой части отклика среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышейия разрешающей способности сейсморазведки эа счет подавления орреляционных шумов, в периоде исходной последовательности дополнительно делают пропуски возбуждения, при этомустанавливают число положительных импульсов в периоде (ц"+ц")/2, число отрицательных импульсов ( "-ц")/2, число пропусков возбуждения (о "-1)/(ц), где ц=р, р 1 - простое число, гп и и - натуральные числа, закон следования импульсов и пропусков исходной последовательности устанавливают путем генерирования псевдослучайной линейной рекуррентной последовательности чисел, преобразования натуральных чисел последовательности в положительные и отрицательные импульсы при соответствииих,квадратичным вычетам и невычетам, при этом числа нуль преобразовывают в пропуски возбуждения, регистрацию отраженных сейсмических волн производят во время перво о и второго сеансов с момента их20 30 35 сейсмоисточником последних периодов последовательностей в первом и втором сеансах, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности соответственно с сигналами накопления, зарегистрирован 40 5 10 18 начала на двух одинаковых временных интервалах длительностью не менее суммы времени периода исходной последовательности и времени исследуемой части отклика среды, сеансы возбуждения сеймоисточником импульсов разносят между собой во времени не менее длительности исследуемой части отклика среды, производят в каждом иэ сеансов временное сжатие сейсмических сигналов путем синхронного накопления сейсмических сигналов, вызванных возбуждением сейсмоисточником каждого периода последовательности, длительность накапливаемых сигналов устанавливают не менее времени возбуждения периода последовательности и исследуемого отклика среды, во втором сеансе синхронно накапливаемые сигналы предварительно инвертируют, осуществляют корреляцию периода опорного сигнала с синхронно накопленными сейсмическими сигналами или с сейсмическими сигналами, полученными в результате преобразования . синхронно накопленных сигналов, при котором сейсмические сигналы, зарегистрированные в начале первого и второго сеансов на временных интервалах, равных длительности исследуемого отклика среды, дополнительно суммируют в прямой и инверсной полярности к сейсмическим сигналам синхронно накопленных откликов среды на воз-. буждение сейсмоисточником каждого из периодов последовательности в первом и втором сеансах, а сейсмические сигналы от- . кликов среды, вызванные возбуждением ными с момента начала каждого периода последовательности в первом и втором сеансах.Ф1805414 едак аказ 940Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Произво но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагар Составител Техред М.М Сиротенко ентал Корректор И. Шмаков