СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО ДИНАМИЧЕСКОГО ГЛУБИННОГО И/ИЛИ ТОТАЛЬНОГО ВРЕМЕННОГО РАЗРЕЗА Российский патент 2012 года по МПК G01V1/28 

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для построения изображений сложно построенных сред в виде динамического глубинного K(x, h) и/или тотального (совокупного) временного разреза T(x, t) трансформацией сигналов предварительного глубинного разреза A(x, h).

Временной разрез является частным случаем поля времен, зарегистрированного способом многократного профилирования, при котором расстояние между источником и приемником равно нулю [Сейсморазведка. Справочник геофизика. - М.: Недра, 1981, с.85] /1/. Временной разрез, полученный по способу метода общей глубинной точки (МОГТ), необходим в первую очередь для получения атрибутов прямых поисков нефти и газа [Бондарев В.И. Сейсморазведка (учебник). Екатеринбург. 2007. с.467-482] /2/, обеспечения фильтрации, динамической и спектральной обработки сигналов, корреляции волн.

Однако при использовании МОГТ для построения разрезов сложно построенных сред с наклонными и криволинейными границами раздела последние на временном разрезе отображаются со сносом относительно их истинного расположения и не обеспечивают подобия временного разреза по отношению к глубинному. Поэтому более 50% скважин для добычи нефти и газа оказываются пустыми. Для исключения сноса из временного разреза изредка удается получить малодостоверный глубинный разрез посредством применения процедур миграции, однако ситуации с малодостоверным прогнозом нефтегазоносности это не спасает.

Известный способ, защищенный патентом №2415449 от 27 марта 2011 г. /3/, «Способ построения сейсмического глубинного разреза», имеющий общность с заявляемым способом по совокупности признаков, обеспечивает высокую достоверность и точность отображения сейсмических объектов и сред большой сложности в виде глубинного разреза A(x, h). В связи с большой сложностью изложения предлагаемого изобретения сущность способа далее излагается посредством применения более формализованных названий накоплений сигналов в виде функционалов и математических обозначений и состоит в том, что для получения изображения сейсмического глубинного разреза A(x, h) каждую отображаемую точку (ОТ) последовательно наносят на глубинный разрез вдоль столбцов и/или строк с заданным шагом по осям координат в результате обзора интенсивности волнового поля A_n(x, t) в этой ОТ на n сейсмограммах, зарегистрированных способом многократного профилирования. Обзор производят методом лучевого трассирования и поиском сигналов сейсмических границ, возможно пересекающих/вмещающих ОТ и принадлежащих одному из q заданных ракурсов объекта (сейсмогеологической модели); для каждого ракурса объекта при априорно заданном скоростном разрезе для каждой из n сейсмограммы строят q виртуальных годографов заданного типа волны в соответствии с трассами хода лучей вторичных волн, возможно исходящих из ОТ и прилегающей к ОТ последовательности из m точек вдоль падающей в ОТ под углом α границы, после чего из каждого цуга колебаний до и после маркерных отметок времен прихода лучей вдоль каждого годографа осуществляют псевдосинфазное считывание и накопление по ρ (обычно ρ≤20) отсчетов амплитуд сигналов в виде функционала F_ρ и из каждой из заданного количества m цугов колебаний на каждой из n зарегистрированных сейсмограмм псевдосинфазно накапливают по ρ×m сигналов в q суммоцугах (СЦ) и получают функционалы статистической обработки F_ρm. Суммарные результаты накоплений в СЦ из n сейсмограмм группируют по признаку принадлежности к каждой из q позиций и после псевдосинфазного суммирования/умножения функционалов F_ρm по ρ×m амплитуд колебаний из всех n сейсмограмм для одной и той же позиции объекта получают гиперсигнал (ГС) с ρ×m×n кратностью накоплений в виде функционала F_ρmn. Из всех заданных q позиций объекта находят наиболее вероятную путем сравнения функционалов статистической обработки F_ρmn и/или F_mn (при n=1) между собой, получают максимум вероятности величины угла наклона и обнаружения F^max. Последнюю сравнивают с заданным порогом уровня шумов, нормируют с учетом масштаба изображения и отображают точку/отрезок сейсмической границы на глубинном разрезе пропорционально величине F^max. В необходимых случаях корректируют заданные параметры обзора для достижения максимума величины вероятности обнаружения границы. Подобным способом обзора волнового поля наносят все остальные соседние ОТ на глубинный сейсмический разрез A(x, h) в соответствии с заданным шагом приращений координат.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, применяемый при получении изображений сейсмического глубинного разреза, защищенный патентом №2415449 от 27 марта 2011 г. /3/. Данный способ избран в качестве прототипа.

Недостатком этого способа является то, что, автоматизация определения по максимуму вероятности обнаружения достигается лишь в отношении угла наклона в ОТ, в то время как для всей области обработки необходимо априорное задание скоростного разреза. Кроме того, при его применении недостаточно обеспечена необходимая точность и достоверность динамического отображения волнового поля глубинного и тотального (совокупного) временного разреза, недостаточно обеспечено получение качественных атрибутов прямых поисков нефти и газа, результатов пространственной и временной фильтрации, спектральной и динамической обработки сигналов, так как при автокорреляции, корреляции, свертке, вычислениях энергии используются до ρ отсчетов сигналов суммоцугов для каждой фазы после их усреднения, в результате чего исходное волновое поле существенно искажается.

Задачей изобретения является автоматизация определения наиболее вероятной скорости в ОТ, разработка способа, позволяющего обеспечить получение высокодостоверных атрибутов прямых поисков нефти и газа, возможность высокодостоверной динамической спектральной обработки, а также пространственной и временной фильтрации сигналов.

Технический результат состоит в исключении сноса отображаемых на тотальном временном разрезе сейсмических границ относительно их расположения под пунктами регистрации наблюдений, комплексная автоматизация определения угла наклона сейсмических границ и монотонно возрастающей/убывающей скорости в ОТ, повышении диапазона динамических характеристик волнового поля глубинного и тотального временного разрезов.

Предлагаемый способ построения сейсмического динамического глубинного K(x, h) и/или тотального временного разреза T(x, t) и прототип имеют следующие общие признаки.

Для получения изображения предварительного сейсмического глубинного разреза A(x, h) каждую отображаемую точку (ОТ) последовательно наносят на глубинный разрез вдоль столбцов и/или строк с заданным шагом по осям координат в результате обзора интенсивности волнового поля в этой ОТ на n сейсмограммах, зарегистрированных способом многократного профилирования. Обзор производят методом лучевого трассирования и поиском сигналов сейсмических границ, возможно пересекающих/вмещающих ОТ и принадлежащих одному из q заданных ракурсов объекта (сейсмической границы, которая задана в отображаемой точке q ракурсами с определенным шагом поворота Δα угла падения α с центром вращения в отображаемой точке), для каждого ракурса объекта задают множество углов падениия α=±α₀±Δα (1, 2, …, q/2, …, q), (где α₀ - априорно заданное первоначальное значение угла падения границы в отображаемой точке, Δα - шаг приращения угла падения, q - число пошаговых приращений угла падения), а также предварительно установленной определенной конфигурации сейсмического объекта, для каждого ракурса объекта из n сейсмограмм строят q виртуальных годографов заданного типа волны в соответствии с трассами хода лучей вторичных волн, возможно исходящих из ОТ и прилегающей к ОТ последовательности из m точек вдоль падающей в ОТ под углом α границы, после чего из каждого цуга колебаний до и после маркерных отметок времен прихода лучей вдоль каждого годографа осуществляют псевдосинфазное считывание и накопление по ρ (обычно ρ≤20) отсчетов амплитуд сигналов в виде функционала F_ρ и из каждой из заданного количества m цугов колебаний на каждой из n зарегистрированных сейсмограмм псевдосинфазно накапливают по ρ×m сигналов в q суммоцугах (СЦ) и получают функционалы статистической обработки F_ρm. Суммарные результаты накоплений в СЦ из n сейсмограмм группируют по признаку принадлежности к каждой из q позиций и после псевдосинфазного суммирования/умножения функционалов F_ρm по ρ×m амплитуд колебаний из всех n сейсмограмм для одной и той же позиции объекта получают гиперсигнал (ГС) с ρ×m×n кратностью накоплений в виде функционала F_ρmn. Из всех заданных q позиций объекта находят наиболее вероятную путем сравнения функционалов статистической обработки F_ρmn и/или F_mn (при n=1) между собой, получают максимум вероятности величины угла наклона и обнаружения F^max. Последнюю сравнивают с заданным порогом уровня шумов, нормируют с учетом масштаба изображения и отображают точку/отрезок сейсмической границы на глубинном разрезе пропорционально величине F^max. В необходимых случаях корректируют заданные параметры обзора для достижения максимума величины вероятности обнаружения границы. Подобным способом обзора волнового поля наносят все остальные соседние ОТ на глубинный сейсмический разрез A(x, h) в соответствии с заданным шагом приращений координат.

Отличительные признаки предлагаемого изобретения:

Построение сейсмического динамического глубинного K(x, h) и/или тотального временного разреза T(x, t) производят на основе развертки по столбцам (оси h) и/или строкам (оси х), например энергии отображаемых точек (ОТ) заданного типа волны в пределах предварительного глубинного разреза A(x, h). Для этого в максимальной степени детализируют фазы сейсмических сигналов во временном масштабе следующим образом.

Сначала для каждой отображаемой точки OT(x₀, h} в соответствии с процедурами построения дополнительного (предварительного) глубинного разреза A(x, h) осуществляют обзор волновых полей A_n(x, t) на сейсмограммах, полученных методом многократного профилирования, посредством лучевого трассирования виртуальных годографов на n сейсмограммах, зарегистрированных m сейсмоприемниками (СП), и обеспечивающего засветку под различными углами отображаемых точек из n пунктов воздействий, предполагая наличие сейсмической границы в отображаемой точке, из которой возможно исходят сейсмические волны в соответствии с предварительно заданным множеством скоростей V=V₀±ΔV (1, 2, …, υ/2, …, υ), (где V₀ - априорно заданное первоначальное значение скорости из заданного массива скоростей V(x, h), x, h - координаты глубинного разреза, ΔV шаг приращения скорости, υ - число шаговых приращений скорости), а также предварительно установленной определенной конфигурации сейсмического объекта, который задан в отображаемой точке q ракурсами с определенным шагом поворота Δα угла падения α с центром вращения в отображаемой точке, для каждого ракурса объекта задают множество углов падения α=±α₀±Δα (1, 2, …, q/2, …, q), (где α₀ - априорно заданное первоначальное значение угла падения границы в отображаемой точке, Δα - шаг приращения угла падения, q - число пошаговых приращений угла падения), задают координаты отображаемой точки, n пунктов воздействий, m сейсмоприемников и закон (функцию) расположения последовательности из m точек, прилегающих к отображаемой точке; для каждого заданного типа волны строят qυmn виртуальных годографов, производят направленное псевдосинфазное накопление амплитуд многокомпонентных цугов колебаний в суммоцугах на зарегистрированных m сейсмотрассах вдоль маркерных отметок времени на годографах.

Затем в соответствии с процедурами, необходимыми для построения динамических глубинного и тотального (совокупного) временного разрезов для каждого цуга колебаний считывают по единичному отсчету амплитуды фазы, последовательность единичных сигналов ЕС из m цугов колебаний накапливают в виде функционала K_m. Для каждого из углов засветки от n пунктов возбуждений массивы из m единичных отсчетов последовательно размещают в n субблоках суммофаз (СФ), в необходимых случаях вносят поправки на угол засветки, определяют область мьютинга, удаляют зашумленные эйконалы. Производят накопления СФ с кратностью mn в виде функционала K_mn.

После этого в соответствии с процедурами, необходимыми для построения дополнительного (вспомогательного) глубинного разреза, из цуга колебаний, зарегистрированного до и/или после маркерных отметок времени, считывают из каждой m-й сейсмотрассы по ρ компонентов (обычно ρ≤20) и накапливают их в виде псевдосинфазных функционалов F_ρ; после накопления сигналов, хранящихся в каждом из m функционалов F_ρ, их накаплиают по ρm сигналов в суммоцугах (СЦ) в виде функционалов F_ρm, затем их группируют по признаку равенства номера ракурса q; для каждой из q групп находят гиперсигнал ГС в виде функционала F_ρmn супернакоплениями из ρmn амплитуд после введения известными способами поправок на n углов засветки и мьютинга.

Для каждой ОТ из совокупности множеств скоростей (до υ) и углов наклона (до q) строят двумерную матрицу из элементов F_ρm и/или F_ρmn, и/или из элементов их энергий и/или , после соответствующих вычислений в зависимости от априорно заданных углов наклона α и априорно заданного множества скоростей V, по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла наклона в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят двумерное отображение графика для матриц F_ρm и/или F_ρmn и/или из значений их энергий и/или на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов наглядного отображения; график представляют в виде окна обзора достоверности (ООД) и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания сейсмических границ и построением сейсмического глубинного разреза; уровень F_ρm и/или F_ρmn и/или значения их энергий и/или , в пределах окна обзора достоверности сравнивают с заданным порогом обнаружения, при превышении порога обнаружения каждый последующий уровень отображаемого функционала сравнивают с предыдущим, при превышении последующего уровня над предыдущим его документируют в блоке максимума функционала статистической обработки F^max(υ_max, q_max), в котором также хранят соответствующие максимальному уровню аргументы υ_max, и q_max, обеспечивающие экстраполяцию текущих значений пластовой скорости и угла падения границ между толщами горных пород и необходимые для следующих процедур построения динамических глубинного и тотального временного разрезов.

В соответствии с интерактивным режимом интерпретации единичных ЕС накоплений K_m из m фаз вдоль годографа отдельной сейсмограммы и суммофаз K_mn из годографов n сейсмограмм осуществляют (при необходимости) коррекцию заданных диапазонов V, υ и α, q следующим образом. Для каждой из υ скоростей и каждого из q ракурсов строят для каждой ОТ двумерную матрицу из элементов K_m и/или K_mn, по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла падения в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят отображение графика из матрицы K_m(α, V) и/или K_mn(α, V), на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов; график представляют в виде окна обзора достоверности и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания заданного типа волны и построением сейсмического глубинного разреза.

После сигнала совпадения, который вырабатывается из схемы разрешения при условии смены в блоке F^max предыдущего значения максимума на последующий более высокий (при монотонном возрастании скорости с глубиной), а также при экстраполяции значения F^max для предыдущей ОТ на последующую (при постоянстве пластовой скорости), функционал K_mn или K_m заносят в буферный блок суммирования. Накопления из буферного блока суммирования единичных отсчетов амплитуд K_m или K_mn засылают в блок рассылки. Из блока рассылки накопления засылают в регистры блока масштабирования, где с учетом шкалы нормировки вырабатывают способ изображения ОТ на динамическом глубинном разрезе K(х_ОТ, h_OT) и способ изображения точки тотальной амплитуды фазы Т(х_ОТ, h_OT) на тотальном временном разрезе T(x, t), которую и засылают на суммотрассу временного разреза. Абсциссу х_ОТ точки тотальной амплитуды фазы задают в соответствии с абсциссой ОТ на глубинном разрезе, а ординату t_OT находят в соответствии с найденной наиболее вероятной величиной скорости V_OT из условия обеспечения минимального времени хода восстающего луча из отображаемой точки с коорднатами (х₀, h₀) до ближайшего, расположенного на профиле наблюдений, регистрирующего сейсмоприемника СП (х₀, 0). Обычно при определенных допущениях t_OT=h₀/V_OT. В соответствии с направлением развертки изображают отображаемую точку на дополнительном глубинном разрезе с интенсивностью, пропорциональной величине максимального функционала F^max заданного типа волны в пределах окна обзора достоверности. Затем выполняют документирование последующих ОТ дополнительного (предварительного) глубинного разреза A(x, h), присваивают F^max положение F(υ/2, q/2) в центре матрицы окна обзора достоверности и определяют скорректированные значения углов наклона и скоростей по смещению F^max относительно центра окна обзора достоверности, для чего сравнивают аргументы υ/2 и q/2 с υ_max и q_max; величину и знак скорректированных значений для V₀ и α₀ определяют по разностям:

где индексами i и (i-1) обозначены последующие и предыдущие априорные и текущие начальные значения диапазона изменения скорости и угла падения в отображаемой точке; последовательно в блоке F^max(υ_max, q_max) заменяют в автоматическом режиме предыдущие значения диапазона (α, V) на скорректированные, тем самым размещают F(q_(i-1), υ_(i-1)) в центр новой скорректированной сетки значений матрицы окна обзора достоверности. При монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV должен совпадать со знаком приращения глубины (знаком развертки ОТ по столбцам). С учетом этого условия для всех q×υ углов падения и скоростей присваивают скорректированные значения F(q_i, υ_i), среди них в пределах следующего окна обзора достоверности находят новое текущее значение F^max, документируют очередные отображаемые точки на динамическом глубинном, тотальном временном и дополнительном глубинном разрезах с интенсивностью, соответствующей величине K(х_ОТ, h_OT), Т(х_ОТ, h_OT) и F^max соответственно, размещают F^max вновь в центр очередной скорректированной сетки окна обзора достоверности и так далее до полного построения глубинного сейсмического разреза в соответствии с заданным режимом развертки отображаемых точек по строкам и/или столбцам.

Для дальнейшего увеличения степени достоверности построения динамического глубинного и/или тотального временного разреза из последовательности единичных отсчетов ЕС в блоке рассылки выделяют и засылают в отдельные регистры блока масштабирования промежуточные и полные суммы единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов, тем самым обеспечивают возможность составления систем линейно независимых уравнений относительно неизвестной амплитуды сигнала и среднестатистической амплитуды случайной помехи, экстраполируют линейно независимые уравнения для каждой из промежуточных сумм также и на выражения для полной суммы на основе предположения о равенстве математического ожидания случайных помех для полной и частичной последовательности единичных отсчетов, решают уравнения относительно амплитуды линейно возрастающего пропорционально числу слагаемых сигнала и возрастающей в соответствии с корнем квадратным из числа слагаемых среднестатистической амплитуды случайной помехи, документируют на ОТ динамического глубинного разреза и суммотрассах тотального временного разреза найденную высокодостоверную амплитуду свободного от случайной помехи сигнала, используют найденную высокодостоверную амплитуду свободного от помехи сигнала для оценки помехозащищенности во взаимных точках и документирования тотального временного разреза.

Поставленная задача построения сейсмических динамических глубинного K(x, h) и/или тотального временного T(x, t) разрезов решена за счет того, что сначала для каждой отображаемой точки OT(x₀, h) в соответствии с процедурами построения дополнительного (предварительного) глубинного разреза A(x, h) осуществляют обзор волновых полей A_n(x, t) на сейсмограммах, полученных методом многократного профилирования. Обзор реализуют посредством лучевого трассирования виртуальных годографов на каждой из n сейсмограмм, зарегистрированных от n пунктов воздействий по способу многократных перекрытий, на которых находят сейсмотрассы, зарегистрированые m сейсмоприемниками (СП). Предполагают наличие сейсмической границы в отображаемой точке, из которой возможно исходят вторичные сейсмические волны в соответствии с предварительно заданным множеством скоростей V=V₀±ΔV (1, 2, …, υ/2, …, υ), (где V₀ - априорно заданное первоначальное значение скорости из заданного массива скоростей V(x, h), x, h - координаты глубинного разреза, ΔV шаг приращения скорости, υ - число шаговых приращений скорости), а также предварительно установленной определенной конфигурации сейсмического объекта, который задан в отображаемой точке q ракурсами с определенным шагом поворота Δα угла падения α с центром вращения в отображаемой точке, для каждого ракурса объекта задают множество углов падениия α=±α₀±Δα (1, 2, …, q/2, …, q), (где α₀ - априорно заданное первоначальное значение угла падения границы в отображаемой точке, Δα - шаг приращения угла падения, q - число пошаговых приращений угла падения), задают координаты отображаемой точки, n пунктов воздействий, m сейсмоприемников и закон (функцию) расположения последовательности из m точек, прилегающих к отображаемой точке; для каждого заданного типа волны строят qυmn виртуальных годографов, в результате этого обеспечивают возможность направленного псевдосинфазного накопления амплитуд вдоль полученных маркерных отметок времени на годографах.

Затем в соответствии с процедурами, необходимыми для построения динамических глубинного и тотального (совокупного) временного разрезов, для каждого цуга колебаний зарегистрированного до и/или после маркерных отметок времени, считывают по единичному отсчету ЕС амплитуды фазы, последовательность единичных сигналов ЕС из m цугов колебаний накапливают в виде функционала K_m. Для каждого из углов засветки от n пунктов возбуждений массивы K_m из m единичных отсчетов последовательно размещают в n субблоках суммофаз (СФ), в необходимых случаях вносят поправки на угол засветки, определяют область мьютинга, удаляют зашумленные эйконалы. Производят накопления СФ с кратностью mn в виде функционала K_mn.

В соответствии с интерактивным режимом интерпретации единичных ЕС в виде накоплений K_m из m фаз вдоль годографа отдельной сейсмограммы и суммофаз K_mn из годографов n сейсмограмм осуществляют (при необходимости) коррекцию заданных диапазонов V, υ и α, q следующим образом. Для каждой из υ скоростей и каждого из q ракурсов строят для каждой ОТ двумерную матрицу из элементов K_m и/или K_mn, по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла падения в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят отображение графика из матрицы K_m(α, V) и/или K_mn(α, V), на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов; график представляют в виде окна обзора достоверности и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания заданного типа волны и построением сейсмического глубинного разреза.

После этого в соответствии с процедурами, необходимыми для построения дополнительного (вспомогательного) глубинного разреза, из цуга колебаний, зарегистрированного до и/или после маркерных отметок времени, считывают из каждой m-й сейсмотрассы по ρ компонентов (обычно ρ≤20) и накапливают их в виде псевдосинфазных функционалов F_ρ; после накопления сигналов, хранящихся в каждом из m функционалов F_ρ, их накаплиают по ρm сигналов в суммоцугах (СЦ) в виде функционалов F_ρm, затем их группируют по признаку равенства номера ракурса q; для каждой из q групп находят гиперсигнал ГС в виде функционала F_ρmn супернакоплениями из ρmn амплитуд после введения известными способами поправок на n углов засветки и мьютинга.

Для каждой ОТ из совокупности множеств скоростей (до υ) и углов наклона (до q) строят двумерную матрицу из элементов F_ρm и/или F_ρmn и/или из элементов их энергий и/или , после соответствующих вычислений в зависимости от априорно заданных углов наклона α и априорно заданного множества скоростей V по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла наклона в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят двумерное отображение графика для матриц F_ρm и/или F_ρmn и/или из значений их энергий и/или , на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов наглядного отображения; график представляют в виде окна обзора достоверности (ООД) и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания сейсмических границ и построением сейсмического глубинного разреза; уровень F_ρm и/или F_ρmn и/или значения их энергий и/или в пределах окна обзора достоверности сравнивают с заданным порогом обнаружения, при превышении порога обнаружения каждый последующий уровень отображаемого функционала сравнивают с предыдущим, при превышении последующего уровня над предыдущим его документируют в блоке максимума функционала статистической обработки F^max(υ_max, q_max), в котором также хранят соответствующие максимальному уровню аргументы υ_max, и q_max, обеспечивающие экстраполяцию текущих значений пластовой скорости и угла падения границ между толщами горных пород и необходимые для следующих процедур построения динамических глубинного и тотального временного разрезов.

После сигнала совпадения, который вырабатывается из схемы разрешения при условии смены в блоке F^max предыдущего значения максимума на последующий более высокий (при монотонном возрастании скорости с глубиной), а также при экстраполяции значения F^max для предыдущей ОТ на последующую (при постоянстве пластовой скорости), функционал K_mn или K_m заносят в буферный блок суммирования. Накопления из буферного блока суммирования единичных отсчетов амплитуд K_m или K_mn засылают в блок рассылки. Из блока рассылки накопления засылают в регистры блока масштабирования, где с учетом шкалы нормировки вырабатывают способ изображения ОТ на динамическом глубинном разрезе K(х_ОТ, h_OT) и способ изображения точки тотальной амплитуды фазы Т(х_ОТ, h_OT) на тотальном временном разрезе T(x, t), которую и засылают на суммотрассу временного разреза. Абсциссу х_ОТ точки тотальной амплитуды фазы задают в соответствии с абсциссой ОТ на глубинном разрезе, а ординату t_OT находят в соответствии с найденной наиболее вероятной величиной скорости V_OT из условия обеспечения минимального времени хода восстающего луча из отображаемой точки с коорднатами (x₀, h₀) до ближайшего, расположенного на профиле наблюдений, регистрирующего сейсмоприемника СП (х₀, 0). Обычно при определенных допущениях t_OT=h₀/V_OT. В соответствии с направлением развертки изображают отображаемую точку на дополнительном глубинном разрезе с интенсивностью, пропорциональной величине максимального функционала F^max заданного типа волны в пределах окна обзора достоверности. Затем выполняют документирование последующих ОТ дополнительного (предварительного) глубинного разреза A(x, h), присваивают F^max положение F(υ/2, q/2) в центре матрицы окна обзора достоверности и определяют скорректированные значения углов наклона и скоростей по смещению F^max относительно центра окна обзора достоверности, для чего сравнивают аргументы υ/2 и q/2 с υ_max и q_max; величину и знак скорректированных значений для V₀ и α₀ определяют по разностям:

где индексами i и (i-1) обозначены последующие и предыдущие априорные и текущие начальные значения диапазона изменения скорости и угла падения в отображаемой точке; последовательно в блоке F^max(υ_max, q_max) заменяют в автоматическом режиме предыдущие значения диапазона (α, V) на скорректированные, тем самым размещают F(q_(i-1), υ_(i-1)) в центр новой скорректированной сетки значений матрицы окна обзора достоверности. При монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV должен совпадать со знаком приращения глубины (знаком развертки ОТ по столбцам). С учетом этого условия для всех q×υ углов падения и скоростей присваивают скорректированные значения F(q_i, υ_i), среди них в пределах следующего окна обзора достоверности находят новое текущее значение F^max, документируют очередные отображаемые точки на динамическом глубинном, тотальном временном и дополнительном глубинном разрезах с интенсивностью, соответствующей величине K(х_ОТ, h_OT), Т(х_ОТ, h_OT) и F^max соответственно, размещают F^max вновь в центр очередной скорректированной сетки окна обзора достоверности и так далее до полного построения глубинного сейсмического разреза в соответствии с заданным режимом развертки отображаемых точек по строкам и/или столбцам.

Для дальнейшего увеличения степени достоверности построения динамического глубинного и/или тотального временного разреза из последовательности единичных отсчетов ЕС в блоке рассылки выделяют и засылают в отдельные регистры блока масштабирования промежуточные и полные суммы единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов, тем самым обеспечивают возможность составления систем линейно независимых уравнений относительно неизвестной амплитуды сигнала и среднестатистической амплитуды случайной помехи, экстраполируют линейно независимые уравнения для каждой из промежуточных сумм также и на выражения для полной суммы на основе предположения о равенстве математического ожидания случайных помех для полной и частичной последовательности единичных отсчетов, решают уравнения относительно амплитуды линейно возрастающего пропорционально числу слагаемых сигнала и возрастающей в соответствии с корнем квадратным из числа слагаемых среднестатистической амплитуды случайной помехи, документируют на ОТ динамического глубинного разреза и суммотрассах тотального временного разреза найденную высокодостоверную амплитуду свободного от случайной помехи сигнала, используют найденную высокодостоверную амплитуду свободного от помехи сигнала для оценки помехозащищенности во взаимных точках и документирования тотального временного разреза.

Статистический анализ последовательностей единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов с точки зрения теории обнаружения полезных сигналов на фоне помех допускает выделение сигнала и помехи, так как все m отсчетов амплитуды фазы сейсмического сигнала в пределах каждого из n годографов принадлежат к полезным сигналам, интенсивность которых при суммировании линейно возрастает в зависимости от числа слагаемых mn (если этот годограф зарегистрирован при проведении сейсморазведки). Сигнал случайной помехи при суммировании, как известно, возрастает пропорционально корню квадратному из числа слагаемых. [Каценбоген М.С. Характеристики обнаружения. - М.: Советское Радио. 1965], /4/:

где а энергия полезного сигнала, а е - энергия случайных шумов и помех. Таким образом, при больших mn величина второго слагаемого e√(mn) сравнительно мало меняется в зависимости от mn. Исходя из этого разделяют полную сумму последовательности единичных отсчетов Σ(A_mn) на части, например начальную Σ(A_mn/r) и конечную {Σ(A_mn)-Σ(A_mn/r)}.

Величины сигнала и случайной помехи по предложенному способу находят из предположения равной вероятности возникновения помехи как на переднем отрезке от 1 до mn/r, так и на заднем отрезке от mn/r до mn, где r - делитель mn, решая следующую систему уравнений с двумя неизвестными а и е:

Вычисления неизвестных а и е таким образом получают экстраполяцией начальной промежуточной информации в виде Σ(A_mn/r), на полный интервал Σ(A_mn). Этого часто не достаточно для достоверного определения тотальной амплитуды ТА на временном разрезе, так как на сейсмограммах, кроме заданных регулярных отраженных волн, всегда присутствуют регулярные помехи, например, в виде годографов кратных, дифрагированных, рассеянных и иных типов волн. Поэтому в предлагаемом способе используют дополнительный подход в виде обратной экстраполяции конечного интервала отсчетов от (mn-mn/r) до mn на полный (в том числе и на начальный от 1 до mn/r) и дополнительно решают систему следующих уравнений:

После вычисления неизвестных сравнивают их между собой и получают информацию об уровне помех отдельно на падающих и восстающих лучах, в первую очередь во взаимных точках, при удовлетворительном результате сравнения ТА документируют на тотальном временном разрезе, а если нет, то находят среднеарифметическую величину ТА на временном разрезе:

после чего сравнивают полученный результат со среднеарифметическим Σ(A_mn)/mn и получают информацию о наличии регулярной помехи на протяжении всего эйконала волны заданного типа. Результаты, полученные при определении величин а и также можно представить в виде матриц a(α, V) и и выявлять области распределения случайных и регулярных волн-помех сложением, вычитанием, умножением элементов этих матриц.

Способ осуществляется следующим образом.

Построение изображений сложно построенных сред в виде динамического глубинного K(x, h) и/или тотального (совокупного) временного разреза T(x, t) осуществляется трансформацией результатов обзора волновых полей на сейсмограммах A_n(x, t) на основе использования в процессе построения дополнительных предварительных версий глубинного разреза A(x, h). Сущность способа состоит в том, что сначала для каждой отображаемой точки OT(x₀, h₀) предварительного глубинного разреза A(x, h) осуществляют обзор волнового поля A(x, t) на n сейсмограммах, зарегистрированных по способу многократных перекрытий в результате засветки под различными углами отображаемых точек (ОТ) из n пунктов воздействий. Обзор производят, решая прямую задачу методом лучевого трассирования. Предполагают наличие сейсмической границы в отображаемой точке, из которой возможно исходят вторичные сейсмические волны в соответствии с предварительно заданным множеством скоростей V=V₀±ΔV (1, 2, …, υ/2, …, υ), (где V₀ - априорно заданное первоначальное значение скорости из заданного массива скоростей V(x, h), x, h - координаты глубинного разреза, ΔV - шаг приращения скорости, υ - число шаговых приращений скорости), а также предварительно установленной определенной конфигурации сейсмического объекта, который задан в отображаемой точке q ракурсами с определенным шагом поворота Δα угла падения α с центром вращения в отображаемой точке, для каждого ракурса объекта задают множество углов падения α=±α₀±Δα (1, 2, …, q/2, …, q), (где α₀ - априорно заданное первоначальное значение угла падения границы в отображаемой точке, Δα - шаг приращения угла падения, q - число пошаговых приращений угла падения), задают координаты отображаемой точки, n пунктов воздействий, m сейсмоприемников (СП) и закон (функцию) расположения последовательности из m точек, прилегающих к отображаемой точке. Для каждого заданного типа волны строят qυmn виртуальных годографов, чем обеспечивают возможность направленного псевдосинфазного накопления отсчетов амплитуд вдоль полученных маркерных отметок времени на годографах.

Затем в соответствии с процедурами, необходимыми для построения динамических глубинного K(x, h) и тотального (совокупного) временного T(x, t) разрезов, для каждого цуга колебаний считывают по единичному отсчету амплитуды фазы, последовательность единичных сигналов (ЕС) из m цугов колебаний накапливают в виде функционала K_m. Для каждого из углов засветки от n пунктов возбуждений массивы K_m из m единичных отсчетов последовательно размещают в n субблоках суммофаз (СФ), в необходимых случаях вносят поправки на угол засветки, определяют область мьютинга, удаляют зашумленные эйконалы. Производят накопления СФ с кратностью mn в виде функционала K_mn.

В соответствии с интерактивным режимом интерпретации единичных ЕС в виде накоплений K_m из m фаз вдоль годографа отдельной сейсмограммы и суммофаз K_mn из годографов n сейсмограмм осуществляют (при необходимости) коррекцию заданных диапазонов V, υ и α, q следующим образом. Для каждой из v скоростей и каждого из q ракурсов строят для каждой ОТ двумерную матрицу из элементов K_m и/или K_mn, по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла падения в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят отображение графика из матрицы K_m(α, V) и/или K_mn(α, V), на которой визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов; график представляют в виде окна обзора достоверности (ООД) и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания заданного типа волны и построением сейсмических динамических глубинного K(x, h) и тотального временного T(x, t) разрезов.

После этого в соответствии с процедурами, необходимыми для построения дополнительного (вспомогательного) глубинного разреза A(x, h), из цуга колебаний, зарегистрированного до и/или после маркерных отметок времени, считывают из каждой m-й сейсмотрассы по ρ компонентов (обычно ρ≤20) и накапливают их в виде псевдосинфазных функционалов F_ρ; после накопления сигналов, хранящихся в каждом из m функционалов F_ρ, их накаплиают по ρm сигналов в суммоцугах (СЦ) в виде функционалов F_ρm, затем их группируют по признаку равенства номера ракурса q; для каждой из q групп находят гиперсигнал ГС в виде функционала F_ρmn супернакоплениями из ρmn амплитуд после введения известными способами поправок на n углов засветки и мьютинга.

Для каждой ОТ из совокупности множеств скоростей (до υ) и углов наклона (до q) строят двумерную матрицу из элементов F_ρm и/или F_ρmn и/или из элементов их энергий и/или , после соответствующих вычислений в зависимости от априорно заданных углов наклона α и априорно заданного множества скоростей V по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла наклона в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят двумерное отображение графика для матриц F_ρm и/или F_ρma, и/или из значений их энергий и/или , на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов наглядного отображения; график представляют в виде окна обзора достоверности (ООД) и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания сейсмических границ и построением сейсмического предварительного глубинного разреза; уровень F_ρm и/или F_ρmn, и/или значения их энергий и/или в пределах окна обзора достоверности сравнивают с заданным порогом обнаружения, при превышении порога обнаружения каждый последующий уровень отображаемого функционала сравнивают с предыдущим, при превышении последующего уровня над предыдущим его максимальное значение F^max документируют совместно с аргументами υ_max и q_max в блоке максимума функционала статистической обработки F^max(υ_max, q_max), обеспечивают экстраполяцию текущих значений пластовой скорости и угла падения границ между толщами горных пород и выдают сигнал на схему разрешения передачи сигналов в буферный блок суммирования для построения динамических глубинного и тотального временного разрезов.

После сигнала совпадения, который вырабатывают из схемы разрешения при условии смены в блоке F^max предыдущего значения максимума на последующий более высокий (при монотонном возрастании скорости с глубиной) или при экстраполяции значения F^max для предыдущей ОТ на последующую (при постоянстве пластовой скорости) функционал K_mn или K_m заносят в буферный блок суммирования. Накопления из буферного блока суммирования единичных отсчетов амплитуд K_m или K_mn засылают в блок рассылки. Из блока рассылки накопления засылают в регистры блока масштабирования, где с учетом шкалы нормировки вырабатывают способ изображения ОТ на динамическом глубинном разрезе K(х_О, h_OT) и способ изображения точки тотальной амплитуды фазы T(x_O, t_OT) на тотальном временном разрезе T(x, t), которую и засылают на суммотрассу временного разреза. Абсциссу х_О точки тотальной амплитуды фазы задают в соответствии с абсциссой ОТ на глубинном разрезе, а ординату t_OT находят в соответствии с найденной наиболее вероятной величиной скорости V_OT из условия обеспечения минимального времени хода восстающего луча из отображаемой точки с коорднатами (x₀, h₀) до ближайшего, расположенного на профиле наблюдений, регистрирующего сейсмоприемника СП (х₀, 0). Обычно при определенных допущениях t_OT=h₀/V_OT.

В соответствии с направлением развертки изображают отображаемую точку на дополнительном глубинном разрезе A(x, h) с интенсивностью, пропорциональной величине максимального функционала F^max заданного типа волны в пределах окна обзора достоверности. Затем выполняют документирование последующих ОТ дополнительного (предварительного) глубинного разреза A(x, h), присваивают F^max положение F(υ/2, q/2) в центре матрицы окна обзора достоверности и определяют скорректированные значения углов наклона и скоростей по смещению F^max относительно центра окна обзора достоверности, для чего сравнивают аргументы υ/2 и q/2 с υ_max и q_max; величину и знак скорректированных значений для V₀ и α₀ определяют по разностям:

где индексами i и (i-1) обозначены последующие и предыдущие априорные и текущие начальные значения диапазона изменения скорости и угла падения в отображаемой точке; последовательно в блоке F^max(υ_max, q_max) заменяют в автоматическом режиме предыдущие значения диапазона (α, V) на скорректированные, тем самым размещают F(q_(i-1), υ_(i-1)) в центр новой скорректированной сетки значений матрицы окна обзора достоверности. При монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV должен совпадать со знаком приращения глубины (знаком развертки ОТ по столбцам). С учетом этого условия для всех q×υ углов падения и скоростей присваивают скорректированные значения F(q_i, υ_i), среди них в пределах следующего окна обзора достоверности находят новое текущее значение F^max, документируют очередные отображаемые точки на динамическом глубинном, тотальном временном и дополнительном глубинном разрезах с интенсивностью, соответствующей величине K(х_ОТ, h_OT), Т(х_ОТ, t_OT) и F^max соответственно, размещают F^max вновь в центр очередной скорректированной сетки окна обзора достоверности и так далее до полного построения дополнительного глубинного сейсмического разреза A(x, h) и динамических глубинного K(x, h) и тотального временного T(x, t) разрезов в соответствии с заданным режимом развертки отображаемых точек по строкам и/или столбцам.

Для дальнейшего увеличения степени достоверности построения динамического глубинного и/или тотального временного разреза из последовательности единичных отсчетов ЕС в блоке рассылки выделяют и засылают в отдельные регистры блока масштабирования промежуточные и полные суммы единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов, тем самым обеспечивают возможность составления систем линейно независимых уравнений относительно неизвестной амплитуды сигнала и среднестатистической амплитуды случайной помехи, экстраполируют линейно независимые уравнения для каждой из промежуточных сумм также и на выражения для полной суммы на основе предположения о равенстве математического ожидания случайных помех для полной и частичной последовательности единичных отсчетов, решают уравнения относительно амплитуды линейно возрастающего пропорционально числу слагаемых сигнала и возрастающей в соответствии с корнем квадратным из числа слагаемых среднестатистической амплитуды случайной помехи, документируют на ОТ динамического глубинного разреза и суммотрассах тотального временного разреза найденную высокодостоверную амплитуду свободного от случайной помехи сигнала, используют найденную высокодостоверную амплитуду свободного от помехи сигнала для оценки помехозащищенности во взаимных точках и документирования тотального временного разреза.

Статистический анализ последовательностей единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов с точки зрения теории обнаружения полезных сигналов на фоне помех допускает выделение сигнала и помехи, так как все m отсчетов амплитуды фазы сейсмического сигнала в пределах каждого из n годографов принадлежат к полезным сигналам, интенсивность которых при суммировании линейно возрастает в зависимости от числа слагаемых mn (если этот годограф зарегистрирован при проведении сейсморазведки). Сигнал случайной помехи при суммировании, как известно, возрастает пропорционально корню квадратному из числа слагаемых [Каценбоген М.С. Характеристики обнаружения. - М.: Советское Радио. 1965], /4/:

где а энергия полезного сигнала, а е - энергия случайных шумов и помех. Таким образом, при больших mn величина второго слагаемого e√(mn) сравнительно мало меняется в зависимости от mn. Исходя из этого разделяют полную сумму последовательности единичных отсчетов Σ(A_mn) на части, например начальную Σ(A_mn/r) и конечную {Σ(A_mn)-Σ(A_mn/r)}.

Величины сигнала и случайной помехи по предложенному способу находят из предположения равной вероятности возникновения помехи как на переднем отрезке от 1 до mn/r, так и на заднем отрезке от mn/r до mn, где r - делитель mn, решая следующую систему уравнений с двумя неизвестными а и е:

Вычисления неизвестных а и е таким образом получают экстраполяцией начальной промежуточной информации в виде Σ(A_mn/r), на полный интервал Σ(A_mn). Этого часто недостаточно для достоверного определения тотальной амплитуды ТА на временном разрезе, так как на сейсмограммах, кроме заданных регулярных отраженных волн, всегда присутствуют регулярные помехи, например в виде годографов кратных, дифрагированных, рассеянных и иных типов волн. Поэтому в предлагаемом способе используют дополнительный подход в виде обратной экстраполяции конечного интервала отсчетов от (mn-mn/r) до mn на полный (в том числе и на начальный от 1 до mn/r) и дополнительно решают систему следующих уравнений:

После вычисления неизвестных сравнивают их между собой и получают информацию об уровне помех отдельно на падающих и восстающих лучах, в первую очередь во взаимных точках, при удовлетворительном результате сравнения ТА документируют на тотальном временном разрезе, а если нет, то находят среднеарифметическую величину ТА на временном разрезе:

после чего сравнивают полученный результат со среднеарифметическим Σ(A_mn)/mn и получают информацию о наличии регулярной помехи на протяжении всего эйконала волны заданного типа. Результаты, полученные при определении величин а и также можно представить в виде матриц a(α, V) и и выявлять области распределения случайных и регулярных волн-помех сложением, вычитанием, умножением элементов этих матриц.

Пути реализации патентуемого способа по п.1 приводятся в нижеследующем описании примера 1.

Пример 1. Блок-схема реализации способа построения изображений сложно построенных сред в виде динамического глубинного K(x, h) и/или тотального (совокупного) временного разреза T(x, t) трансформацией из промежуточного глубинного разреза A(x, h).

Описание поясняется Фиг.1 и Фиг.2, где

на Фиг.1:

X - координатная ось вдоль профиля регистрации;

ПВ1, ПВ2, ПВ3, …, ПВn - пункты возбуждения сейсмических сигналов;

ОТ(х₀, h₀) - отображаемая точка под n углами засветки из ПВ1, ПВ2, ПВ3, …, ПВn;

1 - последовательность отрезков прямолинейной зеркальной границы под углами падения, α₀, α₀+Δα, α₀+2Δα, …, α₀+qΔα;

t - координатная ось времени регистрации сейсмических сигналов на сейсмограмме;

2 - блок генерации mnqυ виртуальных годографов волны заданного типа по известным координатам ОТ, ПВ, СП, заданным перечнем углов наклона α и скоростей V;

СП1, СП2, …, СПm - сейсмоприемники на профиле регистрации сейсмограммы;

3 - отображение одного из mnqυ виртуальных годографов, полученного из блока генерации 2;

t_µ - маркерные виртуальные отметки времени выемки отсчета амплитуды фазы сейсмического сигнала на сейсмотрассе, соответствующие времени хода лучей вдоль эйконала (падающего из ПВ до ОТ и восстающего от ОТ до СП луча);

4 - субблоки хранения единичных отсчетов фаз K_m по m отсчетов из каждой из n сейсмограмм, принадлежащих текущим углу падения и скорости;

5 - блок хранения суммофаз (СФ) в виде функционалов K_mn, полученных в результате накопления из n сейсмограмм, зарегистрированных от n ПВ, рассчитанных для текущих значений угла падения (из q) и скорости (из υ);

6 - блоки накоплений отдельных цугов колебаний F_ρ (по ρ отсчетов до и/или после маркерных отметок времени);

7 - блок суммоцуга (СЦ), полученного в результате суммарного псевдосинфазного накопления F_ρm по ρm амплитуд вдоль каждого из m виртуального годографа 3 для текущих значений n, q и υ;

8 - блок хранения до n отдельных СЦ из текущих накоплений отсчетов сигналов вторичных волн, полученных из n зарегистрированных от n ПВ сейсмограмм;

9 - массивы накоплений F_ρm суммоцугов по ρm амплитуд, соответствующих каждому из n углов засветки сейсмической радиацией от n ПВ;

10 - массив текущих гиперсигналов F_ρmn, полученных после группирования одного из q отдельных отрезков 1 при засветке от n ПВ; состоящих из ρmn супернакоплений амплитуд всех n суммоцугов, хранящихся в блоке 8 и зарегистрированных от n сейсмограмм;

11 - блок вычисления значения функционала статистической обработки (ФСО), например типа энергии супернакоплений F^W(α, V) для текущих значений углов падения отрезков q и скорости υ;

12 - блок нормировки и масштабирования;

13 - окно обзора достоверности (ОДО) знакопеременных K_m(α, V) в виде гистограммы;

14 - окно обзора достоверности знакопеременных K_mn(α, V) в виде изолиний;

15 - окно обзора достоверности F_ρm(α, V) в виде изолиний;

16 - окно обзора достоверности энергии гиперсигналов F_ρmn(α, V) в виде гистограммы;

17 - блок сравнения текущего значения ФСО с пороговым уровнем шумов;

18 - блок сравнения текущего значения F_ρmn(α, V) с предыдущим максимальным значением и засылки большего из них в блок 19;

19 - блок хранения максимального значения ФСО F^max и соответствующего этому значению угла падения и величины скорости;

20 - изображение предварительных версий сейсмического глубинного разреза A(x, h);

21 - блок формирования изображений сложно построенных сред в виде динамического глубинного K(x, h) и/или тотального (совокупного) временного разреза T(x, t) трансформацией из A(x, h) предварительной вспомогательной версии глубинного разреза 20.

На Фиг.2 приведен отдельно блок 21 где

4 - то же, что и на Фиг.1;

5 - то же, что и на Фиг.1;

19 - то же, что и на Фиг.1;

21 - то же, что и на Фиг.1;

22 - схема разрешения пересылки функционала K_mn из блока 5 или любого K_m из субблоков 4 в буферный блок;

23 - буферный блок хранения и обработки последовательностей амплитуд;

24 - блок рассылки накоплений;

25, 30 - приемные регистры блока масштабирования;

26 - блок нормировки, выбора динамического диапазона и масштаба отображений;

27 - блок отображения динамического глубинного разреза K(x, h);

28 - блок вычисления времени хода восстающего луча из ОТ до СП;

29 - блок отображения динамического тотального временного разреза T(x, h);

Построение сейсмического разреза в соответствии с заявляемым способом осуществляется, например, следующим образом.

На фиг.1 показана ОТ под n углами засветки из ПВ1, ПВ2, …, ПВn и СП1, СП2, СП3, …, СПm, расположенных на профиле регистрации и изображенных на координатной оси X. На зеркальных прямолинейных отрезках 1 сейсмической границы под углами падения α₀, α₀+Δα, α₀+2Δα, …, α₀+Δα×q предположительно находятся m точек, прилегающих к данной ОТ и являющиеся источниками зарегистрированных m СП вторичных волн.

Вероятность обнаружения точек зеркального отражения вдоль заданных границ обеспечивают обзором волнового поля каждой из n сейсмограмм, зарегистрированных в результате воздействий из ПВ1, ПВ2, …, ПВn. Обзор реализуют серией решений квазипрямой задачи сейсморазведки по способу лучевого трассирования. Из блока 2 осуществляют генерацию qvmn виртуальных годографов 3 с использованием координат ОТ, ПВ, СП, заданных величин шага и количества (m) прилегающих к ОТ точек, текущих величин углов падения α в ОТ отрезков (до q) предполагаемых сейсмических границ и заданных (до υ) скоростей. V.

В зависимости от характера распространения падающих и восстающих лучей из блока 2 сначала с учетом величины скорости V₀ и угла падения α₀ определяют длины m эйконалов, находят по m маркерных отметок времени t_µ прихода лучей на первой сейсмограмме, зарегистрированной от ПВ1, производят накопление K_m по одной амплитуде отсчетов фазы, соответствующей t_µ, и засылают их в один из субблоков 4 хранения единичных сигналов (ЕС) и при необходимости в качестве первого элемента матрицы K_m(α₀, V₀) системы интерактивной интерпретации отдельной сейсмограммы, в пределах блока СФ их размещают в один из n субблоков 4 для хранения по отдельности каждой из m последовательностей ЕС единичных амплитуд в виде соответствующих номеру ПВ массивов K_m, считанных из n сейсмограмм, зарегистрированных от ПВ1, ПВ2, …, ПВn, при необходимости размещают его в качестве одного из элементов матрицы K_m(α₀, V₀) системы интерактивной интерпретации ЕС и после нормировки и масштабирования отображают в ООД. Производят текущее накопление n массивов K_m в блоке 5 накопления суммофаз K_mn, при необходимости размещают его в качестве одного из элементов матрицы K_mn(α₀, V₀) системы интерактивной интерпретации СФ и после нормировки и масштабирования отображают в ООД.

Для каждого из q текущих углов падения и каждой из υ текущих значений скорости до и/или после маркерных отметок времени накапливают ρ отсчетов амплитуд цуга колебаний в массивах F_ρ, исходящих из отрезков 1, и последовательно размещают их в m блоках цугов колебаний 6. Производят псевдосинфазные первичные накопления в массиве F_ρm кратностью ρm, который размещают в блоке суммоцуга 7, засылают его в блок 8, размещают в одном из массивов 9, соответствующем ПВ1, при необходимости, размещают в качестве одного из элементов матрицы F_ρm(α₀, V₀) системы интерактивной интерпретации СЦ отдельной сейсмограммы и после нормировки и масштабирования отображают в ООД. Производят текущее накопление n ФСО F_ρm из блока 8 и размещают результат супернакопления текущих гиперсигналов в ФСО F_ρmn блока 10 СФ, при необходимости размещают в качестве одного из элементов матрицы F_ρmn(α, V₀) системы интерактивной интерпретации гиперсигналов и после нормировки и масштабирования отображают в ООД. В блоке 11 определяют для ФСО F_m и/или F_mn или F_ρm и/или F_ρmn величину их энергии и при необходимости размещают в качестве одного из элементов матрицы и/или , или и/или системы интерактивной интерпретации энергии ФСО.

В блоке 12 производят нормировку и масштабирование, например F^W(α₀, V₀), после чего, если возникает необходимость в визуальном контроле, засылают F^W(α₀, V₀) в качестве первого элемента (одной из заданных или нескольких матриц 13, 14,) матрицы отображают в ООД 15 и/или 16. Сравнивают величину F^W(α₀, V₀) в блоке 17 с пороговым значением уровня шумов.

Если уровень F^W(α₀, V₀) превышает порог, то он засылается в блок 18, в котором сравнивают текущее значение F^W(α₀, V₀) с предыдущим максимальным значением ФСО, хранящемся в блоке 19 хранения максимального значения F^max, который обеспечивает экстраполяцию текущих значений пластовой скорости и угла падения границ для однородных толщ горных пород при построении последующих ОТ в соответствии с направлением развертки. При монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV должен совпадать со знаком приращения глубины (знаком развертки по столбцам). Если уровень F^W(α₀, V₀) менее порогового значения, то на изображении ОТ на предварительном глубинном разрезе 20 регистрируют нулевую интенсивность. Если текущее значение ФСО в блоке 18 превышает предыдущее, хранящееся в блоке 19, то содержимое блока 19 заменяют на большее значение F^W(α₀, V₀) и засылают большее из них в блок 19. В блок 19 засылают при этих логических условиях также найденную величину наиболее вероятного угла падения α_0i и скорости V_0i. Затем на сейсмограмме, зарегистрированной от ПВ2, также вдоль соответствующего годографа подобным же образом заполняют n раз другие массивы данных в блоках 4÷10, при необходимости их размещают в качестве другого элемента в матрицах и отображают в соответствующих заданных окнах обзора достоверности.

После этого в рамках системы интерактивной интерпретации выполняют такие же накопления K_m(α₀+Δα, V₀), K_mn(α₀+Δα, V₀), F_m(α₀+Δα, V₀), F_mn(α₀+Δα, V₀), F_ρm(α₀+Δα, V₀) и F_ρmn(α₀+Δα, V₀) в блоках 4÷10 для следующего текущего угла падения и так далее n раз. В блоке 11 снова определяют величину энергии вышеперечисленных ФСО и при необходимости размещают в качестве другого элемента матрицы системы интерактивной интерпретации энергии ФСО.

Аналогичным образом приступают к генерации следующей серии из mn виртуальных годографов, выборке данных из n сейсмограмм, засылке и обработке их в блоках 4÷19 для каждого из остальных углов падения отрезков 1, задавая α=α₀+2Δα и так далее до α=α₀+qΔα, при котором полностью заполняют первые строки матриц ООД.

Приступают к генерации виртуальных годографов при следующем значении скорости V=V₀±ΔV и аналогично заполняют вторую строку матрицы ООД и так далее до заполнения последней строки матрицы ООД при V=V₀+υΔV и α=α₀+qΔα.

При необходимости осуществляют интерактивный режим интерпретации и коррекцию заданных диапазонов V, υ и α, q построением окон обзора достоверности (ООД) на основе визуализации матриц F_m(α, V), и/или F_mn(α, V), и/или F_ρm(α, V), и/или F_ρmn(α, V) в виде изолиний, гистограмм или иных способов. При ρ=1 визуализацию матрицы ООД производят как с использованием блока 11 вычисления значения энергии и так и минуя его и засылая F_m(α, V), F_mn(α, V) сразу в блок нормировки и масштабирования 12 и далее в ООД и блоки 17÷19. Аналогично строят (тотальный временной) разрез, минуя блок 11 и используя накопления F_ρm(α, V) и F_ρmn(α, V).

На изображении A(x, h) предварительного глубинного разреза 20 регистрируют (при необходимости визуального контроля) величины максимума ФСО и наиболее вероятного угла падения α_0i отрезка в ОТ, а в блок 21 через схему разрешения 22 (см. Фиг.2) в буферный блок хранения и обработки 23 засылают результаты накоплений, хранящиеся в блоках 4 или 5, и величину наиболее вероятной скорости V_0i. Вход в буферный блок хранения 23 открывается, таким образом, при соблюдении следующих условий:

1 - при наличии знака δV, соответствующего знаку развертки ОТ по столбцам (при монотонном возрастании/убывании скорости);

2 - при наличии в пределах сейсмогеологической модели слоев, характеризующихся постоянством пластовой скорости, в результате чего значения максимума функционала статистической обработки и его аргументов α_0i и V_0i в пределах пласта не меняются.

Накопления из блоков 4 или 5 через блок рассылки 24 поступают в приемный регистр 25 блока масштабирования 26. Регистрируют на динамическом глубинном разрезе 27 точку K(х_О, h_OT), а в блоке 28 время t_OT находят в соответствии с найденной наиболее вероятной величиной скорости V_OT из условия обеспечения минимального времени хода восстающего луча из отображаемой точки ОТ с коорднатами (x₀, h₀) до ближайшего, расположенного на профиле наблюдений, регистрирующего сейсмоприемника (обычно при определенных предположениях t_OT=h₀/V_OT). Задают диапазон и способ отображения точек на динамическом тотальном временном разрезе 29 и в соответствии с найденным временем t_OT регистрируют на суммотрассе Т(х_ОТ, 0) тотального временного разреза 29 точку тотальной амплитуды фазы Т(х_ОТ, t_OT).

Переходят к документированию последующих ОТ на динамическом глубинном K(x, h) и/или тотальном временном T(x, t) разрезах в соответствии с заданным режимом развертки ОТ по строкам и/или столбцам предварительного глубинного разреза. Для каждой последующей ОТ определяют скорректированные значения углов падения и скоростей путем задания нового центра окна обзора достоверности с одним из заданных накоплений F(υ/2, q/2) или F(υ/2, q/2), или F^W(υ/2, q/2) и сравнения его аргументов υ/2 и q/2 с аргументами предыдущего υ_max и q_max; величину и знак скорректированных значений для V₀ и α₀ определяют по разностям:

где индексами i и (i-1) обозначены последующие и предыдущие априорные и текущие начальные значения диапазона изменения скорости и угла наклона в ОТ; последовательно заменяют в автоматическом режиме предыдущие значения диапазона (α, V) на скорректированные, тем самым размещают F^max(q_(i-1), υ_(i-1)) в центр новой скорректированной сетки значений матрицы ООД. При монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV должен совпадать со знаком приращения глубины (знаком развертки ОТ по столбцам). С учетом этого условия снова для всех q×υ находят скорректированные значения F(q_i, υ_i), среди них в пределах ООД находят текущее значение F^max, документируют очередные точки глубинных и тотального временного разреза в соответствии с вышеописанной последовательностью действий, размещают F^max вновь в центр очередной скорректированной сетки ООД и так далее.

Подобным способом обзора волнового поля с заданным шагом приращения координат и трансформации предварительного промежуточного глубинного разреза A(x, h) наносят все остальные соседние точки K(х_О, h_OT) и T(x_OT, t_OT) на динамический глубинный K(х, h) и тотальный временной разрезы T(x, t).

Пути реализации патентуемого способа по п.2 приводятся в нижеследующем описании примера 2.

Пример 2. Блок-схема реализации способа построения динамического глубинного и/или тотального временного разреза методом обратной трансформации относительно предварительного глубинного сейсмического разреза 20.

Описание поясняется Фиг.1 и Фиг.2, где обозначения элементов блок-схемы такие же, как и для способа по п.1, и предусматривают:

30 - приемный регистр хранения промежуточных отсчетов K_m или K_mn.

Для дальнейшего увеличения степени достоверности построения тотального временного разреза из последовательности единичных отсчетов в блоке рассылки 24 выделяют и засылают в отдельные регистры 30 блока масштабирования 26 промежуточные и полные суммы единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов, тем самым обеспечивают возможность составления систем линейно независимых уравнений относительно неизвестной амплитуды сигнала и среднестатистической амплитуды помехи, например при r=2:

После решения этой системы присваивают амплитуде сигнала в ТА величину а из (5) и изображают ее на более достоверном тотальном временном разрезе. Исследуют подобным образом степень постоянства сейсмогеологической среды, для чего составляют и решают уравнения обратной эстраполяции:

Если из (6) существенно отличается от а из (5), то это свидетельствует о том, что на пути лучей от ПВ с номерами 1, 2, …, n/2 находится среда, отличающаяся от той, которую пересекают лучи от ПВ с номерами n/2+1, n/2+2, …, n, или же что годографы заданного типа волны, в первую очередь во взаимных точках на определенном участке, существенно совпадают на нескольких сейсмограммах с годографами волны-помехи. Также анализируют полученные результаты с обычно применяемым на практике среднеарифметическим значением а′=Σ(A_mn)/mn. Результаты, полученные при определении величин а и также можно визуализировать после заполнения матриц a(α, V) и и выявлять области распределения случайных и регулярных волн-помех сложением, вычитанием, умножением элементов этих матриц.

На фиг.3 приведена сводная блок-схема построения глубинного и временного динамических сейсмических разрезов.

Источники информации

1. Сейсморазведка. Справочник геофизика. - М.: Недра. 1981.

2. Бондарев В.И. Сейсморазведка (учебник). Екатеринбург, 2007, с.467-482.

3. Патент РФ №2415449 от 27.03.2011.

4. Каценбоген М.С. Характеристики обнаружения. - М.: Советское Радио, 1965.

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для построения изображений сложно построенных сред в виде динамического глубинного K(х, h) и/или тотального (совокупного) временного разреза Т(х, t). Заявленный способ включает обзор волнового поля A_n(x, t) лучевым трассированием виртуальных годографов на n сейсмограммах, зарегистрированных m сейсмоприемниками (СП) способом многократного профилирования. Обзор производят псевдосинфазным накоплением вдоль виртуальных годографов m единичных сигналов и по ρ сигналов в каждом цуге колебаний F_ρm, зарегистрированных СП от q ракурсов сейсмических границ. Строят окна обзора достоверности на основе визуализации матриц функционалов K_m(α, V) и/или K_mn(α, V), F_ρm(α, V) и/или F_ρmn(α, V), и/или их энергии F_W(α, V) в виде изолиний, гистограмм или иных способов. Находят максимум функционала статистической обработки F^max(α, V), документируют ОТ и наиболее вероятный угол падения границы на предварительном глубинном разрезе А(х, h). Документируют все остальные соседние точки динамического глубинного K(х, h) и тотального временного разреза Т(х, t) с заданным шагом приращения координат. Технический результат - повышение точности получаемых результатов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ построения сейсмических динамических глубинного K(х, h), и/или тотального временного Т(х, t) разрезов, включающий развертку отображаемых точек ОТ(х₀, h₀) предварительного глубинного разреза А(х, h) по столбцам (h) и/или строкам (х), из каждой отображаемой точки в пределах предварительного (вспомогательного) глубинного разреза А(х, h) производят обзор волнового поля, решая псевдопрямую задачу методом лучевого трассирования и используя данные о глубинном строении недр из сейсмограмм A_n(x, t), полученных методом многократного профилирования, обеспечивающих засветку под различными углами отображаемых точек из n пунктов воздействий, предполагая наличие сейсмической границы в отображаемой точке, из которой возможно исходят вторичные сейсмические волны в соответствии с предварительно заданным множеством скоростей V=V₀±ΔV(1, 2, …, υ/2, …, υ), (где V₀ - априорно заданное первоначальное значение скорости из заданного массива скоростей V(x, h), х, h - координаты глубинного разреза, ΔV шаг приращения скорости, υ - число шаговых приращений скорости), а также в соответствии с предварительно установленной определенной конфигурацией сейсмического объекта, который задан в отображаемой точке q ракурсами угла падения α с центром вращения в отображаемой точке, для каждого ракурса объекта задают множество углов падения α=±α₀±Δα(1, 2, …, q/2, …, q), (где α₀ - априорно заданное первоначальное значение угла падения границы в отображаемой точке, Δα - шаг приращения угла падения, q - число пошаговых приращений угла падения); задают координаты как отображаемой точки, так и n пунктов воздействий, m сейсмоприемников и закон (функцию) расположения последовательности из m точек, прилегающих к отображаемой точке; обеспечивают возможность направленного псевдосинфазного накопления отсчетов амплитуд вдоль полученных маркерных отметок времени на годографах для каждого заданного типа волны путем построения qυmn виртуальных годографов; затем в соответствии с процедурами, необходимыми для построения динамических глубинного K(х, h) и тотального (совокупного) временного Т(х, t) разрезов, из каждой из n сейсмограмм для каждого из m цуга колебаний в соответствии с маркерными отметками времени на сейсмотрассах считывают по единичному отсчету амплитуды фазы, последовательность единичных сигналов из m цугов колебаний накапливают в виде функционала K_m; для каждого из углов засветки от n пунктов возбуждений массивы K_m из m единичных отсчетов последовательно размещают в n субблоках суммофаз, в необходимых случаях вносят поправки на угол засветки, определяют область мьютинга, удаляют зашумленные эйконалы и производят накопления в блоках суммофаз с кратностью mn в виде функционала K_mn; для интерактивного режима интерпретации совокупность единичных накоплений K_m из m фаз вдоль годографа отдельной сейсмограммы и суммофаз K_mn из годографов n сейсмограмм (при необходимости) коррекцию заданных диапазонов V, υ и α, q осуществляют построением для каждой отображаемой точки двумерной матрицы в виде сетки из элементов K_m и/или K_mn, по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла падения α в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости V (или наоборот); строят отображение графика из сетки матрицы K_m(α, V) и/или K_mn(α, V), на которой визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов; график представляют в виде окна обзора достоверности и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания заданного типа волны и построением сейсмических динамических глубинного K(х, h) и тотального временного Т(х, t) разрезов; после этого в соответствии с процедурами, необходимыми для построения дополнительного (вспомогательного) глубинного разреза А(x, h), из цугов колебаний, зарегистрированных до и/или после маркерных отметок времени, считывают из каждой m-й сейсмотрассы по ρ компонентов (обычно ρ≤20) и накапливают их в виде псевдосинфазных функционалов F_ρ; после накопления сигналов, хранящихся в каждом из m функционалов F_ρ, их накаплиают по ρm сигналов в суммоцугах в виде функционалов F_ρm, затем их группируют по признаку равенства номера ракурса q; для каждой из q групп находят гиперсигнал в виде функционала F_ρmn супернакоплениями из ρmn амплитуд после введения известными способами поправок на n углов засветки и мьютинга; для каждой отображаемой точки из совокупности множеств скоростей (до υ) и углов наклона (до q) строят сетку двумерной матрицы из элементов F_ρm, и/или F_ρmn, и/или из элементов их энергий и/или после соответствующих вычислений в зависимости от априорно заданных углов наклона α и априорно заданного множества скоростей V по столбцам матрицы документируют значения функционалов в зависимости от угла наклона в отображаемой точке, а по строкам - значения функционала в зависимости от скорости (или наоборот); строят двумерное отображение графика для матриц F_ρm, и/или F_ρnm, и/или из значений их энергий и/или на котором визуализируют значения функционалов в виде изолиний, гистограмм или иных известных способов наглядного отображения; график представляют в виде окна обзора достоверности и обеспечивают контроль интерпретатора за процессом опознания сейсмических границ и построением сейсмического предварительного глубинного разреза; уровень F_ρm и/или F_ρmn, и/или значения их энергий и/или в пределах окна обзора достоверности сравнивают с заданным порогом обнаружения, при превышении порога обнаружения каждый последующий уровень отображаемого функционала сравнивают с предыдущим, при превышении последующего уровня над предыдущим его максимальное значение F^max документируют совместно с аргументами υ_max, и q_max в блоке максимума функционала статистической обработки F^max(υ_max, q_max), обеспечивают экстраполяцию текущих значений пластовой скорости и угла падения границ между толщами горных пород и выдают сигнал на схему разрешения передачи сигналов в буферный блок суммирования для построения динамических глубинного и тотального временного разрезов; после сигнала совпадения, который вырабатывают из схемы разрешения при условии смены в блоке F^max предыдущего значения максимума на последующий более высокий (при монотонном возрастании скорости с глубиной) или при экстраполяции для предыдущей отображаемой точки значения F^max на последующую отображаемую точку (при постоянстве пластовой скорости) функционал K_mn или K_m заносят в буферный блок суммирования; накопления из буферного блока суммирования единичных отсчетов амплитуд K_m или K_mn засылают в блок рассылки, из блока рассылки накопления засылают в регистры блока масштабирования, где с учетом шкалы нормировки вырабатывают способ изображения интенсивности точки на динамическом глубинном разрезе K(x₀, h_ОТ) и способ изображения точки тотальной амплитуды фазы Т(х₀, t_OT) на тотальном временном разрезе Т(х, t), которую и засылают на суммотрассу временного разреза; абсциссу х₀ точки тотальной амплитуды фазы задают в соответствии с абсциссой отображаемой точки на глубинном разрезе, а ординату t_OT находят в соответствии с найденной наиболее вероятной величиной скорости v_OT из условия обеспечения минимального времени хода восстающего луча из отображаемой точки с координатами (х₀, h₀) до ближайшего, расположенного на профиле наблюдений, регистрирующего сейсмоприемника СП(х₀, 0). Обычно при определенных допущениях t_OT=h₀/v_OT; в соответствии с направлением развертки изображают отображаемую точку также и на дополнительном глубинном разрезе А(х, h) с интенсивностью, пропорциональной величине максимального функционала F^max заданного типа волны в пределах окна обзора достоверности; затем выполняют документирование последующих отображаемых точек дополнительного (предварительного) глубинного разреза А(х, h), присваивают F^max положение F(υ/₂, q/2) в центре матрицы окна обзора достоверности и определяют скорректированные значения углов наклона и скоростей по смещению F^max относительно центра окна обзора достоверности, для чего сравнивают аргументы υ/2 и q/2 с υ_max и q_max; величину и знак скорректированных значений для V₀ и α₀ определяют по разностям:

где индексами i и (i-1) обозначены последующие и предыдущие априорные и текущие начальные значения диапазона изменения скорости и угла падения в отображаемой точке; последовательно в блоке F^max(υ_max, q_max) заменяют в автоматическом режиме предыдущие значения диапазона (α, V) на скорректированные, тем самым размещают F(q_(i-1) υ_(i-1)), в центр новой скорректированной сетки значений матрицы окна обзора достоверности; при монотонном возрастании скорости с глубиной знак приращения скорости δV совпадает со знаком приращения глубины (знаком развертки отображаемых точек по столбцам); для всех q×υ углов падения и скоростей присваивают скорректированные значения F(q_i, υ_i), среди них в пределах следующего окна обзора достоверности находят новое текущее значение F^max, документируют очередные отображаемые точки на динамическом глубинном, тотальном временном и дополнительном глубинном разрезах с интенсивностью, соответствующей величине K(х_ОТ, h_ОТ), Т(х_ОТ, t_ОТ) и F^max соответственно, размещают F^max вновь в центр очередной скорректированной сетки окна обзора достоверности, и так далее до полного построения дополнительного глубинного сейсмического разреза А(х, h) и динамических глубинного K(х, h) и тотального временного Т(х, t) разрезов в соответствии с заданным режимом развертки отображаемых точек по строкам и/или столбцам.

2. Способ построения сейсмического разреза по п.1, отличающийся тем, что для дальнейшего увеличения степени достоверности построения динамического глубинного и/или тотального временного разреза из последовательности единичных сигналов в блоке рассылки выделяют и засылают в отдельные регистры блока масштабирования промежуточные и полные суммы единичных отсчетов фазы сейсмических сигналов, тем самым обеспечивают возможность составления систем линейно независимых уравнений относительно неизвестной амплитуды сигнала и среднестатистической амплитуды случайной помехи, экстраполируют линейно независимые уравнения для каждой из промежуточных сумм также и на выражения для полной суммы на основе предположения о равенстве математического ожидания случайных помех для полной и частичной последовательности единичных отсчетов, решают уравнения относительно амплитуды линейно возрастающего пропорционально числу слагаемых сигнала и возрастающей в соответствии с корнем квадратным из числа слагаемых среднестатистической амплитуды случайной помехи, документируют на отображаемой точке динамического глубинного разреза и суммотрассах тотального временного разреза найденную высокодостоверную амплитуду свободного от случайной помехи сигнала, используют найденную высокодостоверную амплитуду свободного от помехи сигнала для оценки помехозащищенности во взаимных точках и документирования тотального временного разреза.