СПОСОБ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В ВОЗДУШНОЙ ИЛИ ВОДНОЙ СРЕДЕ И ФОРМИРОВАНИЕМ ФИКТИВНЫХ СЕЙСМОГРАММ С ФИКТИВНЫМ ИСТОЧНИКОМ, СОВМЕЩЕННЫМ С СЕЙСМОПРИЕМНИКАМИ НА ГРАНИЦЕ АКУСТИЧЕСКОЙ И УПРУГОЙ СРЕД ИЛИ ВБЛИЗИ ЭТОЙ ГРАНИЦЫ Российский патент 2014 года по МПК G01V1/28 

Область техники.

Настоящее изобретение является способом сейсморазведки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам формирования и последующей обработки сейсмограмм, полученных в результате активации источников сейсмической энергии, произведенной определенным образом во времени и пространстве.

Уровень техники.

Известен способ морской скважинной сейсморазведки, описанный в российских патентах RU №2358291 С2 от 30.04.2004 и RU №2460094 С2 от 15.10.2007, характеризующийся тем, что предложен способ управления системой сейсмических источников, а именно воздушных пушек, разнесенных по вертикали в толще воды, при котором источники последовательно возбуждаются, совмещая первые максимумы давления от каждого сейсмического источника таким образом, что амплитуда суммарной волны максимизируется путем наложения продольных волн от всех воздушных пушек, что способствует лучшему анализу сейсмических данных благодаря более точному определению сигнатур источника.

К недостаткам способа относятся следующие факторы:

- не используются возможности одновременного накапливания сигналов, возбуждаемых на различных направлениях от выбранного пункта возбуждения для улучшения соотношения сигнал/шум, так как задержки источников для синфазного накапливания в различных направлениях различны;

- область применения ограничена морскими условиями и не распространяется на возбуждение сигналов в воздухе;

- при накапливании сигналов путем управления временем срабатывания источников невозможно задать опережение срабатывания как физически неосуществимое;

Раскрытие изобретения.

Сущность изобретения заключается в том, что перед обработкой сейсмических данных, полученных при возбуждении источников или групп источников, формируются сейсмограммы для фиктивных источников, расположенных в каждой точке приема либо в некоторых точках приема путем суммирования записей в каждом сейсмоприемнике с опережающими задержками, равными времени пробега от фактических источников колебаний до выбранных фиктивных источников. Для последующей обработки координаты источника возбуждения для суммарной сейсмограммы заменяются на координаты фиктивного источника.

Процесс формирования сейсмограммы от фиктивного источника можно описать следующей формулой,

где W - круговая частота;

- преобразование Фурье для суммарной трассы, представляющей собой приближение к трассе в точке «n» (фиг.1, приемник (3) в пределах выбранного максимального расстояния (9) от выбранного фиктивного источника (4)) от фиктивного источника в точке n=I (фиг.1, элемент 4);

- преобразование Фурье от реальной сейсмической записи, зарегистрированной сейсмоприемником в точке приема «n» (фиг.1, приемник (3) в пределах выбранного максимального расстояния (9) от выбранного фиктивного источника (4)) от одного из реальных сейсмических источников (фиг.1, реальный источник (6) на расстоянии (5), меньшем или равном выбранному максимальному расстоянию (10) от выбранного фиктивного источника (4)), расположенного в точке «m» (фиг.1, реальный источник (6) на расстоянии (5), меньшем или равном выбранному максимальному расстоянию (10) от выбранного фиктивного источника (4)).

- время пробега волны от реального источника, расположенного в точке «m» (фиг.1, реальный источник (6) на расстоянии (5), меньшем или равном выбранному максимальному расстоянию (10) от выбранного фиктивного источника (4)), до фиктивного источника, расположенного в точке I (фиг.1, элемент 4);

M₁ - реальный источник, расположенный на левой крайней границе выборки реальных источников (фиг.1, элемент 6);

M₂ - реальный источник, расположенный на правой крайней границе выборки реальных источников (фиг.1, элемент 6).

Заявленное изобретение позволяет достичь технического результата в виде значительного улучшения соотношения сигнал/шум, которое достигается не благодаря дорогостоящему и/или опасному и/или вредному для окружающей среды способу максимизации амплитуды, реально возбуждаемой комплексом источников суммарной волны и/или максимизации амплитуд волн, реально возбуждаемых отдельными источниками, а благодаря новому принципу формирования сейсмограмм из данных, получаемых приемниками в результате активации сейсмических источников, причем реальная максимизация амплитуд не исключается.

Технический результат, получаемый в результате способа сейсморазведки, описанного в заявленном изобретении, позволяет не только значительно улучшать соотношение сигнал/шум при морской сейсморазведке без повышения себестоимости мероприятий сейсморазведки, но и делает практически возможным применение в широких масштабах метода воздушной сейсморазведки, что открывает перспективы для радикального снижения себестоимости сейсморазведки в труднопроходимых, лесистых, а также населенных местностях.

Одновременно может быть достигнут большой экологический эффект в виде невырубки просек для проезда источников возбуждения и ненанесения ущерба экологически ранимым поверхностям тундры и других природных экосистем, в том числе на природоохраняемых и особо природоохраняемых территориях.

Краткое описание чертежей. На чертежах:

Фиг.1 - схема расположения приемников и источников в двумерном случае. Схема иллюстрирует выборку приемников и источников в упрощенной ситуации профильных наблюдений;

Фиг.2 - схема, описывающая алгоритм действий при получении фиктивных сейсмограмм для осуществления заявленного способа;

Фиг.3А - схема, иллюстрирующая расположение источников и приемников относительно различных физических сред, для которого возможно применение заявленного изобретения, согласно первому из возможных вариантов осуществления изобретения;

Фиг.3Б - схема, иллюстрирующая расположение источников и приемников относительно различных физических сред, для которого возможно применение заявленного способа, согласно второму из возможных вариантов осуществления изобретения;

Фиг.3В - схема, иллюстрирующая расположение источников и приемников относительно различных физических сред, для которого возможно применение заявленного способа, согласно третьему из возможных вариантов осуществления изобретения;

Фиг.3Г - схема, иллюстрирующая расположение источников и приемников относительно различных физических сред, для которого возможно применение заявленного способа, согласно четвертому из возможных вариантов осуществления изобретения.

На всех чертежах одинаковые элементы обозначают подобные, но не обязательно идентичные объекты.

Осуществление изобретения.

Принципиальная схема осуществления изобретения изложена на Фиг.2.

Первый из возможных вариантов осуществления изобретения изображен на Фиг.3А и включает в себя заявленный способ формирования первичных сейсмограмм для последующей обработки данных сейсморазведки при расположении реальных источников (6) в воздушной среде и приемников (3) и фиктивных источников (4) в каждой точке приема или в некоторых точках приема на границе воздуха и упругой среды (1) или внутри упругой среды на небольшой глубине до 50 метров от границы раздела воздуха и упругой среды (1).

Второй из возможных вариантов осуществления изобретения схематично изображен на Фиг.3Б и включает в себя заявленный способ формирования первичных сейсмограмм для последующей обработки данных сейсморазведки при расположении реальных источников (6) в водной среде и/или на границе водной и воздушной сред (2) и приемников (3) и фиктивных источников (4) в каждой точке приема или в некоторых точках приема на границе воды и упругой среды (8) или внутри упругой среды на небольшой глубине до 50 метров от границы раздела воды и упругой среды (8).

Третий из возможных вариантов осуществления изобретения схематично изображен на Фиг.3В и включает в себя заявленный способ формирования первичных сейсмограмм для последующей обработки данных сейсморазведки при расположении реальных источников (6) в воздушной среде и приемников (3) и фиктивных источников (4) в каждой точке приема или в некоторых точках приема на границе воды и упругой среды (1) или внутри упругой среды на небольшой глубине до 50 метров от границы раздела воды и упругой среды (1).

Четвертый из возможных вариантов осуществления изобретения схематично изображен на Фиг.3Г и включает в себя заявленный способ формирования первичных сейсмограмм для последующей обработки данных сейсморазведки при расположении реальных источников (6) на льду и/или другом плавающем теле (7) и приемников (3) и фиктивных источников (4) в каждой точке приема или в некоторых точках приема на границе воды и упругой среды (8) или внутри упругой среды на небольшой глубине до 50 метров от границы раздела воды и упругой среды (8).

Область применения изобретения не ограничивается исключительно вышеприведенными вариантами.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе сейсморазведочных работ. В заявленном способе сейсморазведки упругие колебания возбуждаются многократно под различными зенитными углами относительно точек приема в воздухе, в воде или на плавающем на поверхности воды твердом теле. Упругие колебания регистрируются датчиками, расположенными на поверхности земли, дне водного бассейна или внутри упругого полупространства и запоминаются в цифровом виде. Далее формируются сейсмограммы для фиктивных источников, расположенных в каждой точке приема, путем суммирования записей в каждом сейсмоприемнике с опережающими задержками, равными временам пробега от фактических источников колебаний до выбранных фиктивных источников, контролируемыми по времени регистрации первого вступления в точке размещения фиктивного источника. Технический результат - повышение точности разведочных данных за счет улучшения соотношения сигнал/шум. 6 ил.

Способ сейсморазведки, характеризующийся тем, что упругие колебания возбуждаются многократно под различными зенитными углами относительно точек приема в воздухе, в воде или на плавающем на поверхности воды твердом теле, упругие колебания регистрируются датчиками, расположенными на поверхности земли, дне водного бассейна или внутри упругого полупространства и запоминаются в цифровом виде, отличающийся тем, что с целью улучшения соотношения сигнал/шум формируются сейсмограммы для фиктивных источников, расположенных в различных точках приема, путем суммирования записей в каждом сейсмоприемнике с опережающими задержками, равными временам пробега от фактических источников колебаний до выбранных фиктивных источников, контролируемыми по времени регистрации первого вступления в точке размещения фиктивного источника.