Способ площадной сейсморазведки Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к сейсмической разведке на нефть и газ и может быть использовано при изучении геологического строения нефтегазоносных структур.

Перед автором стояла задача создания способа площадной сейсморазведки с многократным перекрытием, позволяющего

получать в пределах труднодоступного участка местности двумерное поле проекций общих глубинных точек, когда в окрестности этого участка только на одной стороне имеются благоприятные условия для размещения равномерной сети пунктов приема или пунктов возбуждения и площади пунктов

возбуждения и приема колебаний располагаются по разные стороны труднодоступного участка в виде геометрических фигур, ориентированных под углом друг к другу.

Известен способ площадной сейсморазведки, включающий возбуждение и регистрациюсейсмическихволнсоответственно на линиях источников и приемников крестообразной расстановки, последовательное перекрытие таких расстановок и суммирование полученных записей отраженных волн по методике общей глубинной точки.

Однако способ не может быть применен для изучения труднодоступного участка, имеющего благоприятные условия для размещения равномерной сети пунктов возбуждения или пунктов приема только на одной стороне, так как для его реализации необходимо иметь такие условия на каждой стороне труднодоступного участка.

Известен также способ площадной сейсморазведки, предусматривающий расположение по периметру труднодоступного участка местности непродольных профилей возбуждения и приема колебаний под углом друг к другу, отличающимся от нуля, непродольное однократное профилирование и получение проекций глубинных точек отражения в пределах труднодоступного участка.

Недостатком этого способа является то, что он не может быть применен для изучения труднодоступного участка, имеющего благоприятные условия для размещения равномерной сети пунктов возбуждения или пунктов приема только на одной стороне, так как для его реализации необходимо иметь такие условия на каждой стороне труднодоступного участка. Кроме того, технология способа не предусматривает использования такого эффективного методического приема, как многократное перекрытие, направленное на ослабление помех.

Наиболее близким к изобретению является способ площадной сейсморазведки, включающий размещение линий пунктов возбуждения и приема колебаний по разные стороны труднодоступного участка местности под углом друг к другу, непродольное многократное профилирование и суммирование записей по различным направлениям по способу общей глубинной точки.

В этом способе профиль возбуждения и профиль приема, образующие между собой угол, отличный от нуля, размещают по разные стороны труднодоступного участка и при неизменном положении профиля приема последовательно регистрируют колебания из всех пунктов на профиле возбуждения. После этого профиль возбуждения и профиль приема перемещают параллельно самим себе на одинаковое расстояние, но во взаимно противоположных направлениях, и снова отрабатывают эти профили, теперь уже в новом их положении. Повторяя такие перемещения и отработку профилей

0 возбуждения и приема в соответствии с требуемой кратностью перекрытия, получают на труднодоступном участке равномерную сетку общих глубинных точек.

Недостатком способа является то, что

5 он не может быть применен для изучения геологического строения труднодоступного участка, имеющего благоприятные условия для размещения равномерной сети пунктов возбуждения или пунктов приема только на

0 одной стороне, так как для его реализации необходимо иметь такие условия на каждой стороне труднодоступного участка.

Цель изобретения - трехмерное изучение геологического строения труднодоступ5 ного участка, близкого по конфигурации к параллелограмму и имеющего в окрестности условия для размещения равномерной сети пунктов приема или пунктов возбуждения только на одной стороне.

0 Поставленная цель достигается тем, что в известном способе площадной сейсморазведки, включающем размещение линий пунктов возбуждения и приема колебаний по разные стороны труднодоступного участка

5 местности под углом друг к другу, непродольное многократное профилирование и суммирование записей по различным направлениям по способу общей глубинной точки, труднодоступный участок в плане за0 ключают в параллелограмм, располагают на благоприятной по условиям местности стороне труднодоступного участка площадную расстановку сейсмоприемников с равномерным шагом между пунктами приема ДХ

5 в виде плоской геометрической фигуры, одной стороной, перпендикулярно направлению Y, выбранному параллельно боковой стороне параллелограмма, и на минимальном расстоянии от этого параллелограмма,

0 равном разности размеров площадной расстановки сейсмоприемников и параллелограмма в направлении Y, а пункты возбуждения с различными шагами Д1у и Alx в направлении Y и перпендикулярном

5 ему направлении X, изменяющимися в интервале, равном по величине шагу ДХ, и определяемыми из неравенств

(пх-1)(пх-1)ДХ

Кх

Кх

Ку

к,

где пх и Пу - число каналов площадной расстановки сейсмоприемников в направлениях X и Y;

Кх и Ку - заданные кратности перекрытия внутри параллелограмма, в который за- ключен труднодоступный участок, в направлениях X и Y,

располагают за противоположной стороной параллелограмма, начина, с этой стороны и ее продолжений, в пределах площади, имеющей также форму параллелограмма, высоту 1Х и основание у в направлениях X и Y которого и расстояния Si и $2, измеряемые в направлении X между параллельными направлению Y сторонами этого параллелограмма и площадной расстановкой сейсмоприемников определяют из соотношений:

2(пх-1)АХ Кх

+ ихДХ

ly Ly +dy ; S1(Kx-1)(nx-1)AX±2pi.

IN X

o2(Kx-1)(nx-1)AX

о i -,,-i- Ј. г 2 i

IN. x

где Lx и Ly - соответственно высота и основание параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, в направлениях X и Y;

Pi и Р2 - расстояния по X между параллельными направлению Y сторонами этого параллелограмма и площадной расстановкой сейсмоприемников;

dy - максимальное расстояние по Y между площадной расстановкой сейсмоприемников и ближайшей стороной этого параллелограмма или ее продолжением,

путем последовательной регистрации колебаний из каждого пункта возбуждения на всей площадной расстановке сейсмоприемников при неизменном ее положении образуют на труднодоступном участке и вокруг него произвольное поле проекций глубинных точек отражения, разбивают его на равномерную сетку квадратов со сторонами, равными половине шага АХ, производятсуммированиетрасс, соответствующих проекциям точек отражения, расположенным внутри каждого квадрата, и полученные суммарные трассы относят в плане к центрам этих квадратов.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в случае, когда изучаемый труднодоступный участок близок по

своей конфигурации к параллелограмму и с меньшей разностью площадей вписывается в него, чем в другие фигуры, например в прямоугольник, треугольник или трапецию, для существенного уменьшения количества пунктов возбуждения и доведения его до минимума, следовательно, для повышения экономической эффективности заключают этот участок в плане также в параллелог0 рамм, на одной стороне этого параллелограмма, благоприятной по условиям местности для размещения равномерной сети пунктов приема, располагают площадную расстановку сейсмоприемников с оди5 наковым шагом между пунктами приема, а на противоположной стороне параллелограмма, где невозможно развитие равномерной сети пунктов возбуждения, в зависимости от условий местности с различ0 ными шагами в пределах площади, имеющей также форму параллелограмма, размещают пункты возбуждения. Последовательно регистрируя колебания из каждого пункта возбуждения на всей площадной

5 расстановке сейсмоприемников при неизменном ее положении образуют на трудно- доступном участке и вокруг него произвольное поле проекций глубинных точек отражения, разбивают это поле на рав0 номерную сетку квадратов, производят суммирование трасс, соответствующих проекциям точек отражения, расположенным внутри каждого квадрата, полученные суммарные трассы относят в плане к центрам

5 этих квадратов, преобразовывают таким путем произвольное поле проекций точек отражения в упорядоченную равномерную сетку общих глубинных точек и обрабатывают эти данные аналогично данным, получен0 ным известными способами площадных наблюдений.

Предлагаемый способ площадной сейсморазведки в отличие от известных способов, предусматривающих размещение

5 равномерной сети как для пунктов приема, так и для пунктов возбуждения, и следовательно, требующих наличия благоприятных условий местности на двух сторонах труднодоступного участка, позволяет изучать стро0 ение таких труднодоступных участков, в окрестности которых указанные условия имеются только на одной стороне, Кроме того, в случае, когда труднодоступный участок вписывается в параллелограмм с мень5 шей разностью площадей, чем в другие геометрические фигуры, он позволяет повысить экономическую эффективность площадных наблюдений. При этом возможность ориентации плоских геометрических фигур размещения пунктов приема и пунктов возбуждения под углом друг к другу в определенных ситуациях позволяет в предлагаемом способе лучше использовать условия местности вокруг труднодоступного участка для взаимного расположения этих фигур.

На чертеже изображена схема наблюдений на плане.

На чертеже обозначено: контур 1 труднодоступного участка, параллелограмм 2, в который заключен труднодоступный участок, площадная расстановка сейсмоприем- киков, включающая пункты 3 приема с равномерным шагом АХ, пункты 4 возбуждения, расположенные в пределах площа- ди, имеющей форму параллелограмма 5, проекции в плане общий глубинных точек 6.

Способ реализуют следующим образом.

Исследуемый труднодоступный участок заключают в плане в параллелограмм, рас- полагают многоэлементную площадную расстановку сейсмоприемников с равномерным шагом между соседними пунктами приема АХ в виде квадрата, прямоугольника, треугольника или других плоских геомет- рических фигур на благоприятной в отношении условий местности стороне параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, причем одной стороной перпендикулярно направлению Y, выбранному параллельно боковым сторонам параллелограмма, и так, чтобы минимальное расстояние между площадной расстановкой сейсмоприемников и ближайшей стороной параллелограмма или ее про- должением равнялось разности размеров площадной расстановки сейсмоприемников и параллелограмма в направлении Y. Пункты возбуждения располагают за противоположной стороной параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, начиная с этой стороны и ее продолжений, в пределах площади, имеющей также форму параллелограмма. В зависимости от условий местности и заданной кратности перекрытия пункты возбуждения размещают с различными шагами Aly и Alx в направлении Y и перпендикулярном ему направлении X, изменяющимися в интервале, равном по величине шагу пунктов при- ема АХ, и определяемыми из следующих неравенств: (пх-1) (nx-i)Axt

Кх

Кх

V АХ , , л , п

-ЬАх Aly

Ку

где Пх и Пу - число каналов площадной расстановки сейсмоприемников в направлениях X и Y;

Кх и Ку - заданные кратности перекрытия внутри параллелограмма, в который за- ключен труднодоступный участок, в направлениях X и Y.

При расположении площади размещения пунктов возбуждения, имеющей форму параллелограмма, расстояния Si и $2, измеряемые в направлении X между параллельными направлению Y сторонами этого параллелограмма и площадной расстановкой сейсмоприемников, а также высоту lx и основание ly этого параллелограмма в направлениях X и Y, зависящих от размеров параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, площадной расстановки сейсмоприемников и кратности перекрытия, определяют из следующих соотношений:

(Кх-1)(пх-1)АХ

О I/- Ј. I

К х

S2

(Кх-1 )(пх-1 )АХ

±2 Р2,

2Lx+UxAX-2(n.71)AX;

К;

ly Ly +dy ;

где АХ, пх и Кх - те же обозначения, что и в

неравенстве, приведенном выше;

Pi и Р2 - расстояния в направлении X, получившиеся между параллельными направлению Y сторонами параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, и площадной расстановкой сейсмоприемников (знак PI и Р2 принимают положительным, если сторона параллелограмма выступает за площадную расстановку сейсмоприемников, и отрицательным в противном случае);

LX и Ly - высота параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, по направлению X и основание его по направлению Y;

dy - максимальное расстояние по направлению Y между площадной расстановкой сейсмоприемников и ближайшей стороной параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, или ее продолжением.

После этого путем последовательной регистрации сейсмических колебаний из каждого пункта возбуждения одновременно на всей площадной расстановке сейсмоприемников при неизменном ее положении образуют на труднодоступном участке и

вокруг него, двухмерное поле произвольно расположенных проекций глубинных точек отражения, при машинной обработке данных всей сейсмическим трассам, соответствующим указанным точкам отражения, приписывают свое расстояние источник- приемник, измеряемое по прямой, связывающей пункт возбуждения и пункт приема, вводят в полевые записи статические и кинематические поправки, определяемые известными способами, для исключения влияния верхней части разреза и спрямления годографов отраженных волн, разбивают полученное поле глубинных точек отражения на равномерную сетку квадратов подобно сетке площадной расстановки сей- смоприемников, но со сторонами, равными половине шага пунктов приема АХ, производят суммирование по различным направлениям по схеме общей глубинной точки каждой совокупности трасс по принципу принадлежности их к проекциям точек отражения, расположенным в пределах одного и того же квадрата, относят полученные суммарные трассы в плане к центру этих квадратов, преобразовывают таким путем произвольно расположенные на плане проекции точек отражения в упорядоченную равномерную сетку точек ОГТ, характеризующихся заданной кратностью внутри параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, и обрабатывают эти данные в дальнейшем аналогично данным, полученным известными способами площадных наблюдений, т.е. строят вдоль каждой линии точек ОГТ временные разрезы ОГТ, выполняют трехмерную миграцию временных разрезов, строят горизонтальные и вертикальные срезы, структурные карты и проводят интерпретацию полученной информации.

При выполнении полевых работ предлагаемым способом расстояние АХ между соседними пунктами приема (центрами групп сейсмоприемников) в площадной расстановке сейсмоприемников выбирают одинаковым в направлениях X и Y и определяют его величину известными способами в зависимости от значений кажущихся скоростей VK и видимого периода Тв регистрируемых

отраженных волн: АХ Ри СР6Д

нечастотной сейсморазведке значения Тв обычно составляют 0,03-0,04 с, а минимальные значения VK для волн, отраженных от неглубоко залегающих горизонтов, - 2000 - 2500м/с, т.е. АХ 30+50м.

Полевые наблюдения выполняются многоканальными сейсмическими станциями, в частности могут быть использованы 96-канальные или спаренные 48-канальные

сейсмостанции. Для возбуждения сейсмических волн могут быть использованы как взрывные, так и невзрывные источники колебаний. Размеры площадной расстановки сейсмоприемников в зивисимости от выбранных ее формы и количества составляющих линий пунктов приема в направлениях X и Y могут быть различными. Например, для площадной расстановки сейсмоприемников в виде прямоугольника с 96-пунктами

приема, включающего линий пунктов приема, параллельных направлению X, и линий пунктов приема, параллельных направлению Y, размеры по X и Y при м будут равны 550 и 350 м.

При высоте параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, по направлению X и основании его по направлению Y, равных соответственно ,2 км и ,9 км, площадная расстановка сейсмоприемников с вышеуказанными размерами 550 и 350 м должна отстоять от этого параллелограмма на минимальном расстоянии, равном разности размеров площадной расстановки сейсмоприемников и параллелограмма в направлении Y, т.е. на 550 м.

Кратность перекрытия Кх и Ку в направлениях X и Y внутри параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, определяют из следующих соотношений:

(пх-1)АХ

I/

40

Kv

0

5

где Alx, Aly, nx и пу - то же, что и в приведенных формулах.

При заданной кратности перекрытия внутри параллелограмма, в который заклю- 5 цен труднодоступный участок, в направлении X и в направлении Y и величинах м, , шаги между пунктами возбуждения Alx и Aly в этих направлениях в соответствии с вышеприведенными неравенствами для Д|хи Aly могут меняться в следующих интервалах:

133 м Д|х$ 183м; 50 м4 А 100м.

Размеры параллелограмма Ix и у, внутри которого располагаются пункты возбуждения, для указанных выше параметров и м в соответствии с вышеприведенными соотношениями для tx и ly составят 2633 и 1725м.

При расстояниях м и м в направлении X, получающихся между параллельными направлению Y сторонами параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, и площадной рас- становкойсейсмоприемников при вышеуказанных параметрах, расстояния Si и S2, измеряемые также по X, но между площадной расстановкой сейсмоприемников и параллельными Y сторонами параллелограмма, внутри которого размещаются пункты возбуждения, будут равны 967 и 1067 м.

При определении максимальных размеров труднодоступного участка, при которых возможно применение предлагаемого спо- соба, и следовательно, определении максимально допустимой дистанции DMax между пунктами возбуждения и относящимися к ним крайними пунктами приема площадной расстановки сейсмоприемников принима- ют во внимание известное соотношение:

DMax 2-3h,

где h - глубина изучаемой отражающей границы.

Максимальная дистанция DMax между пунктами возбуждения и относящимися к ним крайними пунктами приема площадной расстановки сейсмоприемников для рассмотренного выше примера будет равна 4600 м, что удовлетворяет приведенному в материалах заявки условию для глубин изучаемых отражающих границ м.

Сторона квадрата а, внутрь которого попадают проекции глубинных точек отраже- ния, подлежащие усреднению для получения одной точки ОГТ, выбирается равной АХ/2, Для значения м.

При использовании предлагаемого спо- соба обеспечивается возможность трехмер- ного изучения с многократным перекрытием геологического строения труднодоступных участков местности (сложный рельеф, сады и посевы сельскохозяйствен- ных культур, населенные пункты и др.), в окрестности которых только на одной стороне имеются благоприятные условия для размещения сети пунктов возбуждения или пунктов приема, и это затрудняет примене- ние известных способов площадной сейсморазведки, так как для их реализации необходимо иметь такие условия на каждой стороне труднодоступного участка. В случае, когда труднодоступный участок близок по своей конфигурации к параллелограмму и с меньшей разностью площадей вписывается в него, чем в другие фигуры, например в прямоугольник, способ позволяет существенно уменьшить количество пунктов возбуждения, необходимое для изучения исследуемого участка, и, тем самым, повысить экономическую эффективность площадной сейсморазведки. Кроме того, возможность ориентации плоских геометрических фигур размещения пунктов приема и пунктов возбуждения под углом друг к другу в опреде- ленных ситуациях позволяет лучше использовать условия местности вокруг труднодоступного участка для взаимного расположения этих фигур.

Формула изобретения Способ площадной сейсморазведки, включающий размещение линий пунктов возбуждения и приема колебаний по разные стороны труднодоступного участка местности под углом одна к другой, непродольное многократное профилирование и суммирование записей по различным направлениям, по способу общей глубинной точки, отличающийся тем, что, с целью трехмерного изучения геологического строения труднодоступного участка, близкого по конфигурации к параллелограмму и имеющего в окрестности условия для размещения равномерной сети пунктов приема или пунктов возбуждения только на одной стороне, труднодоступный участок в плане заключают в параллелограмм, располагают на этой стороне площадную расстановку сейсмоприемников с равномерным шагом между пунктами приема АХ в виде плоской геометрической фигуры одной стороной перпендикулярно направлению Y, выбранному параллельно боковой стороне параллелограмма, и на минимальном расстоянии от этого параллелограмма, равном разности размеров площадной расстановки сейсмоприемников и параллелограмма, в направлении Y, а пункты возбуждения с различными шагами А)уи А1Х в направлении Y и перпендикулярном ему направлении X, изменяющимися в интервале, равном по величине шага АХ, и определяемыми из нера(п ш

х

ПуАК

к7

-4Х$ди

(«х- ОЛХ

ДХбДЕу.

где РХ и Пу - число каналов площадной расстановки сейсмоприемников в направлениях X и Y;

Кх и Ку - заданные кратности перекрытия внутри параллелограмма, в который за- ключен труднодоступный участок, в направлениях X и Y,

располагают за противоположной стороной параллелограмма, начиная с этой стороны и ее продолжений, в пределах площади, имеющей также форму параллелограмма, высоту Ix и основание ly в направлениях X и Y которого и расстояния S1 и S%, измеряемые в направлении X между параллельными направлению Y сторонами этого параллелограмма и площадной расстановкой сейсмоприемников, определяют из соотношений

+ ихЛХ

2(nx-1)AX.

К:

1У Ly +dy ;

о1-(Кх-1)(пх-1)ДХ+

О 1 -1/.-, Ј Г 1 ,

К. x

52 (кх-1)(пх-1)дх±2р2

| х

где LX и Ly - соответственно высота и осно- вание параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, в направлениях X и Y;

0

5

0

Pi и Ра - расстояния по X между параллельными направлению Y сторонами этого параллелограмма и площадной расстановкой сейсмоприемников;

dy - максимальное расстояние по Y между площадной расстановкой сейсмоприемников и ближайшей стороной этого параллелограмма или ее продолжением, путем последовательной регистрации колебаний из каждого пункта возбуждения на всей площадной расстановке сейсмоприемников при неизменном ее положении образуют на труднодоступном участке и вокруг него произвольное поле проекций глубинных точек отражения, разбивают его на равномерную сетку квадратов со сторонами, равными половине шага АХ, производят суммирование трасс, соответствующих проекциям точек отражения, расположенным внутри каждого квадрата, и полученные суммарные трассы относят в плане к центрам этих квадратов.

К

--$, П;ПШП ЯЩй1---i

V

о о сооссо

|

с о

cj: с с-оЈJCOOCOOCOOOI CCjOc О О С ОС ОС о -.

LV/,

---- оооо о-|-

ъ-с ОО

с оо

-о оо

О ОО

с о о о

соооооооо оо°ооооооо оооооооооо

о|

Изобретение относится к сейсмической разведке на нефть и газ и может быть использовано при изучении геологического строения нефтегазоносных структур. Целью изобретения является трехмерное изучение геологического строения труднодоступного участка местности, в окрестности которого только на одной стороне имеются условия для размещения равномерной сети пунктов приема или пунктов возбуждения. Сущность способа заключается в том, что при выполнении площадных наблюдений труднодоступный участок в плане заключают в параллелограмм. Располагают на благоприятной по условиям местности его стороне площадную расстановку сейсмоприемни- ков с равномерным шагом между пунктами приема. Пункты возбуждения с различным шагом, зависящим от заданной кратности перекрытия и изменяющимся в интервале, равном по величине шагу пунктов приема, располагают на противоположной стороне параллелограмма, в пределах площади, имеющей также форму параллелограмма, размеры и величины смещения по отношению к расстановке сейсмоприемников которого определяют в зависимости от кратности перекрытия, размеров площадной расстановки сейсмоприемников и параллелограмма, в который заключен труднодоступный участок, и величин взаимного смещения их. Регистрируя колебания из каждого пункта возбуждения, образуют на труднодоступном участке произвольное поле проекций точек отражения. Разбивают его на равномерную сетку квадратов, производят суммирование трасс, соответствующих точкам отражения в каждом квадрате, относят суммарные трассы к центрам этих квадратов и получают равномерное поле проекций общих глубинных Точек. 1 ил Ьо С VI Јь -N ON СЛ 00