Способ пространственной сейсморазведки

 

Изобретение относится к геофизическим методам, в частности к произвольным пространственным системам наблюдений в сейсморазведке с импульсными поверхностными источникам. Целью изобретения является снижение затрат на реализацию способа и повышение точности привязки координат сейсмической сети. Для этого на профиле возбуждения с помощью импульсных источников одновременно излучают сейсмические и звуковые колебания, причем звуковые колебания излучают на фиксированной высоте по вертикали от пункта возбуждения, что обеспечивает прямую видимость между источником и приемником. Звуковые колебания принимают на профиле наблюдений одновременно с сейсмическими в пунктах приема с известными координатами при помощи сейсмоприемников. При этом вычисляют удаления пунктов приема от пункта возбуждения. Импульсные источники перемещают по профилям возбуждения, пересекающим профиль наблюдения так, что точки пересечения совпадают с отдельными пунктами наблюдения. В точках пересечения устанавливают источники, возбуждают сейсмические и звуковые колебания и измеряют скорость распространения звуковых колебаний. Для обеспечения прямой видимости между источником звука и приемником предусмотрены также приемники звука, приподнятые над пунктами приема на заданную высоту. 1 ил.

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и, в частности, к произвольным пространственным системам наблюдений в сейсморазведке с импульсными поверхностными источниками. Целью предполагаемого изобретения является снижение затрат на реализацию способа и повышение точности привязки координат пунктов приема и возбуждения. Способ поясняется чертежом. Обозначения на чертеже следующие: профиль 1 наблюдения с пунктами 2 приема, профиль 3 возбуждения с пунктами 4 возбуждения. Способ осуществляется следующим образом. На карту исследуемой площади наносят предполагаемые направления профилей 1 и 3. Затем прокладывают их на местности так, что профили 3 возбуждения пересекают профиль 1 наблюдения в некоторых пунктах 2 приема. Вначале источник сейсмических и звуковых колебаний размещают в точке пересечения профилей 1 и 3 и заряжают его. После электровоспламенения порохового заряда в камере сгорания источника выделяется большое количество газообразных продуктов, которые, истекая через сопло реактивного двигателя со сверхзвуковой скоростью, во-первых, передают реактивную силу тяги через опорную плиту на грунт в импульсном режиме, возбуждая сейсмические колебания, и во-вторых, возбуждают в атмосфере звуковые колебания на фиксированной высоте над поверхностью наблюдений 4. Высота определяется длиной реактивного двигателя h_р.д. от переднего дна, упирающегося в опорную плиту 3, до среза сопла 5, где и возникает звуковая волна. Звуковые колебания от источника, распространяясь в атмосфере по прямолинейным лучам, достигают сейсмоприемников на профиле 1 наблюдения. Их преобразуют в электрические колебания и передают по кабелю на сейсмостанцию "Прогресс", где регистрируют в цифровом коде на магнитной ленте. По времени вступления звуковой волны к сейсмоприемникам и координатам пунктов 2 приема и пункта 4 возбуждения определяют скорость звуковой волны. Так, для двух сейсмоприемников с координатами (х₁, у₁, z₁) и (х₅, у₅, z₅) при координатах пункта 4 возбуждения (х₃, у₃, z₃) и высоте реактивного двигателя h_р.д.получим: (1) где r₅, r₁ - расстояние от источника звука до сейсмоприемников; τ₅, τ₁ - время вступления звуковой волны к сейсмоприемникам. Принято, что в момент возбуждения τ = 0. После замера V_зв для серии равноудаленных точек наблюдения строят график V_зв = f(z), где z - удаление от источника звука. При отсутствии нелинейных объектов имеем V_зв = const, и тогда вычисляют ее среднее значение - . В свою очередь, сейсмические колебания от источника, распространяясь в среде, достигают пунктов 2 приема на профиле 1 наблюдения и преобразуются в электрические сигналы, которые передают по кабелю на сейсмостанцию "Прогресс" и регистрируют на магнитной ленте в цифровом коде. Затем источник перемещают по профилю возбуждения на очередной пункт возбуждения, координаты которого неизвестны. Повторяют операции по заряжению, возбуждают сейсмические и звуковые колебания, принимают сейсмоприемниками сейсмические и звуковые колебания, регистрируют их на сейсмостанции. По известной скорости звука и отметкам времени вступления звука к сейсмоприемникам вычисляют координаты источника звука x_i, y_i, z_i+ h_р.д., используя систему уравнений ()² = (x₁-x_i)²+ (y₁-y_i)²+ (z₁-z_i-h_р.д)², ()² = (x₂-x_i)²+ (y₂-y_i)²+ (z₂-z_i-h_р.д)², ()² = (x₃-x_i)²+ (y₃-y_i)²+ (z₃-z_i-h_р.д)², (2) в которой неизвестными являются только х_i, y_i, z_i. Система уравнений может состоять из большего числа строк, так как число пунктов 3 приема определяется числом каналов сейсмостанции (например 48). В этом случае, по избыточной системе уравнений координаты пунктов возбуждения определяют с повышенной в сравнении с прототипом точностью. Далее источник перемещают по профилю 3 возбуждения в очередной пункт 4. Очередной раз величину скорости звуковой волны измеряют, когда в результате ряда последовательных перемещений источника по профилю 3 возбуждения, источник займет положение в точке пересечения профилей 1 и 3. Эта точка совпадает с одним из пунктов 2 приема. Поэтому координаты в этом пункте 4 возбуждения известны. Определять их нет надобности и замеряют скорость звука по описанной методике. При недостаточной интенсивности звуковой волны и невозможности точно зафиксировать время ее вступления на фоне сейсмических колебаний, а также при сложнопересеченной местности можно дополнительно использовать датчики звуковых волн, размещенные на профиле 1 наблюдений (не менее 3 на разных пунктах 2 приема) и поднятые на заданную высоту, обеспечивающую прямую видимость до источника звука. Предпочтительно, чтобы датчики звука были подсоединены каждый к отдельному служебному каналу сейсмостанции. Условие прямой видимости между источником звука и датчиком звука может быть записано в виде + Здесь приняты следующие обозначения: (x₁, y₁, z₁) и (x₂, y₂, z₂) - координаты источника и датчика звука, (х_i, y_i, z_i) - координаты любой точки поверхности земли, принадлежащей вертикальной плоскости, проходящей через источник звука и датчик звука. Положительный эффект от применения изобретения достигается тем, что определяют координаты пунктов возбуждения, а не координаты точек наблюдения. По этой причине нет необходимости в использовании дополнительных источников звука для привязки всех точек. Способ обладает повышенной точностью, так как время распространения звуковых колебаний замеряется по прямому лучу, что достигается фиксацией источника звука в воздухе на высоте, определяемой длиной реактивного двигателя.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ, включающий излучение сейсмических колебаний источниками сейсмических сигналов в пунктах возбуждения на профилях возбуждения и излучение звуковых колебаний источниками звука, прием колебаний в пунктах приема на профиле наблюдения, вычисление удалений пунктов приема от пункта возбуждения и обработку полученных данных, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на реализацию способа и повышение точности привязки координат пунктов приема и возбуждения, звуковые колебания возбуждают источниками сейсмических сигналов одновременно с сейсмическими колебаниями, источник звука располагают на фиксированной высоте по вертикали от пункта возбуждения, обеспечивающей прямую видимость между источником звука, и, по крайней мере, тремя приемниками на профиле наблюдения, прием звуковых колебаний осуществляют одновременно с сейсмическими колебаниями в пунктах приема с известными координатами при помощи сейсмоприемников, источники сейсмических колебаний перемещают по профилям возбуждения, пересекающим профили наблюдения так, что точки пересечения совпадают по крайней мере с отдельными пунктами приема, в точках пересечения профилей устанавливают сейсмические источники, возбуждают сейсмические и звуковые колебания, при этом измеряют скорость распространения звуковых колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1