Адаптивний спосіб сейсморозвідки

Реферат: Адаптивний спосіб сейсморозвідки зі збудженням, прийманням і реєструванням сейсмічних сигналів та обробленням, зокрема деконволюцією, зареєстрованих сейсмограм з використанням спектрів відношення сигнал-завада деконвольованих сейсмозаписів, причому інтервал часової дискретизації оброблюваних сейсмограм збільшують порівняно з часовим інтервалом дискретизації зареєстрованих сейсмограм відповідно до діапазону частот збудження сейсмічних сигналів. UA 116903 U (54) АДАПТИВНИЙ СПОСІБ СЕЙСМОРОЗВІДКИ UA 116903 U UA 116903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі геофізичних досліджень геологічного середовища шляхом збудження, приймання і реєстрування сейсмічних сигналів та оброблення зареєстрованих сейсмограм. Відомий спосіб сейсморозвідки з аналоговим реєструванням і відтворенням сейсмограм, наприклад на магнітних носіях інформації, та ручним обробленням спостережених сейсмограм або обробленням їх на аналогових обчислювальних і оброблювальних пристроях і машинах [1]. Недоліком відомого способу є відсутність належного контролювання якості спостережень в процесі їх здійснення, що призводить до запізнілого виявлення сейсмограм низької якості та їх повторного отримання з відповідним збільшенням витрат і погіршенням економічних показників досліджень. Відомий спосіб сейсморозвідки з цифровим реєструванням і відтворенням сейсмограм та їх обробленням на цифрових обчислювальних машинах [1]. Недоліком відомого способу є відсутність автоматизованого оперативного контролювання якості спостережень в процесі їх здійснення і ефективного коригування технології і методики робіт з урахуванням мінливих сейсмогеологічних умов їх виконання. Відомий також спосіб сейсморозвідки з використанням адаптивної технології сейсмічних досліджень, згідно з яким параметри збуджуваних і спостережуваних сейсмічних сигналів вибирають з урахуванням наявної інформації про досліджувані об'єкти і корегують їх в процесі виконання польових робіт за результатами аналізу фактично отриманих даних спостережень [2, 3]. Недоліком відомого способу сейсморозвідки є відсутність ефективного показника якості спостережень і недосконалість урахування завад, зокрема ситуативних змін їх інтенсивності і спектрального складу. Прототипом вибрано адаптивний спосіб сейсморозвідки зі збудженням, прийманням і реєструванням спостережуваних сигналів, деконволюцією (оберненою фільтрацією) зареєстрованих цільових сигналів, обчисленням спектрів відношення сигнал-завада деконвольованих цільових сигналів і порівнянням фактично отриманих спектрів відношення сигнал-завада цільових сигналів з їх регламентованими геологічним завданням досліджень відповідниками [4]. Використання спектрів відношення сигнал-завада цільових сигналів забезпечує максимальне використання можливостей адаптивної технології. Спостереження і реєстрування сейсмічних сигналів відповідно до геологічних завданнь досліджень виконують у певному діапазоні частот, яким визначається відповідна часова дискретність реєстрування сейсмограм. Частотний діапазон збудження сейсмічних хвиль, особливо у разі адаптивних досліджень, витримують менш стало і коригують його відповідно до конкретних сейсмогеологічних умов. Незабезпечені енергетично збудженням ділянки частот зареєстрованих сейсмограм не несуть ніякої корисної інформації, однак збільшують обсяги обчислень, головним чином деконволюційних, і тривалість їх виконання. Недоліком прототипу є неузгодженість параметрів, зокрема діапазонів частот, збудження і реєстрування та оброблення сейсмічних сигналів, що призводить до зменшення продуктивності спостережень. Задачею корисної моделі є скорочення обсягів і тривалості та підвищення оперативності обчислювального супроводження сейсмічних спостережень для збільшення їх продуктивності. Поставлена задача вирішується тим, що згідно із запропонованим адаптивним способом сейсморозвідки із збудженням, прийманням і реєструванням сейсмічних сигналів та обробленням, зокрема деконволюцією, зареєстрованих сейсмограм з використанням спектрів відношення сигнал-завада деконвольованих сейсмозаписів інтервал часової дискретизації оброблюваних сейсмограм збільшують порівняно з часовим інтервалом дискретизації зареєстрованих сейсмограм відповідно до діапазону частот збудження сейсмічних сигналів. Порівняно з прототипом запропонований адаптивний спосіб сейсморозвідки відрізняється інтервалом часової дискретизації сейсмічних сигналів в процесі їх реєстрування та під час оброблення. Зазначена відмінність корисної моделі є суттєвою і забезпечує вирішення поставленої задачі. Запропонований адаптивний спосіб сейсморозвідки здійснюють наступним чином. Засоби спостережень (сейсмоджерела і сейсмоприймачі) розміщують на площі робіт відповідно до методичних вимог геологічного завдання досліджень і встановлюють параметри реєстрування сейсмограм відповідно до технологічних вимог геологічного завдання досліджень. Інтервал часової дискретизації сейсмограм встановлюють, виходячи з потреб їх реєстрування в діапазоні частот спостережень згідно з геологічним завданням досліджень. 1 UA 116903 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Параметри збудження зондувальних сигналів (їх енергію і діапазон частот) задають на підставі попередньо виконаних дослідно-методичних робіт або досвіду спостережень на площі досліджень. Інтенсивне поглинання високих частот в геологічному середовищі за необхідності енергетичного вирівнювання спектрів зареєстрованих цільових сигналів в діапазоні частот досліджень потребує збільшення енергії їх збудження порівняно з низькими частотами, що складає сталу частину спектрального розподілу енергії зондувальних сигналів. Ситуативні витрати енергії зондувальних сигналів зумовлюються необхідністю протидії шкідливим впливам довкілля сейсмоприймачів, які виявляються в процесі адаптивних сейсмічних спостережень. В будь-якому разі діапазон частот збудження сейсмічних сигналів не є ширшим діапазону частот їх реєстрування. В процесі оброблення відліки трас зареєстрованих сейсмограм проріджують відповідно до діапазону частот збудження сейсмічних сигналів. Важливою особливістю корисної моделі є виключення з процесу польового оброблення сейсмограм енергетично небезпечних збудженням ділянок спектрів сейсмозаписів і підвищення таким чином оперативності їх оброблення, головним чином деконволюції, а в кінцевому підсумку збільшення продуктивності спостережень. Звітні сейсмограми спостережень синтезують з їх різночастотних фрагментів після приведення шляхом інтерполяції проріджених сейсмозаписів до визначеної геологічним завданням дискретності для подальшого їх інтерпретаційного оброблення та інтерпретації. Здійснення запропонованого способу сейсморозвідки ілюструється прикладом роботи з сейсмозаписами, зареєстрованими в умовах ситуативного ускладнення частини сейсмоприймальних каналів просторово локалізованими завадами в діапазоні частот 50-60 Гц (фіг. 1-6). Еталонними відповідно до геологічних завдань досліджень є спостереження зі збудженням зондувальних сигналів в діапазоні частот 5-125 Гц і реєструванням їх з часовою дискретністю 0,002 с. Для протидії ситуативним завадам виконане додаткове збудження зондувальних сигналів відповідного частотного складу. Визначальним є досягнення заданих значень спектра відношення сигнал-завада для найменш інтенсивного цільового сигналу. Для більш інтенсивних цільових сигналів або менш інтенсивних завад досягнення (насправді перевищення) потрібних значень спектра відношення сигнал-завада виконується автоматично. Збудження еталонних широкосмугових 5-125 Гц і ситуативних вузькосмугових 50-60 Гц зондувальних сигналів і реєстрування відповідних віброграм на різних достатньо віддалених проміжках часу роблять можливим здійснювати їх деконволюцію окремо і належним чином комбінувати отримані деконвольовані сигнали в процесі їх подальшого оброблення. Необхідна часова дискретність широкосмугових і вузькосмугових сейсмограм і сигналів (зондувальних, віброграм, корелограм) відповідно становить 0,002 с і 0,008 с. В такому ж співвідношенні може бути скорочена шляхом проріджування кількість відліків вузькосмугових сигналів і сейсмограм для їх деконволюції. Подальше оброблення деконвольованих вузькосмугових сигналів, наприклад обчислення їх спектрів, може виконуватись з використанням проріджених з сейсмозаписів з дискретністю 0,008 с На фіг. 1 зображений модуль спектра мікросейсм, зареєстрованих на достатній віддалі від місця збудження просторово локалізованих ситуативних завад. На фіг. 2 зображений модуль спектра мікросейсм і ситуативної завади. На фіг. 3 зображений спектр відношення сигнал-завада на трасі зареєстрованої сейсмограми, ускладненій мікросейсмами, до протидії ситуативній заваді. На фіг. 4 зображений спектр відношення сигнал-завада для того ж цільового сигналу на тій же трасі зареєстрованої сейсмограми після додаткового збудження зондувальних сигналів в діапазоні частот 50-60 Гц для протидії ситуативній заваді. На фіг. 5 зображений спектр відношення сигнал-завада на трасі зареєстрованої сейсмограми, ускладненій мікросейсмами і ситуативною завадою до протидії ситуативній заваді. На фіг. 6 зображений спектр відношення сигнал-завада для того ж цільового сигналу на тій же трасі зареєстрованої сейсмограми після протидії ситуативній заваді збудженням зондувальних сигналів в діапазоні 50-60 Гц. Неперервними лініями на графіках спектрів відношення сигнал-завада показані їх усереднені на деякому інтервалі осі частот значення. В загальних рисах вони відображають модуль спектра відповідного цільового сигналу. Аналогічно розглянутому прикладу у разі необхідності можуть бути зрегульовані спектри відношення сигнал-завада усіх цільових сигналів, дефіцит величини значень яких порівняно з 2 UA 116903 U 5 10 15 20 регламентованою геологічним завданням досліджень нормою пов'язаний з впливом ситуативних завад або є наслідком поглинання і розсіювання енергії зондувальних сигналів в геологічному середовищі. Кількість відліків зареєстрованих (широкосмугових і вузькосмугових) сейсмозаписів в наведеному прикладі становить 3000, прорідженого вузькосмугового - 750. Тривалість роботи використовуваної програми деконволюції відповідно становить 0,51 с і 0,03 с на одну трасу. Для багатоканальних (тисячі каналів) і надбагатоканальних (десятки тисяч каналів) спостережень витрати часу можуть бути значними і суттєво знижувати продуктивність польових робіт. Технічним результатом корисної моделі є скорочення обсягів і тривалості та підвищення оперативності обчислювального супроводження сейсмічних спостережень для збільшення їх продуктивності. Джерела інформації: 1. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. Москва: Недра, 1980. - 551 с. 2. Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки (под редакцией доктора технических наук М.Б. Шнеерсона). - Москва: ОАО "Издательство "Недра", 1998. - 528 с. 3. Жуков А.П., Колесов СВ., Шехтман Г.А., Шнеерсон М.Б. Сейсморазведка с вибрационными источниками. - Тверь: ООО "Издательство ГЕРС", 2011. - 412 с. 4. Роман В.І., Шпортюк Г.А., Гринь Д.М., Мукоєд Н.І. Адаптивні сейсмічні дослідження: моделі реєстрації сейсмічних полів //Геофізичний журнал. - 2011. - 33, № 6. - С. 152-156 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Адаптивний спосіб сейсморозвідки зі збудженням, прийманням і реєструванням сейсмічних сигналів та обробленням, зокрема деконволюцією, зареєстрованих сейсмограм з використанням спектрів відношення сигнал-завада деконвольованих сейсмозаписів, який відрізняється тим, що інтервал часової дискретизації оброблюваних сейсмограм збільшують порівняно з часовим інтервалом дискретизації зареєстрованих сейсмограм відповідно до діапазону частот збудження сейсмічних сигналів. 3 UA 116903 U 4 UA 116903 U 5 UA 116903 U 6 UA 116903 U 7 UA 116903 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8