Способ сейсмической разведки Советский патент 1981 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к сейсмической разведке на нефтегазовые и рудные месторождения и может быть использовано при вибропросвечивании земной коры. Известен способ возбуждения сейсмических колебаний, в котором упругие волны генерируются непрерывным рядом импульсов, следующих друг за другом с линейно изменяющейся частотой. При этом также непрерывно изменяют амплитуду и преобладающую час тоту в импульсе так, что амплитудная огибающая последовательности импульсов совпадает с формой заданного спектра, а средняя частота в импуль се совпадает с мгновенной заданной частотой следования импульсов 1 . Недостатком данного способа является ограниченный динамический диапазон, а также необходимость получения совпадения огибающей амплиту ного спектра излучения с формой зада ного спектра, что усложняет конструк цию системы управления излучателем, вследствие необходимости одновременного изменения частоты следования импульсов, их амплитуд и преобладающей частоты. Известен способ и аппаратура дяя сейсморазведки продолжительными волнами, в котором предлагаются программировать работу источника двоичным кодом максимальной длительности, который не должен повторяться в течение времени, большего, нежели необходимо для распространения отражений от глубоких, горизонтов, при этом полагают, что крреляционный фон минимален 2 . Недостаток этого способа заключается в том, что за указанное время в среду может быть направлено ограниченное число импульсов (11 за 1 с). Такое количество воздействий явно недостаточно с энергетической точки зрения для обеспечения необходимой i глубинности исследования и достаточного ослабления корреляционных шумов Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении колебаний посл довательностью импульсов меняющейся амплитуды и противоположного направления 3 . Известно, что если в среду неправ ляется последовательность воздействий, то импульсная сейсмограмма является результатом корреляционной свертки зарегистрированной виброграммы с законом следования воздействий. Однако такое преобразование I неизбежно рождает помехи, так назыв мый корреляционный фон. Их наличие существенно снижает динамический диапазон регистрации. Недостаток известного способа заключается в том, чтодля ослабления боковых лепестков в 10-20 раз необходимо специально подбирать амплитуды импульсов. Следовательно, в среду посылается .существенно меньшая энергия чем та, которая могла бы быть направлена в случае воздействий на среду импульсов одинаковой амплитуды. Это обстоятельство приводит к тому, что отношение сигнал/помеха уменьшается. Кроме то го, изменение амплитуд импульсов по требует применения cпeциa lьныx устройств управления механическими ист никамиили строго дозированных ВВ. Целью изобретения является расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов. Поставленная цель достигается тем, что способу сейсмической разведки, основанном на возбуждении упругих колебаний последовательност разнонаправленных импульсов, регист рации колебаний и получении импульс ных сейсмограмм, упругие колебания возбуждают разнесенными во времени сериями воздействий, каждая из кото рых состоит из двух последовательностей разнонаправленных импульсов равных амплитуд, образуемых их двух положительных единичных импульсов исходной серии, путем суммирования пульсов первой последовательности с импульсами второй, при этом знаки воздействий во вновь полученных первой последовательности остаются неизменными, а во второй удовлет3воряют условию, что количество произведений одинаковых по номеру импульсов разных направлений в последовательностях равно при любом порядке их следования, временные интервалы между воздействиями в последовательностях равны, интервалы следования последовательностей устанавливают не менее их длительности, а полученные импульсные, сейсмограммы,соответствующие каждой последовательности, суммируют. На чертеже приведен пример серии воздействий. Серия воздействий состоит из первой последовательности 1, второй последовательности 2, временного интервала 3 между последовательностями, положительного единичного импульса , отрицательного единичного импульса 5, серии воздействий 6. Суть предлагаемого способа заключается в следующем. Возбуждение колебаний осуществляют сериями воздействий, состоящими из двух последовательностей импульсов равных амплитуд, следующих друг за другом через одинаковые промежутки времени. Направления воздействий в последовательностях выбирают таким образом, чтобы суммарные корреляционные функции обладали минимальными корреляционными шумами. Каждую серию воздействий формируют из исходной, состоящей из импульсов вида +1 и +1 путем суммирования импульсов первой и второй последовательностей. При этом знаки во вновь полученных последовательностях выбирают следующим образом. В первой последовательности они остаются без изменений, а во второй выбираются из условия, что число произведений положительных и отрицательных пар идентичных в последовательностях импульсов, в серии должно быть равным. Композиция таких серий позволяет создать общую серию воздействий, необходимую для разведки на требуемую глубину. Временные интервалы между последовательностями в сериях выбирают во всех случаях не менее, чем их длительность во избежание наложения волн, возбуждённых разными сериями. Серия воздействий может быть представлена в виде матрицы состояНИИ, в которой первые две строки соответствуют первой последовательности, а последние две строки - вто рой последовательности воздействий. 111 О 1 1 О 1 00010О 1 О 11100 01 О 000111 01 Причем в нечетных строках матрицы 1 обозначен порядок следования усилий, принятых условно за плюс-воздействие, а в четных строках 1 обозначен минус-воздействие Во всех случаях за О принят пропуск воздействия того или иного направления. В соответствии с матрицей состояний возможно осуществлени способа как источниками, способными работать в обоих направлениях, так и источниками, каждый из которых может работать только в одном направлении. Зарегистрированные колебания (аи рог|эаммы) от каждой последовательно ти воздействий сверяются с кодами, соответствующими этим последователь ностям, после чего полученные сейсм граммы суммируются. Проведению полевых наблюдений предшествует оценка энергии, необхо димой для получения отражений от на более глубоких горизонтов. Учитывая единичное усилие, которым обладает данный тип источника, определяют минимально необходимое число серий и количество импульсов в последоват ностях. Примение предложенного способа позволяет существенно расширить динамический диапазон проводимых иссл дований за счет значительного ослабления уровня крреляционных шумов кроме того, упрощается аппратурный комплекс управления вибраторами, та как не требует использования прецизионных генераторов изменяющейся частоты и других сложных устройств управления. Формула изобретения Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении упругих колебаний последовательностью разнонаправленных импульсов, регистрации колебаний и получении импульсных сейсмограмм, отли чающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона , упругие колебания возбуждают разнесенными во времени сериями воздействий, каждая из которых состоит из двух последовательностей разнонаправленных импульсов равных амплитуд, образуемых из двух положительных единичных импульсов исходной серии, путем суммирования импульсов первой последовательности с импульсами второй, при этом знаки воздействий во вновь полученных первой последовательности остаются неизменными, а во второй удовлетворяют условию, что количество произведений одинаковых по номеру импульсов разных направлений в последовательностях равно при любом порядке их следования, временные интервалы между воздействиями в последовательйостях равны, интервалы следования последовательностей устанавливают не менее их длительности , а полученные импульсные сейсмограммы, соответствующие каждой последовательности, суммируют. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 37ЭBЭ, кл. G 01 V 1/Т, 1971. 2.Патент США If , кл. ЗАО-15,5, опублик. 1966. 3.Патент США № 3326320,кл.191-05, опублик. 19б7.