Способ сейсмической разведки Советский патент 1986 года по МПК G01V1/00 

15

20

25

Изобретение предназначено для исользования в сейсморазведке с незрывными источниками упругих колебаний.

Цель изобретения - повьппение по- , ехоустойчивости способа и глубин- ости исследований путем управления спектром возбуждаемого сигнапа, крое того повьпиение разрешающей способности за счет расширения спектра Q возбуждаемого сигнала.

Пары посьшо к сигнапа возбуждения формируют в виде отрезков синусоидального, сигнала с определенным числом полупериодов несущей частоты. Изменение числа приводит к изменению формы спектра воз буждаемого сигнала и его положению на оси частот. Это дает возможность сформировать необ- ходимый спектр, отстроиться от волн- помех и тем самым повысить помехоустойчивость способа и глубинность работ. Минимальный уровень корреляционных шумов обеспечивается формированием возбуждаемого сигнала на основе дополнительных последовательностей. Погрешности в работе источника возбуждения слабо влияют на корреляционные свойства сигнала, а сам источник возбуждения существенно проще, так как возбуждаются отрезки какой-то одной несущей частоты.

На фиг, 1 приведены характеристики возбуждаемого сигнала; на фиг,2 - блок-схема устройства, реализуюш,его способ.

На фиг, 1 обозначены: а. и 5 - пара посылок возбуткдаемого сигнала, 6 иг.- функции автокорреляции (ФАК) , соответствующие посыпкам а. и 6 , g - сумма ФАК Виг посылок а и 6 ,

На фиг.. 2 представлены генераторы 1-3 несущей частоты, выходы ко- т.орых соединены через коммутатор 4 частот с входом фазовращателя 5 180 и с входом коммутатора 6 несущей частоты, выход синхронизации коммутатора 4 частот соединен с синхронизирующим входом генератора 7 кода 50 дополнительных последовательностей, выходы генератора 7 кода соединены с управляющими входами коммутатора 8 инвертированной несущей частоты и с управляющим входом коммутатора 6, 55 выходы коммутаторов 6 и 7 соединены с входом блока 9 управления установкой возбуждения.

30

35

40

45

5

0

5

0 5

0

5

0

5

Способ выполняется в следующей последовательности.

Возбуждают посылку а .. состоящую из отрезков синусоидального колебания с определенным одинаковьгм числом полупериодов в отрезке (), начальная фаза колебаний (О или1 ) в каждом отрезке определяется кодом первой дополнительной последовательности. Посьшкеа соответствует код 1, 1-1.1, 1,1,1,-1,

Через интервал времени Т, равный времени прохождения сигналов от наиболее глубоких слоев, возбуждают вторую посылку 8 , состоящую из отрезков синусоидального колебания с определенным числом полупериодов в отрезке (), начальная фаза колебаний (О илиИ) в каждом отрезке определяется кодом дополнительной последовательности, Посьшке 5Г , соот- ветстЕ ует код 1,1 -I,,-,-,-,.

Запись регистрируют на магнитный носитель или в твердую память. Производят раздельное преобразование в импульсную форму путем вычисления функции взаимной корреляции (ФВК) зарегистрированных сигналов с управляющими сигналами обеих посылок соответственно. Производят суммирование полученных ФВК и регистрацию результатов,,

Изменением числа полупериодов в отрезке меняется ширина спектра возбуждаемого сигнала, изменением несущей частоты сигнала изменяется частота максимума спектра. Корреляционные свойства предлагаемого сигнала возбуждения, т.е, степень подавления корреляционных шумов, будут высокими, так как он построен по закону дополнительных последовательностей, Выбор числа полупериодов в отрезке и несущей частоты обусловлен конкретными геологическими условиями и поставленной задачей,

П р к м е р„ Пусть известно, что - .спектр полезного сигнала лежит в полосе 40-60 Гц с максимумом на частоте 50 Гц. Максимум спектра поверхностной волны-помехи находится в области 30 Гц. При широкополосном возбуждаемом сигнале, наряду с полезным сигналом будет присутствовать интенсивная поверхностная волна-помеха. Для ее подавления частоту генератора 1 несущей устанавливают равной частоте максимума спектра полезного сигнала, т.е. 50 Гц. Сигнал

1

несущей поступает через коммутатор 4 на коммутатор 8 и на вход фазовращателя 5, с выхода которого поступает на коммутатор 6. Генератор 7 кода дополнительных последовательностей (синхронизируемый через коммутатор 4 частот генератором 1) управляет работой коммутаторов 8 и 6 таким образом, что на вход блока 9 управления установкой возбуждения поступают отрезки несущей либо с выхода коммутатора 8, либо с коммуттора 6, т.е. на входе блока 9 управления сигнал будет иметь вид посыпо а и S (фиг. 1), Чтобы спектр был достаточно узким и не содержал частот волн-помех, число полупериодов в каждом отрезке ь берут равным 3. Спектр сигнала, сформированного из отрезков с такими параметрами, соответствует спектру полезного сигнала (40-60 Гц). При этом интенсив- , ность возбуждаемой поверхностной волны-помехи уменьшается в 5-6 раз. Поэтому при проведении профильных работ потребуется меньше времени для накопления необходимой знергии полезного сигнала, качество материала будет выше по причине уменьшения помех. Следовательно возрастает производительность, а также глубинность работ, чем и определяется экономическая эффективность способа.

Таким образом, частота генератора 1 несущей устанавливается равной частоте максимума .:пектра полезного сигнала. Ширина спектра определяется числом полупериодов в отрезке н и выбирается исходя из конкретных условий. Для этого нужно изменить частоту генератора 7 кода дополнительных последовательностей, при это коммутаторы 6 и 8 будут коммутироват отрезки несущих с необходимым числом п. Для повышения разрешакяцей способности сейсморазведки путем расвшре- ния спектра возбуждаемого сигнала и повышения эффективности подавления низкочастотных помех и компенсации поглощения высокочастотных составляющих изложенные операции производят неоднократно, причем возбуждение осуществляют серией посылок с различной частотой несущей. При этом длительность отрезков синусоидального сигнала в посыпках устанавливают, исходя из требуемой ширины спектра ФАК посылок серии, а несущие частоты сигнала посылок смещают

263/44

относительно, друг друга на величину, равную или меньшую ширины спектра ФАК Посыпок, минимальная суммарная длительность посылок серии должна быть такой, чтобы после корреляционного преобразования виброграммы амплитуда полезного сигнала превышала фон случайных помех не менее, чем в три раза. После проведения нёсколь- Q ких сеансов возбуждения и приема в соответствии с изложенными операциями производят суммирование полученных ФВК и регистрацию результата.

Для возбуждения сигнала с равно- 5 мерным, близким к трапецеидальному, спектром в полосе частот 40-80 Гц и исключение низкочастотной области, где наблюдается высокий уровень промьш1ленньгх шумов и поверхност- 2Q ных волн-помех, генерируют серии посылок с различными значениями несущей: 75, 60 и 45 Гц.

По окончании первой посыпки ( 75 Гц) коммутатор 4 частот под- 25 ключает к входам устройства генератор 2 второй несущей ( 60 Гц) к формируется вторая посыпка. Далее коммутатор 4 частот подключает к входам коммутатора 8 и фазовращателя 5 генератор 3 третьей несущей (f, 45 Гц), и формируется третья по- . сыпка.

Частота генератора кода для второй и третьей посылок сохраняется той же, что и в первой посыпке, что 35 обеспечивает постоянство длительности коммутируемых отрезков несущих . частот для всех посылок. Спектр сформированного сигнсша будет иметь форму, близкую к трапеции в полосе 40- 80 Гц, что и требуется. При необходимости можно расширить спектр, увеличивая число посылок с соответствующими несущими частотами. Чтобы получить спектр с меньшей крутизной спа- 5 ДОН, частоту генератора кода следует установить более высокой, чтобы отрезки несущей имели длительность 1,5 периода { .

50

Формула изобретения

1. Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении упругих колебаний разнесенными во времени сериями воздействий, каждая из которых состоит из двух дополнительных одна к другой и разнесенных во времени последовательностей разнонаправленных импульсов, регистрации колебаний, раздельном получении импульсных сейсмограмм путем вычисления корреляционной функции и их суммировании, отличающий- с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения глубинности путем управления спектром возбуждаемого сигнала, последовательности состоят из отрезков гармонического сигнала с одинаковым числом полупериодов, причем начальную фазу сигналов на каждом отрезке устанавливают равной нулю или ТТ в соответствии с законом дополнительных последовательностей. J 2. Способ по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности за счет расширения спектра возбуждаемого сигнала, частоты гармонических 10 сигналов в последовательностях различных серий устанавливают различными, причем ширину спектра суммарной функции автокорреляции выбирают равной ширине заданной полосы частот

Изобретение направлено на повышение качества вибрационной сейсморазведки - повышение разрешающей способности и увеличение глубинности путем уменьшения уровня корреляционных шумов и расширения частотного диапазона метода. Первое достигается тем, что начальная фаза гармонических посылок в серии принимает значение О или П в соответствии с законом дополнительных последовательностей, а второе - дополнительно к первому путем применения серий с различной частотой несущей в посылках и последующим суммированием функций взаимной корреляции, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. to ND C3U СО

лА

Фкг./

Редактор H. Яцола

Составитель A, Алешин

Техред И.Попович Куэрректор О. Луговая

Заказ 2127/44 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

«:

00

CM f