Спосіб просторової сейсморозвідки

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и применимо при проведении площадной съемки сейсмических волновых полей. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности способа за счет корреляционной увязки наблюдаемого волнового поля, удовлетворяющей требованиям голографического преобразования и повышения производительности труда, а также снижения затрат при неблагоприятных условиях работы. Известен способ пространственной сейсмической разведки, при котором сейсмоприемники размещаются l Dx £ 2 (l - длина волны сейсмических колебаний), а источники сейсмических по профилю х через интервалы l Dy £ 2 . Это наиболее колебаний размещены на профиле у, перпендикулярном профилю х, через интервалы простой способ пространственной сейсморазведки, а соответствующая ему приемная установка называется "крест". Такие приемные установки при последовательном перемещении их на соседние профили, обеспечивают пространственную сейсморазведку [1]. Недостатком этого способа являются низкий коэффициент использования сейсмоприемников и низкая производительность труда. Известен способ пространственной сейсморазведки [2], основанный на том, что на двух параллельных l Dx £ 2 (l - длина волны сейсмических оси х опорных профилях размещены сейсмоприемники с интервалами колебаний), а на перпендикулярном профиле у размещены источники сейсмических колебаний с интервалами l Dy £ 2 (l - длина волны сейсмических колебаний). Для устранения помех приемники и источники группируются. Количество источников определяется расстоянием (Со) между опорными профилями и радиусом (R) области регистрации отраженных волн. 2 Co < R : (I + r )2 + Co £ R, Из условия где r - величина выноса, I - размер приемной установки. В этом способе вводится дополнительно, по сравнению с предыдущим, еще один профиль, который обеспечивает увеличение производительности труда практически в два раза. Для обеспечения пространственной сейсморазведки на большой площади эта установка перемещается последовательно на следующие профили с перекрытием. Недостаток способа состоит в том, что при больших апертурах приемной установки требует большого количества источников (работающих последовательно), что снижает производительность труда. Наиболее современное и близкое техническое решение задачи площадной съемки волновых полей предложено в способе пространственной сейсморазведки, в котором применяются многополосные системы наблюдений из m полос (например, m = 5 полос), а наблюдения выполняются сверхканальной станцией (240 каналов) [3]. Каналы которой N сейсмоприемников станции размещают на m+1=5+1=6 параллельных оси X приемных линиях профилей (по 40 сейсмоприемников на шести профилях) с шагом Dх=l/2= 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Ширина каждой полосы I по оси Y равна, например, 300 м. Ширина апертуры приемной установки m×I при этом равна 1500 м. Источники возбуждения сейсмических колебаний размещают по оси Y с шагом Dу = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Количество источников равно Р = а×m + 1, где а - количество волн на фрагменте апертуры (в данном случае m = 5 полос, a = 3 волны, итого 5 x 4 + 1 = 16 источников) Шестнадцать источников поочередно возбуждают сейсмические колебания в среде, а все 240 сейсмоприемников, подключенные к каналам сейсмостанции, регистрируют их в виде сейсмограмм от каждого источника поочередно. В результате этого рассматриваемая площадная система сейсморазведки обеспечивает заполнение средними точками (в данном случае 50 х 50 м) прямоугольной апертуры размером 1500 х 2000 м. Причем кратность перекрытий вдоль оси Y от центра к краям прямоугольной апертуры уменьшается ступенчато от трех до одного. Прием сейсмических колебаний со второй линии источников увеличивает кратность наблюдений по оси Y в два раза. Для регистрации шестикратного перекрытия на всей площади наблюдений процесс многократно повторяется. При этом следующая площадная расстановка по оси X отрабатывается аналогично предыдущей, перекрывая три линии приема предыдущей расстановки и т.п. В результате получается шестикратная площадная система по осям X и Y общей глубинной точки (по ПОГТ). Способ пространственной сейсморазведки с применением многополосных систем наблюдений и сверхканальных станций - это развитие способа [2]. В этом случае однополосная установка площадных наблюдений включает две параллельные оси X приемные линии, например, на расстоянии 300 м друг от друга с n сейсмоприемниками, по 40 штук на каждой из них, с шагом Dх =l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Всего 80 сейсмоприемников. Сейсмоприемники площадной однополосной установки подключают к сейсморегистрирующим каналам сейсмической станции и принимают все сейсмические колебания одновременно от источников возбуждения колебаний в среде, которые работают поочередно. Источники Р в количестве 6 штук располагают по оси Y с шагом Dу = l/2 = 100 м. Эта установка подобна, установке, которая показана на фиг. 2 и составляет фрагмент площадной многополосной установки, показанной на фиг. 3, с такими же параметрами: 300 м х 5 полос = 1500 м по оси Y с Р источниками (Р = 16 источников) и с n сейсмоприемниками (n = 240 сейсмоприемников). Многополосные установки площадных наблюдений содержат плотно прилегающие друг к другу системы и образуют общую апертуру. На стыках фрагментов и полос сейсмоприемники и источники совмещают, что дает экономию в использовании оборудования. Недостатком способа многополосных систем наблюдений и сверхканальных станций состоит в том, что требуется большое количество источников и сейсмоприемников, особенно при их группировании, (примерно 10-15 сейсмоприемников на каждый канал) и дорогостоящая сверхмногоканальная сейсмостанция (240 каналов и более). Сложная конструкция многополосной площадной установки затрудняет проводить работы на пересеченной местности, в лесу, на посевах и т. д. Кроме того, источники возбуждения колебаний работают поочередно, что резко снижает производительность труда. В основу предлагаемого изобретения положена задача расширения функциональных возможностей площадной установки наблюдений и повышения производительности труда. В связи с тем, что установка [3] конструктивно очень сложна, в дальнейшем будет рассмотрен ее однополосный фрагмент [2], который значительно проще и полностью раскрывает сущность изобретения и, кроме того, может применяться как самостоятельная установка площадных наблюдений. Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ пространственной сейсморазведки предусматривает монтаж на изучаемой площади установки площадных наблюдений, включающей две пары параллельных оси X приемных профилей, на которых размещено общее количество сейсмоприемников N = 160 (по n = 40 сейсмоприемников на каждом из четырех профилей) с шагом Dх = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Расстояния между приемными профилями в парах равно Dу = l/2 = 100 м (l длина волны сейсмических колебаний), а расстояние между парами этих X профилей равна а (где а количество волн в апертуре, а = 3,4,5...). Источники сейсмических колебаний Р = 3 размещены на профиле параллельном оси Y с шагом Dу = 200 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Суть способа поясняется фиг. 1 и 2. В предлагаемом способе с каждой стороны однополосной апертуры добавляются по одной линии приема колебаний на расстоянии l/2 (l - длина волны сейсмических колебаний). В соответствии с этим ширина апертуры фрагмента приемной установки увеличена на длину волны. Расстояния между сейсмоприемниками равна Dх = l/2 = 100 м, как и в прототипе. Общее количество сейсмоприемников N увеличено в 2 раза по сравнению с прототипом и равно 160. Длина установки такая же как и в прототипе (L = 4000 м или 100 м х 40 сейсмоприемников). Источники сейсмических колебаний размещают как и в прототипе по оси Y, но с ша гом Dу = l = 200 м (l - длина волны сейсмических колебаний), т. е. расстояние между источниками в два раза больше, чем в прототипе. Прототипом предлагаемого способа однополосных площадных наблюдений взята система площадных наблюдений [2] с двумя линиями наблюдений, расстояние между которыми равно а×l (l - длина волны сейсмических колебаний, а - число волн в апертуре установки). Количество сейсмоприемников N в системе равно 80 (n = 40 сейсмоприемников на двух линиях) по оси X с шагом Dх = l/2 = 100 м. Длина установки по оси X равна L = 4000 м. Источники возбуждения колебаний размещены по оси Y с шагом Dу = l/2 = 100 м в количестве Р = 6 штук. Предлагаемый способ осуществляют следующей последовательностью операций при площадной съемке сейсмических волновых полей. Разбивают на площади работ однополосную систему площадных наблюдений с двумя парами приемных профилей параллельных осей оси X на расстоянии а×l (где l - длина волны сейсмических колебаний, а а число волн на апертуре). Расстояние между профилями в паре по оси Y равно l/2 = 100 м. На приемных профилях размещают N сейсмоприемников в количестве 160 штук (по 40 сейсмоприемников на каждом из четырех профилей), т. е. в 2 раза больше чем в прототипе с шагом Dх = l/2 = 100 м, которые постоянно подключены к каналам сейсмостанции, имеющей 240 каналов. По оси Y размещают Р источников в количестве 3 штуки с шагом Dу = l = 200 м, т. е. в 2 раза реже чем в прототипе. Возбуждают упругие колебания в среде каждым источником поочередно и регистрируют сейсмические колебания всеми сейсмоприемниками одновременно. Результаты получают в виде сейсмограмм от каждого источника. После завершения работ на одном фрагменте площади перемещают площадную установку по оси X и повторяют указанные выше операции в такой же последовательности на каждом участке площади до конца полосы. После обработки установкой по оси X перемещают фрагмент однополосной установки по оси Y на следующую полосу и повторяют все указанные операции в такой же последовательности и т. д. Такие же операции повторяют вдоль оси Y до полного покрытия сеткой общих глубинных точек всей площади. Аналогичным образом осуществляют способ многополосными площадными системами, при этом полосы общих средних точек будут расположением друг др уга. В однополосных и многополосных установках площадных систем для повышения кратности наблюдений по оси Y могут применяться дополнительные линии источников [4] в таком же количестве, как у первоначальной установки. Для реализации многополосных площадных установок наблюдений разбивают на площади работ 2(m +1) приемных профилей, в случае m = 5 полос, количество приемных профилей равно 2(5 + 1) = 12 профилей, на каждом из которых размещают n сейсмоприемников, например, n = 40 сейсмоприемников. Общее количество сейсмоприемников N равно 480 (40 х 12) с шагом Dх= l/2 = 100м. Источники Р = n×m + 1 = 3 х 5 + 1 = 16 источников с шагом Dу = l = 200 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Источники поочередно возбуждают сейсмические колебания в среде, которые регистрируются всеми сейсмоприемниками многополосной установки одновременно в виде сейсмограмм от каждого источника поочередно. Источники размещают по оси Y по всей ширине апертуры установки. Кратность перекрытий вдоль оси Y от центра к краям прямоугольной апертуры уменьшается как и в прототипе ступенчато. Предлагаемый способ пространственной сейсморазведки позволяет заменить многополосные системы многополосными системами с меньшим количеством полос, например, пятиполосные могут заменяться трех-, двухполосными и даже однополосными системами при тех же апертурах, что повышает производительность труда, снижает затраты на оборудование и улучшает экологию проведения сейсморазведочных работ. Особенностью многополосных площадных систем пространственной сейсморазведки является увеличение в 2 раза расстояния между источниками и увеличению в 2 раза сейсмоприемников. Количество источников в предлагаемой установке зависит от размера апертуры и равно: где Ро - количество источников в предлагаемой установке. Р - количество источников в установке-прототипе (фиг. 2). Из формулы следует, что количество источников Р может быть только нечетное (Р = 3, 5, 7, 9, 11 и т. д.).