СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к области геофизических методов исследований, а более конкретно касается непрерывного способа вибрационной сейсмической разведки.

Способ непрерывной вибрационной сейсмической разведки предлагается для применения при поиске и разведке месторождений углеводородного сырья, для изучения геологического строения Земли.

Известен способ вибрационной сейсмической разведки [1] при котором циклически генерируют электрический опорный сигнал, преобразуют его в механические упругие колебания грунта, принимают механические колебания грунта и преобразуют их в электрические вибросейсмические сигналы. Полученные при каждом цикле возбуждения упругих колебаний вибросейсмические сигналы синхронно суммируют, для чего совмещают начало очередного цикла. Возбуждения с началом воспроизведения накопленного суммарного сигнала. При этом продолжительность принимаемых колебаний и, соответственно, длительность электрических вибросейсмических сигналов превышает время возбуждения колебаний на величину времени, необходимую для прихода сейсмической волны от самого глубокого интересующего горизонта. После ряда циклов и накопления достаточной энергии, вычисляют взаимную корреляционную функцию между суммарным электрическим вибросейсмическим и опорным электрическим сигналами. Эффективность данного способа с точки зрения подавления случайных помех зависит лишь от суммарного воздействия на грунт. Однако с точки зрения производительности использовать короткие развертки менее выгодно, так как в этом случае относительно увеличивается общее время пауз между воздействиями, и вибраторы в связи с этим используются менее эффективно. Вместе с тем, с увеличением длительности развертки замедляется процесс обработки информации, на ЭВМ и повышается расход магнитной ленты.

Известен способ сейсморазведки [2] в котором с целью устранения указанных недостатков, сейсмический сигнал передается в исследуемую среду непрерывно повторяющимися циклами /без пауз/, до тех пор пока требуемое количество сейсмической энергии не будет передано участку изучаемой геологической среды. Принимаемый сейсмический сигнал "накапливается" /синхронно суммируется в каждом цикле/, для чего отрезок полученного в каждом цикле сигнала, равный по времени периоду посланного сигнала, суммируется с такими же предшествующими отрезками. По сравнению с описанным выше методом сейсморазведки данный способ позволяет уменьшить время сейсмических работ на профиле, сократить объемы носителей записи, уменьшить стоимость обработки сигналов. Однако данный способ не может обеспечить достаточную информативность, так как при вычислении взаимной корреляционной функции не полностью используются сигналы, поступившие от глубинных слоев геологического разреза, причем теряемая часть энергии сигнала пропорциональна времени его пробега от источника до приемника. Поэтому наибольшие потери несут сигналы на больших временах, относящиеся к большим глубинам и представляющие особый интерес.

В основу данного изобретения положена задача создания такого способа сейсмической разведки, который бы позволил повысить количество сейсморазведочной информации, извлекаемой из принимаемых вибросейсмических сигналов, при уменьшении времени собственно сейсморазведочных работ на профиле и минимизации носителей записи информации.

Поставленная задача решается тем, что в способе сейсморазведки при котором периодически повторяющийся сейсмический сигнал от вибратора передает в геологическую среду в одном местоположении и осуществляют запись его копии, во втором местоположении принимают поступившие из геологической среды колебания, в пределах одного цикла возбуждения сейсмический сигнал является неповторяющимся, а длительность цикла возбуждения составляет не менее временного интервала, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой точки исследуемой структуры и возвратится во второе местоположение, при этом передачу сигнала осуществляют непрерывно до тех пор, пока заданное количество сейсмической энергии не поступит в точку приема, синхронно суммируют вместе принятые в разных циклах возбуждения вибросейсмические сигналы, записывают суммарный сигнал, осуществляют корреляцию записанного передаваемого сигнала с принятыми вибросейсмическими сигналами, согласно изобретению, после окончания записи суммарного вибросейсмического сигнала дополнительно записывают его начальную часть, равную временному интервалу, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится в место приема, а корреляцию записанного переданного сигнала осуществляют с полученным удлиненным просуммированным принятым сигналом.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что в способе сейсморазведки, при котором периодически повторяющийся сейсмический сигнал от вибратора передают в геологическую среду в одном местоположении и осуществляют запись его копии, во втором местоположении принимают поступившие из геологической среды колебания, в пределах одного цикла возбуждения сейсмический сигнал является неповторяющимся, а длительность цикла возбуждения составляет не менее временного интервала, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится во второе местоположение, при этом передачу осуществляют непрерывно до тех пор, пока заданное количество сейсмической энергии не поступит в точку приема, синхронно суммируют вместе принятые в разных циклах возбуждения вибросейсмические сигналы, записывают суммарный сигнал, осуществляют корреляцию записанного сигнала с принятыми вибросейсмическими сигналами, согласно изобретению, при записи переданного сейсмического сигнала сначала осуществляют запись его конечной части, равной временному интервалу, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится на место приема, а затем записывает полную его копию и осуществляют корреляцию полученного удлиненного записанного сигнала с просуммированными принятыми вибросейсмическими сигналами.

Изобретение позволяет повысить информативность сейсморазведочных работ, так как при вычислении взаимной корреляционной функции используются сигналы, поступившие как во время возбуждения колебаний, так и те, которые поступили от глубоких горизонтов после окончания одного цикла и совпали по времени прихода с сигналами от близких горизонтов следующего цикла возбуждения.

Далее приведен пример конкретного выполнения, поясняющий осуществимость заявляемого способа сейсмической разведки. На прилагаемых чертежах представлены: Фиг. 1 изображает устройство для осуществления способа согласно изобретения и условное положение трех отражающих горизонтов исследуемой геологической среды; Фиг. 2 изображает график, соответствующий импульсной реакции модели геологической среды с тремя отражающими горизонтами; Фиг. 3 изображает график, соответствующий возбуждаемым колебаниям в одном цикле; Фиг. 4 изображает вибросейсмический сигнал, полученный после прохождения возбужденных колебаний /фиг. 3/ через геологическую среду с импульсной реакцией /фиг. 2/; Фиг. 5 изображает график суммарного сигнала, после синхронного суммирования принятых вибросейсмических сигналов, полученных при циклическом возбуждении колебаний /фиг. 3/. Фиг. 6 изображает график удлиненного вибросейсмического суммарного сигнала, согласно изобретению; Фиг. 7 изображает график удлиненной копии возбуждаемого сигнала, согласно изобретению; Фиг. 8 изображает результат корреляции.

Конкретное выполнение способа опишем, используя модель геологической среды с тремя отражающими горизонтами, изображенную на фиг. 1, импульсная реакция которой показана на фиг. 2.

На исследуемой площади /фиг. 1/ в месте возбуждения располагают источник упругих волн вибратор 1. Во втором местоположении, в зависимости от методики проводимых работ /вдоль линейного профиля или на исследуемой площади/ размещают сейсмоприемники 2. Сейсмоприемники 2 соединяют с многоканальной сейсмостанцией 3, оборудованной многоканальным накопителем 4. Вибратором 1 циклически проводят одинаковые сеансы возбуждения упругих колебаний /фиг. 3/. В пределах одного цикла возбуждения сигнал является неповторяющимся, а циклы возбуждения составляют время не меньше, чем самое большое время пробега сейсмической волны от расположения вибратора 1 к самому глубокому исследуемому горизонту и обратно к местоположению сейсмоприемников 2. Электрический сигнал, соответствующий сигналу возбуждения, записывают /сохраняют/. Циклы повторяют друг за другом без перерывов до тех пор, пока заданное количество сейсмической энергии не поступит в точку приема.

В первом цикле возбуждения сейсмоприемниками 2 принимают упругие колебания /фиг. 4/ и в соответствующий им электрический сигнал запоминают в накопителе 4 сейсмостанции 3. В последующих циклах воспроизводят этот сигнал, начиная с первых отсчетов, и суммируют с соответствующими отсчетами вновь принятого сигнала /фиг. 4/, тем самым осуществляют синхронное накопление сигналов от заданного количества циклов возбуждения и получают суммарный вибросейсмический сигнал /фиг. 5/. При этом длительность суммарного сигнала определяется длительностью цикла и может превышать время работы вибратора 1 в том случае, если на подготовку нового цикла вибратору 1 необходимо некоторое время.

После окончания записи суммарного вибросейсмического сигнала /фиг. 5/ через интервал, равный шагу квантования по времени, дополнительно записывают его часть, длительностью равной временному интервалу, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится в место приема. В нашем примере импульсная реакция /фиг. 2/ содержит информацию до времени равного 4 сек. На фиг. 6 представлен удлиненный таким образом просуммированный сигнал.

Импульсную сейсмограмму /фиг. 8/ получают обычным путем, осуществляя корреляцию записанного переданного сигнала /фиг. 3/ с полученным удлиненным принятым сигналом /фиг. 6/.

Таким образом, в процессе корреляции участвуют как сигналы, пришедшие в течение цикла возбуждения, так и те, которые пришли после его окончания и совпали по времени с колебаниями от последующего цикла возбуждения.

Аналогичный эффект может быть получен за счет манипуляцией с копией переданного сейсмического сигнала. Для этого при записи переданного сейсмического сигнала /фиг. 3/ сначала осуществляют запись его конечной части, равной временному интервалу, за который передаваемый сигнал достает самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится в место приема, а затем через интервал, равный квантованию сигнала по времени, записывает полную ее копию. Удлиненный таким образом переданный сигнал представлен на фиг. 4. Импульсную сейсмограмму /фиг. 8/ получают оычным образом, осуществляя корреляцию этого сигнала с суммарными вибросейсмическими сигналами /фиг. 5/.

Использование способа согласно данному изобретению обеспечивает повышение количества сейсморазведочной информации, извлекаемой из принимаемых вибросейсмических сигналов, при этом уменьшается время собственно сейсморазведочных полевых работ на профиле, объем носителей информации и время обработки на вычислительных машинах.

Использование: изобретение относится к области геофизических методов исследований, а более конкретно касается непрерывного способа вибрационной сейсмической разведки. Сущность изобретения: способ сейсморазведки, при которой периодически повторяющийся сейсмический сигнал от вибратора передают в геологическую среду в одном местоположении и осуществляют его запись, во втором местоположении принимают поступившие из геологической среды колебания, вибросейсмические сигналы, принятые в разных циклах возбуждения, синхронно суммируют, записывают суммарный сигнал, осуществляют корреляцию записанного передаваемого сигнала с принятыми вибросейсмическими суммарными сигналами, при этом после окончания записи суммарного принятого вибросейсмического сигнала дополнительно записывают его начальную часть, равную временному интервалу, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится в место приема, а корреляцию записанного переданного сигнала осуществляют с принятым просуммированным удлиненным сигналом. В другом варианте реализации изобретения при записи переданного сейсмического сигнала сначала осуществляют запись его конечной части, равной временному интервалу, за который передаваемый сигнал достигнет самой глубокой части исследуемой структуры и возвратится в место приема, затем записывают полную его копию и осуществляют корреляцию полученного удлиненного записанного переданного сейсмического сигнала с принятыми просуммированными вибросейсмическими сигналами. 2 с.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ сейсмической разведки, включающий возбуждение вибратором непрерывного циклического сейсмического сигнала, его запись, регистрацию сейсмического сигнала в точке, расположенной на заданном расстоянии от точки возбуждения, запись суммарного принятого сейсмического сигнала и его корреляцию с записанным возбуждаемым сейсмическим сигналом, при этом в пределах одного цикла возбуждаемый сейсмический сигнал является неповторяющимся, длительность каждого цикла возбуждения составляет не менее времени пробега сейсмической волны от точки возбуждения до самого глубокого исследуемого горизонта и от него до точки регистрации, длительность возбуждаемого сейсмического сигнала определяется количеством циклов возбуждения, необходимых для поступления в точку регистрации заданной величины сейсмической энергии, а запись принятого суммарного сейсмического сигнала проводят путем синхронного накопления сигналов от каждого цикла возбуждения, отличающийся тем, что коррелируют возбуждаемый сейсмический сигнал с удлиненным принятым сигналом, получаемым за счет сложения записанного суммарного сейсмического сигнала с его начальной частью, длительность которой равна величине времени пробега сейсмической волны от точки возбуждения до самого глубокого исследуемого горизонта и от него до точки регистрации. 2. Способ сейсмической разведки, включающий возбуждение вибратором непрерывного циклического сейсмического сигнала, его запись, регистрацию сейсмического сигнала в точке, расположенной на заданном расстоянии от точки возбуждения, запись суммарного принятого сейсмического сигнала и его корреляцию с записанным возбуждаемым сейсмическим сигналом, при этом в пределах одного цикла возбуждаемый сейсмический сигнал является неповторяющимся, длительность каждого цикла возбуждения составляет не менее времени пробега сейсмической волны от точки возбуждения до самого глубокого исследуемого горизонта и от него до точки регистрации, длительность возбуждаемого сейсмического сигнала определяется количеством циклов возбуждения, необходимым для поступления в точку регистрации заданной величины сейсмической энергии, а запись принятого сейсмического сигнала проводят путем синхронного накопления сигналов от каждого цикла возбуждения, отличающийся тем, что коррелируют возбуждаемый сейсмический сигнал с удлиненным принятым сигналом, получаемым за счет сложения записанного суммарного сейсмического сигнала с его конечной частью, длительность которой равна величине времени пробега сейсмической волны от точки возбуждения до самого глубокого исследуемого горизонта и от него до точки регистрации.