Изобретение относится к области сейсморазведки. Оно позволяет расширить информацию о закономерностях изменения частотного состава сейсмических колебаний в зависимости от времени их ре1гистрации, а такл-се изучить npoiuecc формования спектра мощности сейсмической трассы и получить текущие автокоррелограммы.
В настоящее время данные о частотном составе сейсмических колебаний на аналогОВой аппаратуре получают с помощью анализаторов, нр;и этом получают спектры по дискретным, заранее выбранным участкам сейсмотрассы. При использовании анализаторов с оптическим вводом информации выбранные сейсмотрассы должны быть соответствующим образом подготовлены. На такую подготовку затрачивается много времени.
Известен способ обработки сейсмической информации, при котором используется оптическая си-стема «Оптический ф.ильтр. Использование «Оптического фильтра для частотного анализа базируется на связи дифракционных явлений с преобразованием Фурье. Способ состоит в том, что микрокопию трассы помещают в поток когерентного света и перемещают с определенной .скоростью мимо щели, вырезающей участок трассы определенной длины; одновременно с этим в фокальной плоскости перемещают фотоплеику, на которую регистрируют непрерывно изменяющуюся дифракционную картину, соответствующую спектру Фурье.
Любое сечение полученного спектра, параллельное оси частот, характеризует спектр отрезка сейсмотрассы, относящегося к соответствующему временному интервалу интегрирования. Для реализации описанного спосо.ба на стандартной аппаратуре типа «Оптический фильтр требуется создание устройств для перемещения микроконии и фотопленки, что связано со значительными техническими трудностями, особенно для перемещения микрокопии, которая помещается в сосуд с жидкостью.
В то же время изучение закономерностей изменения частотного состава сейсмических колебаний в зависимости от времени их регистрации необходимо для сейсмических исследований, в частности для обоснованного применения различных способов построения сейсмических разрезов, например частотной селекции.
Целью изобретения является разработка CHOcoi6a, позволяющего получать Мгновенный и текущий спектры непрерывно вдоль трассы на аппаратуре типа «оптический фильтр без использования дополнительных узлов.
ной плотности, DJiipi-iH}- которой устанавливают в пределах 60:-100 мм н которую располагают либо (ПОД заданным углом относительно потока когерентного света (при получении мгновенного спектра), либо вертикально, предварительно разрезав ее но диагонали (при .получении текущего .спектра).
На фнг. 1 показана блок-.схема оптической установки для обработки сейсмической информации .предложенным способом; на фиг. 2,а и б, - подготовка сейсмотрассы для получения мгно:венного спектра и соответствующий ей мгновенный сиектр; на фиг. 3,а и б,- подготовка сейсмотрассы для .получения текущего спектра и соответствующий ей текущий спектр.
Блок-схема оптической установки для обработки сейсмической информации предложенным способом (фиг. 1) содержит гелиево-нео о
ноцый газовьш. лазер 1 с длиной волны 6328 А; короткофокусный объектив 2 с диафрагмой, преобразующий плосколараллельный пучок в расходящийся; сферическую линзу 3 с фокусным фаестоянием около 80 см, преобразующую - расх.одящийся пучок когерентного света Е плоскопараллельный пучок (ФсФ-фокусное расстояние сферической линзы); «носитель разреза - резервуар 4, заполненный жидкостью, коэффициент .преломления которой равен коэффпц.иенту преломления фотопленки микрокопии; микрокопию 5 сейсмической трассы, помещенную между двумя оптическими стеклами носителя разреза; цилиндрическую линзу 6 с фокальной плоскостью 7, яеляющую.ся интегратором и осуществ.)1яющую одномерное преобразование Фурье (ц - фокусное расстояние цилиндрической линзы).
Получают мгновеиный спектр вдоль сейсмической трассы следующим образом.
Колебания одной сейсмической трассы воспроизводят на преобразователе сейсмической записи способом .переменной плотности, по возможности, с сохранением полутонов. Ширину трассы для увеличения горизонтальной развертки спектра желательно иметь порядка 60-100 лгм (при .невозможности получить такую щирину за один оборот преобразователя повторяют за.пись иесколько раз до получения нужной ширины трассы-см. фиг. 2,а).
Трассу, записанную способом переменной плотности, микрофильмируют с уменьшением в 20 раз и по-мещают в носитель разреза (фиг. 1) .под некоторым углом а относительно вертикальной оеи (оси времени). Величина Т (интервал интегрирования) связана с шириной записи d и углом а соотнощением:
Т - К-
-
sin у.
где К-коэффициент, зависящий от временного масштаба заПиси.
Помещенную в носитель разреза микрокопию трассы (фиг. 2,а) освещают пучком когерентного света, источником которого является лазер / (фиг. 1). Благодаря явлению дифракции проходящего через микроколию света временные частоты сейсмических колебаний преобразуется в пространственные частоты оптических колебаний, которые суммируются цилиндрической линзой 6 (фиг. 1), а в ее .фокальной плоскости 7 формируется мгновенный спектр.
.Полученный спектрфотографируют
(фиг. 2,6). Поскольку при фотографировании затемнение пленки связано не с амплитудой света, а с интенсивностью, т. е. квадратом амплитуды, полученный спектр выражает спектральную плотность энергии:
5.(а), ll(f)e-i-tdt. .-т
При предложенном способе обработки информации осуществляется «скользящее интегрирование .вдоль временной оси /, при этом интервал интегрирования имеет постоянную длину т.
Па фиг. 2,а и б, показана сейсмическая трасса и соответствующий ей мгновенный спектр. Числовые значения спектра выралсаются яркостью засвета фотопленки. Вертикальная шкала играет роль частотной шкалы, горизонтальная - шкалы текущего времени т.
При наклоне трассы .происходит трансформация частот, которая легко учитывается, если 1 звестен угол а. Если же нанести градуировочные линии перпендикулярно краю наклонной трассы, необходимость учета трансформации отпадает.
Текущий спектр сейсмических колебаний получают следующим образом.
Колебания одной сейсмической трассы записывают спо-собом 1переме.нной .плотности на лю|бом .преобразователе магнитной записи прп максимально возможной ширине дорожки и повторяют столько раз, чтобы обеспечить общую ширину d записи трассы .порядка 10- 20 см (фиг. 3,а).
Записанную таким .способом трассу разрезают но диагонали и .одну из половин микрофильмируют с уменьшением в 20 раз.
Микрофильм сейсмической трассы помещают в носитель разреза 4 (фиг. 1) и освещают пучком когерентного света, источником которого является газовый лазер / (фиг. 1). Бл агодаря дифракции проходящего через микрокопию когерентного света временные частоты сейсмических колебаний преобразуются в пространственные частоты оптических колебаний, и так как микроза.пись сейсмической трассы сделана способом переменной плотности, то осуществляется одномерное преобразование.
С помощью .цилиндрической линзы 6, выполняющей роль .интегратора, суммируют оптические сигналы я в фокальной плоскости 7 формируют текущий спектр (фиг. 3,6). При этом текущее время связано с шириной записи трассы d и углом среза трассы а соотношением:
Следовательно, верхний предел интегрирования непрерывно изменяется в соответствии со срезом определенной части трассы.
Скорость развертки текущего спектра по оси d aa.sHCiJT от интервала времени, для которого получают текущий спектр, ширины и угла среза записи трассы.
Полученный текущий спектр фотографируют и так как прН этом затемнение фотопленки связано с интенсивностью падающего на нее света, то спектр выражает спектральную плотность энергии
|5,()i ||fWe- 4и является спектром мощности, который можно выразить через KOipреляционную функцию исследуемой трассы соотношением:
ФХс«)://СХг). О
Таким образом, по полученному спектру можно получить текущую функцию корреляции (коррелограмму).
Текущий спектр, полученный предложенным способом, приведен на фиг. 3,6. Любое сечение этого одномерного спектра, взятое на оси d, соответствует дискретному спектр у с определенным верхним пределом интегрирования. Любой дискретный спектр может быть развернут с помощью фотометрической установки и представлен в виде графика изменения интенсивности светового потока от частоты сейсмических колебаний.
Способ прост для реализации и позволяет проводить экспресс-анализ основных закономерностей изменения частотного состава сейсмических колебаний, зарегистрированных на разных отрезках времени, а также устанавливать основные особенности процесса формирования спектра мощности сейсмических трасс.
Предмет изобретения
Способ оптической обработки сейсмической информации, основанный на преобразовании временных частот сейсмических колебаний в пространственные частоты оптических колебаНИИ, отличающийся тем, что, с целью получения спектров, изменяющихся во времени, в качестве исходной информации используют одну сейсмическую трассу, записанную способом переменной плотности, ширину которой устанавливают в пределах 60-100 мм и микрокопию которой располагают либо под заданным углом относительно потока когерентного света, либо вертикально, предварительно разрезав ее по диагонали.
f и
Фиг. 2
