Способ вибросейсмической разведки Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для повышения глубинности сейсмических исследований.

Известен способ вибрационной сейсморазведки, согласно которому для увеличения глубинности исследований частотный диапазон развертки ЛЧМ-сигнала выбирается равным эффективной ширине частотной характеристики среды для наиболее глубоких отражений 1.

Такой способ не обеспечивает максимально возможное отношение сигнал/помеха для глубоких отражений и приводит к значительному ухудшению .разрешенности записи на малых временах.

Наиболее близок к предлагаемому способ сейсмической разведки, заключающийся в воздействии на среду импульсом длительностью не более 10 мс, регистрации ответной реакции среды каналами расстановки, многократном возбуждении зондирующего сигнала, совпадающего с ответной реакцией среды, и вычислении функции взаимной корреляции между зарегистрированными при этом колебаниями и ответной реакцией среды 2.

Недостатком этого способа является то, что ответная реакция среды представляет собой разновидность импульсных последовательностей, для которых процедура вычисления корреляционной функции отличается повышенным уровнем помех преобразования. Указанное обстоятельство приводит к уменьшению глубинности исследования.

Цель изобретения - максимальное увеличение глубинности вибросейсмических исследований при одновременном сохранении широкой полосы частот развертки, необходимой для качественного выделения более мелких отражений.

V|

2

СО О

Цель достигается тем, что при вибросейсмических наблюдениях с использованием нелинейных разверток параметры нелинейных разверток выбираются таким образом, чтобы амплитудный спектр функции автокорреляции разверток совпадал с совокупностью амплитудно-частотной характеристики системы вибратор - грунт и среды для наиболее глубоких отражений, представляющих разведочный интерес, деленной на амплитудный спектр мощности микросейсм, Такое требование выполняется при условии

-2$TJfb

dr

H(f)/B(f),

где R(r) - главный максимум функции автокорреляции управляющего вибросейсмического сигнала, используемого для возбуждения колебаний;

H(f) - совокупность амплитудно-частотная характеристика, определяемая произведением частотных характеристик системы вибратор - грунт, регистрирующей аппаратуры и геологической среды для наиболее глубоких отражений, представляющих разведочный интерес;

B(f) - амплитудный спектр мощности микросейсм;

f - частота колебаний в герцах;

г-| и га - значения г, ограничивающие область главного максимума функции автокорреляции и приблизительно равные соответственно - 100 мс и 100 мс.

Предложенный способ обеспечивает реализацию оптимальной фильтрации обнаружения на этапе возбуждения колебаний, г.е. позволяет максимально эффективно использовать энергию сейсмического излучателя.

Для того, чтобы одновременно с увеличением глубинности исследований обеспечить качественное выделение мелких отражений, частотный диапазон нелинейных разверток должен иметь ширину не менее 1-42 октав. В связи с тем, что сейсмические сигналы, отраженные от неглубоко залегающих границ, характеризуются обычно повышенными значениями отношение сигнал/помеха, неравномерность спектральной плотности возбуждаемых колебаний в основном будет компенсироваться для мелких отражений при использовании алгоритмов обратной фильтрации.

Способ может быть реализован в следующей последовательности операций.

На исследуемой площади возбуждают и регистрируют относительно широкополосные ЛЧМ-сигналы, у которых максимальная частота разверток равняется не менее 6080 Гц. Путем спектрального анализа корре- лограмм, полученных с использованием ЛЧМ-сигналов, или же спектрального анализа колебаний на временных разрезах ОГТ, рассчитанных с применением таких

коррелограмм, определяют совокупную частотную характеристику H(f). Возможен и другой вариант определения H(f), заключающийся в вычислении синтетических импульсных сейсмограмм и спектральном

анализе этих сейсмограмм.

Дополнительно с использованием рабочей расстановки сейсмоприемников осуществляют регистрацию микросейсмических- колебапий.Для получения зависимости B(f)

выполняют спектральный анализ микросейсм. Известно, что характеристики микросейсм достаточно устойчивы по площади, поэтому, как правило, для реализации способа можно использовать одну зависимость

B(f). Однако могут быть условия, для которых существует необходимость неоднократного уточнения спектра мощности B(f).

После определения H(f) и B(f) задаются параметры нелинейной развертки. Нелинейная развертка состоит из непрерывной последовательности ряда узкополосных ЛЧМ-сигналов, следующих друг за другом без временных промежутков, поэтому выбор параметров развертки заключается в

задании ширины частотных диапазонов Afi и длительностей П каждого из п ЛЧМ- сигналов, входящих в нелинейную развертку. При возбуждении нелинейных разверток ширина частотных диапазонов

узкополосных ЛЧМ-сигналов обычно остается постоянной, т.е.

Afi Af/n const,

где Af - общая ширина частотного диапазона нелинейной развертки. Длительности узкополосных ЛЧМ-разверток Т| выбирают пропорциональными значениям желаемого амплитудного спектра ФАК нелинейной

развертки на частотах, соответствующих серединам частотных диапазонов конкретных ЛЧМ-сигналов.

Указанное требование выполняется при условии

Ti К H(fi)/B(fi),

где К - коэффициент пропорциональности; fi - средняя частота 1-й узкополосной ЛЧМ-развертки.

Коэффициент пропорциональности К при этом определяется из выражения

К

$ H(f,)/B(f,)

1

где Т - общая выбранная длительность нелинейной развертки.

Следовательно, скорость изменения частоты $(f) в развертке определяют из условия $(f) Д fj/Ti или в общем случае

V(f) M-B(f)/H(f},

где М - коэффициент пропорциональности, не зависящий от частоты.

Формула изобретения Способ вибросейсмической разведки, включающий возбуждение и регистрацию

вибросейсмических сигналов с нелинейным изменением частоты, определение совокупности амплитудно-частотной характеристики среды и системы вибратор грунт H(f), корреляцию полученных виброграмм с управляющими вибросейсмическими сигналами, а также регистрацию микросейсмических колебаний и вычисление их амплитудного спектра мощности 8(f)

с последующей интерпретацией полученных коррелограмм, отличающийся тем, что. с целью увеличения глубинности и детальности разведки, скорость изменения частоты в вибросейсмическом сигнале (f)

устанавливают из условия

V (f) M

где М - коэффициент пропорциональности, не зависящий от частоты.

Использование: поиск и разведка нефтяных, газовых и рудных месторождений вибросейсмическим методом. Сущность изобретения: для возбуждения и корреляции используется нелинейно-частотно-модулированный сигнал, скорость частотной развертки которого определяется выражением i/(f) М B(f)/H(f) - совокупность амплитудно-частотная характеристика среды и системы вибратор-грунт; B(f)-спектр мощности микросейсмических помех; М - константа, не зависящая от частоты.