Способ обработки сейсмической информации

 

О П И С А Н И Е 329492

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рос@блик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.Ч111.1969 (М 1357928 20-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.11.1972. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 28.111.1972

i!. Кл. G 01v 1, 28

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете о1ннистроо

СССР

УД К 550,834 (088.8) Авторы изобретения

М. К. Полшков, И. А. Мушин, Г. А. Шехтман и О. А. Потапов

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизичесщ методов разведки

СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

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

Известны способы обработки сейсмической информации, основанные на исследовании экстремумов отдельных импульсов на 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.

Предлагаемый способ обработки сейсмической информации отличается тем, что воспроизводимые ссйсмозаппси, полученные, например, при вертикальном сейсмическом IlpOфилировании в каждой точке исследуемой среды вдоль направления, пересекающего

5 искомые границы и преобразованные в квадратичную форму, интегрируют в пределах заданного интервала времени, а интегральные величины представляют в виде зависимости от глубины, по изменен ям которой судят о

10 наличии геологических границ.

Интегральные величины можно по i пить по сейсмозаписям, преобразованным в одноиоляриую форму.

Способ осуществляется следующим обра15 зом.

Прп падении плоской упругой волны Р, нормально на сейсмическую границу возникают отражения Рн и проходящая Р>. волны. На границе раздела при этом выполняет20 ся условие равенства смещений

A(P()+A(Pi,) =А(Р ). (1) В соответствии с теоремой о сохранении

25 полного импульса можно записать тождестго

J (A(P))+ А(Р„))Л = J АР„ Л, (2) которое справедливо независимо от формы

30 падающего импульса и точек в пространстве, 329492 для которых берутся интегралы в правой и левой частях равенства (2).

Если на границу раздела падает серия волн, то каждая из них образует свою отраженную и проходящую, независимо от того, из какой из двух граничащих сред она падает на границу. Для каждой волны справедливо равенство (2). При этом существенно, что в формулу (2) входят интегральные величины амплитуд, а интегрирование практически 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 соотношения суммарных волновых полей по обе стороны от границы двух сред, различающихся по акустической жесткости, т. е. к нарушению равенства (2) при замене А на Л . При этом очевидно, что переход из слоя с большей акустической жесткостью рО будет отмечен увеличением интегральных величин амплитуд.

Другими факторами, приводящими к изменению амплитуд при переходе из одной среды 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 в 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 контролем условий возбуждения колебаний и чувствительности сейсмических каналов. Преобразование сейсмических записей в однополярную и квадратичную форму осуществляют как на

ЭЦВМ, так и на аналоговых машинах.

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

1О

15 го

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

На втором 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 поля па четыре группы волн: I — волны, падающие из первой среды па границу раздела; II — волны, проходящие пз первой среды во вторую, плюс волны, отраженные от этой границы во вторую среду (неразделенная группа волн); П1 — 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 производить любым известным способом (направленное группирование, веерная фильтрация и др.), проще всего — на оптическом фильтре. Измеряя интегральные амплитудные характеристики каждой из четырех групп волн, определяют отражающие и преломляющие свойства границы. В случае когда имеется по три группы волн в каждом анализируемом интервале, задача существенно упрощается.

По предлагаемому способу считывание интегральных величин амплитуд в анализируемом интервале времени, включающем длительность импульса 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 последующего 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 на записи, за которые проходящие и отраженные волны регистрируются в чистом виде, как и порождающие их падающие волны.

Предмет изобретения

1. Способ обработки сейсмической информации, основанный на явлении изменения интенсивности сейсмозаписи при регистрации

329492

Составитель Л. Солодилов

Техред А. Камышиикова

Корректор Е. Миронова

Рея а кто р T. Орловская

Заказ 715/!О Изд. № 251 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская иаб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 упругих колебаний в средах с различными акустическими жесткостями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения местоположения границ, разделяющих среды с различными акустическими жесткостями, воспроизводимые сейсмозаписи, полученные, например, прн вертикальном сейсмическом профилировании в каждой точке исследуемой среды вдоль направления, пересекающего искомые границы, и преобразоваш.ыс в квадратичную форму, интегрируют в пределах заданного интервала времени, а интегральные величины представляют в вндс зависимости от глубины, IIQ изменениям

5 которой судят о наличии геологических грагнщ.

2. Способ по и. 1, от.!ичающийся тем, что интегральные величины получают по ссйсмозаннсям, преобразоганным г. однонолярную

10 форму.