Способ сейсмической разведки Советский патент 1979 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к способам геофизической разведки внутреннего строения Земли,в частности,к сейсмо разведке, с помощью сейсмических вол позволяющих достичь одновременно не кольких различных сейсмических проф лей выбранного геологического район Известен способ сейсмической раз ведки, при котором из точки возбуждения излучается импульс энергии, возникающие в почве сейсмические волны распространяются по различным траекториям и отражаются на границах геологических рлоев с различным волновым сопротивлением. Сейсмические приемники, расположенные определенным образом относительно точки возбуждения и друг друга, принимают отраженные волны 1. При этом в сейсмической наземнрй разведке в качестве источников возбуждения используют либо взрывчатые вещества, помещенные в скважине, укрепленной или не укрепленной обсадными трубами, либо виброисточниками . Недостатка«1 данного способа являются трудоемкость и большие затраты времени при размещении сёйсмб приемников по выбранной системе наблюдения, а также сложность синхронизации работы виброисточников. Наиболее близкое техническое решение к предложенному - способ сейсморазведки 2 для одновременного регистрирования нескольких профилей, при котором используют несколько источников импульсных сигналов и линию сейсмических приемников, расположенных между источниками сигналов, заключающийся в последовательном излучении с .помощью каждого из источников импульсов возбуждения среды, приеме и регистрации отраженных волн и их дальнейшей обработке с целью получения нужной информации. Импульсы, излучаемые каждым из источников, разделены временным интервалом, по меньшей мере, равным максимально времени Т, при котором волны, создаваемые каждым из источников, не интерфеС ируют друг с другом. Недостаток способа состоит в том, что при большом числе источников каждый из них действует вновь лимь по истечении некоторого времени г Т, а поскольку разведка геологического разреза заданного района требует закрепления устройства в течение

рйвнитёльно длительного времени, тоимость 1 км профиля раэведуемоо геологического пласта, зависящая т скорости продвижения применяемого устройствЗр значительно BoapiacTaет. - -: . -

Цель изобретения - повышение эффективности способа, ; : /

Для достижения цели, согласно предложенному способу, мсжент начала излучения каждого сигнала QT источника предадвствует окончанию приема излучения от прёдвдуадего ftcTird H«ka;v , . /- , . -Кроме того, каждый источник риг--, налов посылает один импульс; в ; течение одного цикла, длительность которого не меньше времени прохождения туда и обратно самой длинной волны, распространяющейся в иссле- . дуемойсреде.,

Каждый источник сигналов посылает вибрационный сигнал, на повторяиидийся во время излучений, причем первоНачальна;Я полярность передаваемых сигналов меняется о источника к источнику.

На фиг. 1 показан ход сейсмических лучей, генерируемых тремя -перемещающимися по трем направлениям источниками и регистрируемых одним приемником на фиг. 2 - циКЛ излучения каждого из трех источников в зависимости от времени; на фиг. За, ЗЬ, 3с - графики моментов подачи импульсов источников Ц , Ig, 19, в случае передачи, изобретенной на фиг .2, на фиг. 4 - график совокупного излучения, полученный сукадарованием графиков на фиг. За, ЗЬ и 3с; на фиг.. 5 - направления излучения каждого из трех источников в случае,когда каждый передает один вибрационный сигнал, не повторяющийся в прЬйШжё ниё излучения, полярность Kotii biro меняется ,от одного 4асточнйка к Другому; на фиг. ба, бЬ, бс и 6с1 у .Вдаграмиы моментов начала излучения соответственно источников , ig, 13 и совокупности трех источников, v- /:-:-..- ;-.,...-.,,..--Для реализации способа йспЪльзуют источники излучения, например IV - ig, перемйаайт йо; разведуемрй площади, и сейсм бприемники 2 , . .« 2 р. Первый источник излучения i|, пер|©йааается вдоль; лисбвЗадающей с линией 1

1НИЙ L ,

причем последняя также перемойается с той же йкорбстйю, что и источник 1, Для того чтобы сохранить постоянным расстойние, отд якядее источник 1 от самого близкого .сейсмоприемНйка 2 , Источники 1 и 1 располагаются в одной и той же плоскости, определе«нрй линией Ь и источником 1 . Источники 1 и 18 перемещаются соответственно вдоль линий tg и Ljf параллельных каждая

линии L или Ц в случае, когда эти последние совпадают, и располагаются по обе стороны от источника 1 на расстоянии порядка величины расстояния, отделяющего источник 1 от сейсмоприемника 2 .

В этих условиях лучи, исходящие из источнику 1-f , отражаются на сегйенте пласта, представленном сегментом 8 зеркальной поверхности М. Пада(иг(ему лучу 3-j соответствует отраженный луч принимаемый приемником 2, Питающему лучу За соответствует отраженный луч З, принимаемый пришдаикс 2р. То же самое для лучей, йсхсяящих о других источников igH l, которые отражаются сьответственнр на сёгмейтах а и ЕЗ плоскости М, Причем расстояния е Еа н э и составляют половину расстояний LI Lg; ЦЬз и be Ц. .

Спосо согласно изхгбретению, позволяет получить сведения; св11язанные с В, g или РЗ Для этого рас-сйотрим два цикла излу 1ения от трех источников 1, IB и ig в зависимости от времени. ..;:- . ... .

Предположим (фиг. 2), что цикл излучения cpoTBeTCtByeT излучению импульсов, посьшаемнх каж;1ым , источником iv, Ig или ig. Цикл записи определяется как увеличенная на время оС (б с) последовательность посылок, каждая из KOTOJPHX передается одним из трех истрчник OB 1 , Ig или 1з, где а - максимальное время записи, т.е. время прохождения туда и обратно наиболее длинной волны, распространянмцейся в исследуемой среде.-;.; /-.. ....: ,-,.:,; -.. - -. : .

гТаким образом , между последним

моментом излучений и первым моментом передачи существует интервал бремени, по Меньшей мере, равный б сек ... , ;;. .Vv- ; V,. .-.

в момейт времени О источник Ц излучает импульс, причем момент излечения импульса записывается. Спустя, HSinpriviep, t вретлёни 4 мс) второй ибт. ig излучает импульс, шмёнт из лучени Я к от орОго записывается. Трети источник Дз излучает через период (и-l)t; после излучения второго источника Ig, т.е. 29 X 4 мс. По-прежнему с записью момента излучения. Эта первая ;эапись должна, таким образсял, иметь ялйт ьность, по меньшей мере, равную nt (т.е. 30 х 4 мс) с добавлением времени oJ {б с) и эта длительность будет длительностью цикла записи.

Второй цикл записи начинается со Btijporo излучения первого источника 1 . ВторойИСТОЧНИК Ig излучает импульс спустя 2 f (2x4 мс) после второго излучения источника 1 , третий источник излучает импульс через период (и - 2) t (т.е. 28х4мс) после второго источника Ig. Так проирходит вплоть до 30-го излуче первого источника 1 . Общая продолжительность излучения, по мень шей мере, равна сумме интервалов времени между излучениями первого источника. Если в соответствии, с фиг. 2 построить графики моментов излучения для каждого из источников 1 Ig и 1з (фиг. За, ЗЪ, 3с)/то видно, что между каждым из моментов излучения одного и того же источника проходит врется, по меньшей мере, равное а (б с), т.е. максимальному в ремени записи. Видно так что источники 1 и 1з излучают сиг налы в то время, пока акустические волны, вызываемые источником 1, етце не достигли приемника или пря& ников. ПРИ этом излучения источников 14 , la и Ij не являютсясинхронными, поскольку они сдвинуты по отношению друг к другу согласно установленной программе излучения. На фиг. 4 показаны мсшенты излу чения источников в тсж случае, ког дай злуч е«ие осуществля етс я н епрерывнс, т.е. без остановок м©кду ка дьам циклом излучения, а приемник или приемники одновременно записйвают акустические волны, прйизводи мае источниками 1 , ij и Ц и отр жаемые сегментами 1, Cj и Pj. График излучения источников If 1г и 1з для 10 следуквдих друг за Другом цийлов записи на той же линии развертки схематически Изображен на фиг. Ь и уточнен с помсаяыо .таблицы со значениями & , д и Даз интервалов времени, умноженных на время в , равное, наорим, 4 мс, отделяющее моменты начала излучений соответственно источни- ков Ц и Ig, источникой If и 10 и источников 1й и Ig в зависимости от порядкового номера цикла записи Время одного цикла записи ряда i равно длительности Т| между начался излучения источника If и концом излучения источйика Ij с добавленная а (6 сек). В момент О источник I начинает излучать сигнал япй ельностью «7 с пгэложитепьяой ПОЙ ясности, начало ййгй.ала йоотвётствуквдей полярности фиксируется. По истечении времени Д , равного 0 с (4 мс), второй источник начинает излучать, той же длительности сигнал отрицательной полярности, причем момент начала излучения также записывается с сортветствунедей полярностью. По истечении интервала времен с момента начала излучения источника 1 , равного Звс (12 мс), исто.чник 1 начинает излучать той же длительности сигнал с отрицательной полярностью, момент начала излучения сигнала источника Ig с соответствующей полярностью фиксируется. ЗапиСь I 1, таким образом, имеет длительнрсть, равную интервалу времени между начался излучения источника l и концсж излучения источника 1з с добавлением времени прохождения наиболее длинной волны в исследуемой среде, причем названная длительность равна (T-i +а) с, т.е. (Зв«и-) или 13,012 с (см. фиг. 6а, 6d) , О§щая длительность Т записи равна (Т{+а), т.е. (9664-108+100) сили 130,384 с. Для приведенного выше примера передачи графики моментов начала излучения с соответствующей полярностью представлены на. фиг. 6а, 6Ь, бс и 6d соответственно для источников 1 , Ig, Ig, и совокупности названных источников для трех первых циклов записи, без ггёрерыйов Misawy каждым циклом. Видно, что источники , Щ, 1з излучают одновременно в том смысле, что для каждого цикла записи излучение одного из источников начинается в тот момент, когда, по крайней мере, однь из излучений двух других источников не достигло пъсле отражения от наиболее глубокого исследуемого отражателя. Однако, излучения названных источников не явлшотся синхронными, так как моменты их начал сдвинуты по отнсхиению друг к другу согласно предусмотренной программе. Для различения данных, соответствующих сеШенту R, осуществляют взаиш1ую корреляцию принятых и ааписанных сигналов с последовательностью моментов излучения источни- ка 1 , таким же стразе поступают с сигналами источников 1; и 1з : У1 (Ш А (t) -Уа (t) fa (t)+УЗ (t) ж i-3 W ;имвсшЖ означает свертываекый) .Следовательно, данные, соответсТ вукхцие каждому из источников, смеши ются во время регистрации. Если осуществляют интеркорреляцию на период а посредством приемного или приемных устройств с одной из функций излучения или определенными кодами излучения, конечный результат может быть записан в случае интеркорреляции сигналов, полученных cYj, (t): У„ (t)%fi(t) f Via (t) Жf8(t +y,{t) t fs (t), где ii(t) является функцией самоУч (t). корреляции Y (t), которая сводится к произведению единичной функции на число импульсов, излучаемых источником 1 ; (fc) функция интеркорреляции y(t) с Уд(t); (t) - функция интеркорреляции Vi(t) с VjCt). КоМ ёчный результат физически идентичен результату, который был бы получен, если бы источник деЯстррвал один. Делают таким образом, чтобы отн (ение амплитуды максимального пика УН (t), равное-П , на сумму амплиту вторичных остатков Уа (i;) и У (t) было вьше отношения амплитуд сигнал принятых в интервалы времени, соот ветствующие данным интервалам вре ни, отделяющим УЯ (-t) от каждого и указанных вторичных остатков (t и У|з (t) . Это позволяет определить искомую функцию f( (t), не учитыва вторичные члены У -щ f (( Так, -как и раньше, -для определе ния конечного результата, подобнох-о результату, который получили бы, е источники 1 или 1з действовали одни, исследуют следующиеура:внения: / .fг(th(t)() J&3(t)5i;f3(t}+Уз1тж-Г1Ш -Узг W f8(t)/ где Уеа (Ь) и УЗЗ (t) - соответствен но функции самокорреляции Уг () и УЭ (-fc) , а члены Угз (fc) , 31 вторичные остатки для каждой из рассматриваемых функций. При реализации описанного способа используют ряд приемников и три источника, расположенных по обе стороны приемников либо на том же. уровне, как в случае морской сейсмической разведки, либо на разных уровнях при наземной сейсмической разведке, причем данные обрабатываются после приведения их к одной плоскости отсчета. Таким образом, способ применен в случаях, когда имеются затруднения с синхронизацией источников и хотят в минимальное время, с минимумом оборудования получить четкие сведения по глубине. Формула изобретения 1.Способ сейсмической разведки, при котором используют несколько источников импульсных сигналов, в частности вибрационных, и ряд сейсмических приемников, помещаемых между источниками сигналов, излучают ука.занными источниками импульсы возбуждения среды, улавливают и регистрируют отраженные волны, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения эффективности способа, импульсы возбуждения среды формируют так, чтобы момент начала излучения каждого сигнала от источника предшествовал окончанию приема излучения от предыдущего источника. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый источник излучения испускает один импульс за цикл, время которого не меньше времени прохождения туда.и обратно самой длинной волны, распространяющейся в исследуемой среде. 3.Способ по п.1, отличающ и и с я тем, что каждый источник излучения испускает вибрационный сигнал, не повторяющийся во время излучения, при зтом начальная полярность излучаекаах сигналов изменяется от источника к источнику. С присоединением заявки .18529/ /18-25. . Приоритет по пунктам: 02.02.71 по пп.1 и 2; 19.05.72по п.З. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гурвич И.И. Сейсморазведка. М., 3506955, 2. Патент США . 340-7, 1967.

,. 1

Off

огв

3 / ооз

Ot

/2

10,

o,n

IL.

00.04

on

Or

Уд

У

«t

/

X

ЧX

/ рго гв

/.

г.г

/«jf

Pi/. «7ff

;«

f22S2

(put Ji

I,

f2,Jf

Jc

JL „:.

,

J

«Jif

..T

u/4

.° дзиг 6а

h

гiput.sf 2

ЦОГ2

А

i сек

ге.озг

t3,03Z

26,05e

(Риг Sc fi