Патент ссср 332398

 

33239 8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскиа

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G Olv 1/28

Заявлено 13.IV.1970 (№ 1425703/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Л11.1972. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 17Л .1972

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 550 834(088.8) Авторы изобретения

М. К. Полшков, С. А. Васильев и В. П. Голосов

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки

Заявитель

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕИ (2) где

> г„> — * ) I r,.— г

Изобретение относится к области сейсморазведочных работ и предназначено для увеличения эффективности обработки полевых сейсмических данных.

Известны способы восстановления сейсмических полей моделированием, при которых излучатели располагают в модели подобно сейсмоприемникам в натуре и воспроизводят поочередно или одновременно сейсмические записи, соблюдая равенство в моделп и натуре соответствующих критериев почобня:

ct Lz

> о>т — >— (1)

C„ I.,, где с — скорость распространения сейсмических волн; Lz„L; — характерные линейные размеры; ст,, вк — частоты распространяющихся волн.

Интерференция сигналов излучателей осуществляется либо непосредственно, либо путем накопления в фоточувствительном слое, магнитной ленте и т. и.

Предполагается, что воспроизведения сейсмических записей достаточно для восстановления картины истинного волнового поля, зарегистрированного сейсмоприемниками.

В действительности излучения принятых сигналов недостаточно для восстановления истинного, поля. В тех случаях, когда поверхность наблюдений плоская, поле когерентных волн описывается интегралом Гюйгенса-Френеля:.(, " )

f(r,â)e " = — — сов(п, r, — r)

2-,,1 ),.— r

;о(т — (1+ ds, с >, i lr,— rl

10 где S — площадка наблюдений, r, r, — радиусы-векторы точек пространства и площадки

S (соответственно, f(r, о) — амплитуда волнового поля, и — внешняя нормаль к S. Осуществляя интегрирование уравнения (2) по

15 ю для произвольного волнового поля f (r, t), получают:

+ cos (и> rg — T) д

)г,— r

332398

З0

45 r,— rJ с

3

Величина А и В описывают «нормальные», т. е. затухающие обратно пропорционально расстоянию, сферические волны с источником в точке М (г ). Отсюда и из уравнения (3) следует, что поле f (г, 1) складывается из несферических волн, излучаемых на поверхности S, обладающих диаграммой направленности cos (n,, — r), и таких, одна из которых соответствует воспроизведению сейсмотрассы, но затухает как 1/ r,— r), а другая соответствует воспроизведению производной сейсмотрассы по времени и затухает как «нормальная» сферическая волна.

Из выражения (3) следует, что истинное волновое поле не совпадает с полем излучателей сигналов, форма которых воспроизводит форму сигналов, записанных на поверхности S. Более того, при достаточно больших r, — r ) волновое поле строится из поля сигналов, формы которых воспроизводят формы временных производных, а не самих сигналов на поверхности наблюдений. В общем случае имеется вклад сигналов, совпадающих по форме с записанными на поверхности, но затухающих с удалением от излучателя, в отличие от «HopMBJIbHQH» сферической волны как величины, обратной квадрату расстояния от излучателя.

В случае неплоской поверхности наблюдений 5 и произвольного поля 1 (r, 1) имеется таки е вклад сферических волн, излучаемых на .поверхности, амплитуда которых пропорциональна нормальной к поверхности производной волнового поля, что следует из структуры обобщенного интеграла Гюйгенса-Френеля! r,— г( д/ г.„1—

f(r, t) = — ) — +

of (ㄠt — 1 (- tr — r(1

cos(n r,— r) 1, с ) +

cJr,— r ) Ot

Предложенный способ предусматривает следующие операции:

1. После того как в дискретном множестве точек на поверхности или линии наблюдений получены в воспроизводимой форме записи временного хода волнового поля и его нормальной к поверхности наблюдений производной, в модельной среде располагаются излучатели подобно тому, как располагались приемники поля в натуре, которые последовательно или одновременно излучают волны двух или трех типов: а) волны первого типа, несферичесы1е, имеют диаграмму направленности cos (n,,— — r) и затухают с удалением от излучателей, 5

4 как величина, обратная квадрату расстояния от излучателя, временные формы сигналов излучателей воспроизводят обращенные во времени временные формы сигналов, принятых,приемниками при наблюдении натурального поля; б) волны второго типа, несферические, имеют диаграмму направленности cos (и, r,— — r), затухают с удалением от излучателя как величина, обратная расстоянию от излучателя и скорости распространения волн, временные формы сигналов излучателей воспроизводят обращенные во времени временные формы производных во времени оТ сигналов, принятых при наблюдении натурного поля; при этом предварительно записываются в воспроизводимой форме временные производные принятых при наблюдении натурального поля сигналов„ в) волны третьего типа, сферические, затухают с удалением от излучателей как величина, обратная расстоянию от излучателя, временные формы сигналов излучателей воспроизводят обращенные во времени временные формы нормальных к поверхности наблюдений производных натурного поля в точках наблюдения, В случае плоской поверхности наблюдений или приведения сейсмотрасс к одной плоскости воспроизводятся сигналы только первых двух типов. Если строится поле на глубинах, много больших длины волны, деленной на

2н, воспроизведение волн первого типа не требуется.

2. В точках модельной среды амплитуды волн двух или трех типов в каждый момент времени суммируются накопительными устройствами при последовательном воспроизведении волн разных типов. При одновременном их воспроизведении амплитуды сигналов суммируются автоматически вследствие их интерференции. В этом случае значения суммарной амплитуды регистрируются приемными устройствами в точках модельной среды, 3, Визуализируется распределение суммарной амплитуды волн разных типов в каждый момент времени с помощью, например, фотоэлементов на фотобумаге. Затухание волн как 1/ r,— r j достигается, например, при использовании модельных сред, в которых волновые поля заметно затухают вследствие сильной диссипации энергии. Для вариации диаграммы направленности используют, например, вариацию формы излучателей, фильтры и т. п. При использовании аналоговых способов воспроизведения волновых полей, например, IIa голографах на фотослой помещают светофильтр, коэффициент пропускания которого изменяется по площади как сов(п, r,. — г) или как иная произвольная, за(rs — rl ранее заданная функция координат. Волны, 332398

Предмет изобретения

Составитель Ю. Дадерко

Техред Е. Борисова

Корректор Н. Шевченко

Редактор T. Орловская

Заказ 929/17 Изд. 7й 407 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 амплитуда которых меняется,по закону соа(л, 7, — г), создаются дипольными излучате(г — г.)в лями.

Способ моделирования волновых полей, в частности сейсмических, основанный на последовательном или одновременном излучении сигналов несколькими излучателями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности соответствия полей, создаваемых в модели и моделируемых, излучают сигналы, S воспроизводящие формы зарегистрированных сигналов моделируемых полей и их производных ло времени, и сигналы, воспроизводящие формы производной ло нормали к поверхности наблюдений моделируемого волнового по10 ля, поля которых суммируют.