СЦОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ГАРМОНИЧЕСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ Советский патент 1970 года по МПК G01V1/00 

Предложенный способ относится к методи ке сейсмической разведки месторождений полезных ископаемых.

Известный способ основан «а использовании непрерьгвных гармонических колебаний, возбуждаемых в исследуемой среде с помощью вибраторов и регистр-ируемых на поверхности земли с помощью узкополосной аппаратуры.

Однако разрешающая способность этих способов значительно ниже, чем при импульснол излучении. Но при последнем используются импульсы со случайными спектрами, поскольку условия возбуждения сейсмических 1волн не контролируются. При использовании импульсов с заданными параметрами можно значительно полнее и точнее изучить свойства среды и границ раздела и повысить глубинность исследований в связи с тем, что выделение известного сигнала на фоне по,мех несравненно легче выделения из помех сигнала неизвестной формы. Следовательно, должно быть наиболее эффективным использование положительных качеств импульсного и гармонического излучений.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью повышения глубинности, детальности исследований и разрещающей способности по глубине, проводят наблюдения «а ряде частот, образующих дискретный ряд, занимаемый спектром заданного импульса. Приводят амплитуды и фазы колебаний всех частот в соответствие с амплитудными и фазовыми спектрами заданного импульса для построения сейсмических разрезов по всем частотам путем суммирования в каждой точке колебаний, считываемых вдоль расчетных годографов диффрагированных волн. Поточечно складывают разрезы, построенные для всего набора частот, и получают сейсмический разрез, эквивалентный разрезу для импульса заданной формы.

На фиг. 1 показан импульс / заданной формы; на фиг. 2 - амплитудный 2 и фазовый 3 спектры.

Предложенный способ состоит в следующе.м. Упругие колебания .могут возбуждаться в среде на любой наперед заданной частоте с помощью вибратора. Это позволяет сделать прие.мную аппаратуры весьма узкополосной

(так как спектр излучаемого сигнала по сущесгву является линией). Благодаря этому резко уменьшается уровень нерегулярных и низкоскоростных волнопомех, обладающих широкими спектрами. При наблюдениях в калчдои точке регистрируются амплитуды и фазы колебаний заданной частоты. Затем по этим данным строится сейсмический разрез по методу дифрагированных волн, для чего гармонические колебания предварительно восстанави iB таком квaзивpeмeннo i представлении вводятся в машину для построения сейсмических разрезав по методу дифрагированных волн по импульсным сейсмограмма.м. При этом на разрезе для каждой отражающей границы получается множество изображений различной формы, которые накладываются друг на друга (от разных границ). Очевидно, среди этого множества ippaHHU есть и такие, которые совпадают с реальными границами в среде как по форме, так и по лоложению ,на разрезе.

Для получения сейсмических разрезов при наблюдениях гармонического излучения на ряде частот, располагающихся внутри спектра импульса заданной формы, необходимо при восстановлении гармонических колебаний на каждой частоте и в каждой точке наблюдений обеспечить соответствующие спектру импульса амплитудные и фазовые соотношения. При восстановлении колебаний основная частота, соответствующая максимуму амплитудного спектра им.пульса, принимается за исходную, т. е. амплитуда ее в некоторой опорной точке (на излучателе) принимается за единицу, а фаза - за нуль. А.мплитуды колебаний для всех остальных частот умножаются на нормировочный множитель, выбранный таким образом, чтобы для каждой частоты выполнялось условие:

Ь

где Ло и Л - амплитуды составляющих спектра заданного импульса для нулевой и любой другой выбранной частот, соответственно; Uo и L -соответственно, амплитуды колебаний источника (вибратора) на основной и выбранной частотах (амллитуду колебаний на любой частоте можно точнее определить в среде в непосредственной близости от вибратора); ki-нормировочный множитель, обеспечивающий .приведение амплитуд наблюдаемых гармонических колебаний .к величинам, пропорциональным амплитудам соответствующих частотных составляющих спектра импульса.

Фазы для наблюдаемых колебаний также приводятся к фазам составляющих спектра «мпульса. С этой целью во все зарегистрированные фазы гармонических колебаний различных частот (кроме основной частоты) вводятся положительные и отрицательные поправки за фазу (сдвиги по фазе), равные по величине фазовым сдвигам для соответствующих частот в спектре имлульса.

Затем все колебания для различных точек наблюдения на каждой из частот восстанавливаются в виде временного процесса, начинающегося в спределенный (по фазе) момент времени. По этим колебаниям как но сейсмограммам для импульсного излучения строятся сейсмические разрезы, которые затем суммируются во всех точках.

и обрабатываться в машине с целью построеия разреза совместно. Кроме того, наблюдения также могут проводиться одновременно на всех частотах при помощи узкополооных

фильтров и при условии, что вибратор (или ряд вибраторов) излучает набор чистых гармонических колебаний одновременно.

Для практической реализации предложенного способа необходимо иметь вибраторы, способные излучать гармонические колебания на ряде дискретных частот, крайние из -которых отличаются в 3-4 раза, сейсмоприемники, расставленные по .профилю и соединенные проводами со станцией, обладающей узкополосным усилителем с перестраиваемой частотой (в диапазоне частот вибратора), измерителем амплитуды синусоидального напряжения и фазометром. Измерительная аппаратура, выполненная в виде одного канала, может поочередно подключаться ко всем каналам приема колебаний (ко всем приемникам).. Станция осуществляет регистрацию ампли.туд фаз колебаний различных частот во всех точках наблюдения, расположенных вдоль

профиля по обе стороны от источника или вокруг источника при площадных наблюдениях. .Данные наблюдений после ввода амплитудного .нормирующего множителя и дополнительного фазового сдвига для каждой из частот в соответствии со спектром (амплитудным и фазовым) заданного для исследования импульса используются во временном представлении для построения сейсмических разрезов для каждой из частот с помощью устройства для преобразования импульсных сейсмограмм в разрезы - изображения среды. Затем полученные разрезы складываются между собой, образуя такой же разрез, как ив случае использования при разведке импульса заданной частоты.

Предлагаемый способ сейсмической разведки .может применяться как при разведке малых .глубин (в рудной геофизике), так и на. больших глубинах .при разведке нефтяных и

газовых месторождений.

Предмет изобретения

Способ сейсмической разведки с непрерывным гар.моннческим излучением, возбуждаемым в среде с помощью вибраторов .и регистрируемым на поверхности зегали с помощью узкополоспой аппаратуры, отличающийся тем,

что, с целью повышения глубинности, детальности исследований и разрешающей способности по глубине, проводят наблюдения на ряде частот, образующих дискретный ряд, занимаемый спектром заданного импульса, приводят

амплптуды и фазы колебаний всех частот в соответствие с амплитудными и фазовыми спектрама-1 заданного импульса для построения сейсмических разрезов по всем частотам путе.м сум-мирования в каждой точке колебаний,

дифрагированных волн, поточеч-но складывают разрезы, построенные для всего набора частот, и получают сейсмический разрез, эквивалентный разрезу для импульса заданной формы.