СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1972 года по МПК G01V1/30 

Предлагаемый способ обработки сейсмической информации включает в себя расчленение сейсмогеологического разреза иа участки с различными акустическими жесткостями, а также количественные исследования сейсмического волнового ноля. Способ может быть применен для исследования материалов, полученных внутри среды при вертикальном сейсмическом профилировании (ВСП).

Известны способы обработки сейсмической информации, осиоваиные на исследовании экстремумов отдельных импульсов иа амплитудных или энергетических записях, полученных в каждой точке приема в виде зависимости от времени.

Однако обработка сейсмической информации известными способами затруднена из-за обилия волн и сложности прослеживания отдельных импульсов, искаженных интерференционными явлениями. Особенно это относится к способу ВСП, где сложность следующей за областью первых вступлений записи усугубляется присутствием падающих волн. Вместе с тем ограничиться обработкой отдельных волн невозможно, так как в таком случае не будет использована полезная информация, содержащаяся в волновой картине в целом.

производимые ссйсмозаписи, полученные, папример, при вертикальном сейсмическом профилировании в каждой точке исследуемой среды вдоль направления, пересекающего искомые границы и преобразованные в квадратичную форму, интегрируют в пределах заданного интервала времени, а интегральные величины представляют в виде зависимости от глубины, по нзмепенням которой судят о наличии геологических границ.

Интегральные величины можно получить по сейсмозанисям, нреобразованным в одноноля рную форму.

Способ осуществляется следующим образом.

При падении плоской упругой волны PI нормально на сейсмпческую граипцу возникают отражения PU и проходящая PIS волны. На границе раздела при этом выполняется условие равенства смещений

Л(Р,)+(Рп)Л(Р,о).

(1)

в соответствии с теоремой о сохранеппп 25 полного импульса можно записать тождество

A(P,) + A(P,,)(P,,)d(,

(2)

для которых берутся интегралы в правой и левой частях равенства (2).

Если па границу раздела падает серия волн, то каждая из них образует свою отраженную и нроходящую, независимо от того, из какой из двух граничащих сред она падает на границу. Для каждой волны сираведлнво равенство (2). При этом существенно, что в формулу (2) входят интегральные величины амнлитуд, а интегрирование нрактически производится в пределах длительности каждого импульса. Преобразование сейсмозаписи в квадратичную форму (амплитуда заменяется ее квадратом в каждый момент времени) и последующее ее интегрирование приводит к нарушению соотнощения суммарных волновых полей но обе стороны от границы двух сред, различающихся по акустической жесткости, т. е. к нарушению равенства (2) при замене Л на Л. При этом очевидно, что переход из слоя с большей акустической жесткостью pv будет отмечен увеличением интегральных величин амплитуд.

Другими факторами, нриводящими к изменению амплитуд при переходе из одной ереды в другую, являются поглощение и геометрическое поглощение. Однако функции, описывающие оба этих параметра, являются непрерывными на границе раздела и не приводят поэтому к скачкообразному изменению амплитуды Б ее окрестности.

Для количественного исследования сейсмического волнового поля воспроизводимые сейсмозаписи предварительно переводят в однополярную форму, при которой регистрируемым знакопеременным импульсам соответствуют импульсы одной и той же полярности. Сопоставление интегральных величин амплитуд волн различных типов, полученных путем интегрирования такой записи в заданных интервалах времени, вмещающих волны рассматриваемых типов позволяет определять соотношение интенсивностей этих волн.

В соответствии с предлагаемым способом производятся следующие операции. Берут воспроизводимые записи ВСП (магнитные пленки), полученные при достаточно жестком прижиме скважинного прибора к стенке скважины при помощи стабильно работающей аппаратуры с надлежащим коптролем условий возбуждения колебаний и чувствительности сейсмических каналов. Преобразование сейсмических записей в одпополярную и квадратичную форму осуществляют как на ЭЦВМ, так и на аналоговых машинах.

Обработка проводится в два этапа. Па первом этапе определяют границы пластов, различающихся по акустическим свойствам, т. е. устанавливают, какая из двух граничащих сред имеет большую и какая - меньшую акусткческую жесткость. Для этого амнлитуду записи, преобразованной в квадратичную форму, интегрируют в определенном интервале времени и полученную интегральную величину амплитуд представляют в виде

графика зависимости от глубины (или координат точки нриема). Искомая граница на графике выделяется по скачкообразному изменению интегральной величины амнлитуд, причем среде с меньшим значением ру соответствует повышенная интегральная величина амплитуд.

На BTOpOiM этапе обработки проводится количественный анализ сейсмозаписей, преобразованных в однополярную форму. Если положение границы известно, то обработка ограничивается лишь этим, вторым этапом. Обработка сейсмозаписей начинается с расчленения волнового ноля на четыре группы волн: / - волны, падающие из первой среды на границу раздела; //-волны, проходящие из первой среды во вторую, плюс волны, отраженные от этой границы во вторую среду (неразделенная группа волн); //У - волны, падающие из второй среды на границу раздела; IV - волны, проходящие из второй среды в первую, плюс волны, отраженные от этой границы в первую среду (неразделенная группа волн). Это расчленение можно нроизводить любым известным способом (направленное группирование, веерная фильтрация н др.), проще всего - на оптическом фильтре. Пзмеряя интегральные амплитудные характеристики каждой из четырех групп волн, определяют отражающие и преломляющие свойства граннцы. В случае когда имеется по три группы волн в каждом анализируемом интервале, задача существенно упрощается.

По предлагаемому способу считывание интегральных величин амнлитуд в анализируемом интервале времени, включающем длительность имнульса или существенно большую длительность (вплоть до времени регистрации от первых вступлений до фона микросейсм), осуществляют на ЭЦВМ либо в аналоговом виде, например, на оптическом фильтре путем сканирования записи, считывающей щель с фотоэлементом, и носледующего измерения фототока после его усиления. При считывании допустимо усреднение записи на нескольких соседних трассах, количество которых определяется степенью детальности анализа.

Изучение коэффициентов отражения и прохождения предлагаемым способом затрудняется, если отраженные и проходящие волны формируются тонкими слоями и пачками, состоящими из тонких слоев. В этом случае для анализа следует выбирать те интервалы времен па записи, за которые проходящие и отраженные волны регистрируются в чистом виде, как и нороладающие их падающие волны.

Предмет и з о б р е т е ь и я

упругих колеоаний в средах с различными акустическими жесткостями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения местоположения границ, разделяющих среды с различными акустическими жесткостями, воснроизводимые сейсмозаписи, полученные, например, прп вертикальном сейсмическом профилировании в каждой точке исследуемой среды вдоль направления, пересекающего искомые границы, и преобразовапные в квадратичную форму, интегрируют в пределах заданного интервала време И1, а интегральные величины представляют в впде зав1 с;1мостп от глубины, по изменениям которой судят о наличии геологических границ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интегральные величины получают по сейсмозаписям, преобразованным в одпонолярную форму.