Патент ссср 389481

 

38948I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.IV.1971 (№ 1648324/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05Х11.1973. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 20.XI.1973

М. Kë.. G 0!v 1 28

Государственный комитет

Савета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 550.834.5 (088.8) Авторы изобретения

М. И. Червонский, Н. Е. Гринь, Б. В. Пилипишин

Заявитель Украинский научно-исследовательский геологоразведочный институт

СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ И НФОРМАЦИИ

Изобретение относится к сейсмической разведке iH может быть использовано в процессе изучения динамических характерных сейсмических волн, амплитудных и .фазовых ча стотных хара!ктеристик среды и в тех областях техники, где необходимо статистическое усреднен ие им пуль сов, В процессе исследования характеристик сейсмиче с ких волн, а также амплитудных и фазовых частотных характери стик среды изучается форма за|писи сейсмических волн. Знание формы за писи волн нео|бходимо для надежного определения спектров волн. При исследо ваниях особенностей распространения волн в реальных средах изучение формы записи позволяет более полно определять частотную характеристику среды, закономерности логлощения в среде, прослеживать изменение мощности тонкого слоя, выяснять особенности микростру1ктуры границ раздела и т. д.

Известен способ определения формы сейсмического импульса статистической обработкой отражений. Недостатком способа является необходимость анализа большого количества четких отражений.

Большое значение прео|бретает точное знание формы сейсмического импульса .и его изменения во времени для построения Оператора обратной фильтрации.

Наиболее распространен способ определен ия формы сейсмического сигнала и результата его инверсии — оператора деконволюции— с помощью а втокорреляционной функции

5 сейсмограммы.

Недоста ток этого способа состоит в том, что при использовании автокорреляционной функции необходимы сейсмические записи, близкие к случайным стационарным процессам. Для

10 получения таких записей нужно:применять регуляторы амплитуд, вносящие нелинейные искажения. Кроме того, выделяемый этим способом сигнал относится .к классу минимально-фазовых функций.

15 Известен способ определения оператора ооратной фильтрации с помощью прямых волн.

Недостаоком способа является использование только начальной части сейсмограмм, в=ледствие чего не учитывается изменение формы

20 импульса с глубиной. При этом требуется проведение специальных:буро-взрывных работ и исследование верхней части разреза с помощью микросейсмокаротажа.

Цель изобретения состоит в разработке спо25 соба, позволяющего в процессе преобразования магнитных сейсмограмм получать статистически усредненные сейсмические импульсы, свободные от наложения мешающих регулярных:и нерегулярных волн-помех. Для выпол30 нения указанной цели статистически усредненные сейсмические импульсы формируют из ординат суммарных амплитуд, получаемых на выходе интерференционной системы, реализующей суммирован(ие по криволинейным осям синфазности.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Производят преобразова(ние сейсмограммы, для чего все мгновенные значения импульсов, зарегистрированные на каждой трассе сейсмограммы, распределяют в оперативной памяти аналогового ли бо цифрового устройства в системе (координат v, t . В данном случае V» и

t, параметры предполагаемых осей синфазности отражений, зарегистриро)ванных на сейсмограммах. Распределение мгновенных значений им)пульсов сейсмограммы, зарегистрированных на всех трассах,)производится исходя из предположения, что каждое распределяемое мгновенное значение может принадлежать отражающему горизонту, средняя скорость до которого характеризуется различными значениями о». Уравнение годографа отраженной волны от плоской горизонтальной границы записывается в виде:

y (Ь) -+ 4 P.„, (1)

<» где п — номер трассы на сейсмограмме, отсчитываемой от центральной трассы; Л вЂ” расстояние между сейсмаприемниками.

В соответствии с выражением (I)

0» 2 (2)

) С 4»ул — tmj

Если принять, что t; — время регистрации на сейсмограмме мгновенного значения, то значение скорости V» определится из формулы

In(3

"» = фб 2 4к2

Таким образом, если на каждой трассе сейсмограммы снимать для каждого зарегистрированного импульса время 1; и вычисленное значение скорости V» наносить на плоскости

vt, то в том случае когда на сейсмограмме зарегистрирована ось син(фазности отражения с параметрами V»,, tmj,, все мгновенные значения, снятые по всем трассам с данной оси синфазности, попадут в точку с координатами

О»„ tmjÄ 1. Е. СЧИтаННЫЕ СО ВСЕХ И траСС ИМпульсы, принадлежащие данной оси синфазности, пр(осус)(мируются в одной точке. Остальные им(пульсы, зарегистрированные на сейсмограмме, но не принадлежащие данной предполагаемой оси синфазности отражения. расположатся в различных точках (координатной плоскости.

Производя аналогичные аперации для всевозможных мгновенных значений, получаем

А (v, t ) -представление сейсмограммы.

А (v, t ) -представление описывается с помощью следующих операторов.

389481

Для непрерывного арне ма

Ar, (о, С ) = I Й(С,к)А(С,к)а5, (4)

1V (Oý 4 С)С)

Фкс > gm(4) 5 где А (it, х) — уравнение сейсмограммы;

4, tm(=) — множество осей синфазности отраженных волн;

I aS — (криволинейный интеграл 1-го рода, взятый вдоль кривой;

h(t, х) — чувствительность (приемного

1KB нала (B точ)ке х профиля в момент времени t; в рассматриваемом случае h(t, х) =1;

15 N(v, ст) — ноРмиРУющий множитель, вы:бираемый та(ким образом, чтобы Az (V, t ) =1 при v=v», т tm;, (Где V», );

4„-, — параметры годографа, зарегист20 рированного на сейсмограмме).

Для дискретного приема

Л

А2 (v», /„ ) = А(4» „иЛ), 10 (5) 25 гДе

1 + г

1/ » 2 2

>»

2N+1 — количество трасс сейсмограммы; и=О, -1(-2,..., N. Если на преобразуемой сейсмогра мме наряду с зер(кальноотраженными волнами регистрируются нерегулярные, либо регулярные волны-помехи с неги)перболичеокими, либо гиперболическими осями оинфаз35 ности, то благодаря статистическому эффекту, присущему суммированию, нерегулярные волны-. помехи пода(вляются. Регулярные волны-(помехи с непиперболическими осями синфазности вследствие несинфазного суммирова40 ния также подавляются. Волны-помехи с гиперболическими осями синфазности суммируются:синфазно, однако они мотут быть распознаны в про(цессе визуальной корреляции преобразованной сейсмограммы и исключены

45 и з рассмотрения благодаря (кинематическому отличию их от;зеркально-отраженных .волн.

Предлагаемый способ обра божи сейсмической ин(формации состоит в следующем.

По преобразованной в А (v, t )-(представ50 ление сейсмической информации определяют область интенсивных значений суммарной ам(плитуды, соответствующих полезной волне.

Внутри (каждой грунпы экстремумов находят наибольший и определяют его координаты

55 и»;, tmj» При этом )количест(во пар чисел, определяющих координаты наибольших экстремумов . в каждой труппе, бу(дет соответствовать количеству полупериодов исходного ситнала. Например: исходный сигнал состоит из

60 четырех полупериодов, тогда р,=1, 2, 3, 4.

Поскольку максимальная суммарная амплитуда:в данной из груп)п экстремумов соответствует данной фазе отражения по оси синфазности, соответствующей данной волне, кривиз.

65 на ее однозначно определяется произведением

389481

Составитель Ю. Дадерко

Техред Т. Миронова

Редактор Т. Орловская

Корректоры: Л. Орлова и С. Сатагулова

Заказ 3005/16 Изд. № 800 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр.

Сапунова, 2 квадрата скорости на время, т. е. для всех значений О, справедливо равенство

2 2 2 аА:)ъ — v t

Поэтому нахождение v а„ t,neo сводится к нахождению и последующему усреднению по p,:

2 1 1 1 2

Vk„tmJp Vpu tmJu, ° (6)

Таким образом, зная V „, t,„f, для данной

ВОлны, Для каждого iь из услоВНЯ v t >

v„ t ; ... находят значения va. Набор значений v 2 t определяет координаты суммарных амплитуд, которые выбирают для формирования статистически усредненного исходного сейсмического импульса.

Аналогичные операции производят .по всей преобразованной в A> (v, t )-представление сейсмограмме, на тех ее участках, где зарегистрированы области интенсивных значений суммарных амплитуд. В результате:получают на всех временах регистрации отражений статистически усредненные сейсмические импульсы; нерегулярные волны-помехи значительно ослаблены. При этом в значительной степени исключены искажения на чальной и конечной части импульса. Регулярные волны-illoMexn (на пример, кратные), в связи с различной кинематикой, разрешаются с зеркально-отраженными волнами, тем самым иокЛючается интерференция сформированных импульсов с им пульсами регулярной волны-помехи.

Предложенный слособ позволяет надежно прослеживать по каждой сейсмограмме изменение формы импульса на всех временах регистрации отражений, а по совокупности сейсмограмм — вдоль всего сейсмического профиля.

В градиентных и тонкослоистых средах, где имеют место интерференционные явления, которые не ослабляются 1криволинейным суммированием, с целью более надежного выделения элементарного сигнала в некотором интервале,времени, првдлатается выделять усредненный сейсмический импульс.

С этой целью каждый из полученных (по предлагаемому способу обра ботки) в данном интервале времени сейсмических импульсов нормируют по мощности и усредняют. Усреднение осуществляют .по одноименным фазам сейсмических импульсов, сформированных предлагаемым способом. В этом случае отклонения от одноименных фаз являются слу5

Зо чайными с математическим ожиданием, равным нулю.

Как известно, множество годографов отраженных волн зависит от параметро в v и i»,, которые, в свою очередь, могут быть выражены и через другие пара метры, однозначно определяющие первые два, например: v, vt (гиперболический годограф) v t, t;—

>а

1 (параболический годограф) и т. д. Из этого следует, что суммарная амплитуда может быть представлена не только как функция (О, t ), но и KBIK функция вышеперечисленных параметров. Очевидно, каждое из указанных представлений однозначно преобразуется друг в друга и в Az (v, t )-:ïðåäñòàâëåíèå. Поскольку из Az (v, l„,)-представления формируют предлагаемым способом исходный сейсмический импульс, то, из всех возможных представлений, полученных в результате криволинейно го суммирования, можно выбрать исходныи cTBITHстически усредненный сейсмический им пульс. Поэтому, независимо от характера представления, технология формирования сигнала будет аналогичной описанной, так,как координаты суммарных амплитуд, из ординат ,которых формируется сейсмический импульс, должны удовлетворять условию v t„, 2

Оу tmу.

Использование информации, полученной путем обработки ceHcMol..paiMM предлагаемым способом, позволяет повысить достоверность результатов при изучении динамических характер истик сейсмических волн, амплитудных и фазовых частотных характеристик среды, а также в процессе деконволюц ии сейсмограмм.

Предмет изобретения

1. Способ обработки сейсмической.информации путем использования интерференционной системы, осуществляющей разновременное криволинейное суммирование сейсмограмм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения динамических характеристик,зеркально-отраженных волн, амплитудных и фазовых частотных характеристик среды и оператора обратной свертки, из ординат суммарных амплитуд, получаемых на выходе интерференционной системы, формируют совокупность статистически усредненных сейсмических импульсов;

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что совокупность статически усредненных сейсмических импульсов нормируют по мощности и усредняют по одноименным фазам.