Спосіб тривимірної сейсморозвідки

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и применимо при проведении площадной съемки сейсмических волновых полей. Изобретение позволит расширить функциональные возможности способа за счет корреляционной увязки наблюдаемого волнового поля, удовлетворяющей требованиям голографического преобразования, и повышения производительности труда, а также снижение затрат при неблагоприятных условиях работы. Известен способ трехмерной сейсморазведки, включающий разбивку на исследуемой геологической структуре системы параллельных оси X профилей. Сейсмоприемники размещены по профилям Q через интервалы половины длины волны сейсмических колебаний (l/2) [1]. Возбуждение колебаний осуществляется из одного источника. Недостатком этого способа является малая площадь общих глубинных точек (ОПТ). В рассматриваемой установке глубинные точки занимают только четвертую часть апертуры, что резко снижает производительность труда. Этот способ называется - "широкий профиль". Известен способ трехмерной сейсморазведки, включающий разбивку на исследуемой технологической структуре системы параллельных профилей на расстояниях половины волны сейсмических колебаний (l/2). Сейсмоприемники размещены по профилям через интервалы, равные Dх £ l/2 (l - длина волны сейсмических колебаний). Сейсмические колебания возбуждаются двумя источниками, расположенными на крайних профилях установки [2]. Недостатком этого способа является малая площадь апертуры площадной установки, Что не обеспечивает надлежащей производительности труда. Наиболее современное и близкое техническое решение задачи площадной сейсмики волновых полей предложено в способе трехмерной сейсморазведки, в котором применяются многополосные системы наблюдений из m полос (например, m = 5 полос), а наблюдения выполняются сверхканальной станцией (5001000 каналов) [3]. N сейсмоприемников станции размещают параллельно оси X на Q = 16 профилях с шагом Dх = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Сейсмоприемники образуют сетку n x 16 на площади. Общее количество сейсмоприемников N = (40 х 16) = 640 сейсмоприемников. Расстояние между сейсмоприемниками по оси Y равно Dу = l/2 = 100 м. Ширина каждой полосы I по оси Y равна например, 300 м. Ширина апертуры приемной установки ml при этом равна 1500 м (300 м х 5 полос). Длина апертуры приемной установки L = 4000 м (100 м х 40 сейсмоприемников), а апертуры ОГТ L* = 200 м. Источники возбуждения сейсмических колебаний размещают по оси Y в количестве Р = m + 1 = 5 + 1 = 6 источников равномерно через 300 м. При Q = 16 приемных линий и m + 1 = 6 линий возбуждения обеспечивается заполнение средними точками (в данном случае с шагом 50 м х 50 м) прямоугольной апертуры (2000 м х 1500 м). Кратность перекрытий вдоль оси Y от центра к краям прямоугольной апертуры установки уменьшается от 3 до 1. Прием сейсмических колебаний со второй линии источников увеличивает кратность по оси Y в 2 раза. Таким образом обработка пяти полос с 16 параллельных профилей позволяет за счет перекрытий таких установок по осям X и Y получи ть 6-ти кратную систему. Для реализации 6-ти кратного перекрытия на всей площади наблюдений описанный процесс повторяется. При этом следующая установка отбрасывается аналогично предыдущей, перекрывая три полосы приема первой установки и т. д. Способ трехмерной сейсморазведки с применением многополосных систем наблюдений и сверхканальных станций - это развитие способа [2]. В этом случае однополосная установка площадных наблюдений включает а параллельных оси X приемных линий, например, а = 6 с n сейсмоприемниками (n = 40 сейсмоприемников на каждой из них) с шагом Dх = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний), общее количество сейсмоприемников N = 240 (40 х 6). Сейсмоприемники площадной однополосной установки подключают к сейсморегистрирующим каналам сейсмической станции и принимают все сейсмические колебания от источников возбуждения колебаний в среде, которые работают поочередно. Источники Р в количестве P = 2 размещаются на краях апертуры фрагменты однополосной установки. Эта установка подобна установке, которая показана на фиг. 2 и составляет фрагмент площадной многополосной установки, показанной на фиг. 3, с такими же параметрами. 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. Недостатками способа с применением многополосных площадных систем наблюдений состоят в том, что требуется большое количество групп сейсмоприемников (в нашем примере требуется 640 сейсмоприемников, а при группировании сейсмоприемников требуется дополнительно еще 10-15 сейсмоприемников на каждый канал) и дорогостоящая сверхмногоканальная станция, сложная конструкция многополосной площадной установки, затрудняет проводить работы на пересеченной местности, в лесу, на посевах и т.д. 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 рассмотрим -ее однополосный фрагмент [2], который значительно проще, полностью раскрывает сущность изобретения и, кроме того, может применяться как самостоятельная установка площадных наблюдений. Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ трехмерной сейсморазведки предусматривает монтаж на изучаемой площади установки площадных наблюдений, включающей а параллельных оси X приемных профилей, например, а = m + 1 = 5 + 1 = 6 с n сейсмоприемниками на каждом из них (n = 40 сейсмоприемников). Общее количество сейсмоприемников N = a x 40 = 6 x 40 = 240 сейсмоприемников с шагом Dх = l/2 = 100 м, (l - длина волны сейсмических колебаний) и две пары источников, размещенных на оси Y на краях апертуры установки на расстояниях Dу = l/2 между парами. Расстояния между приемными профилями по оси Y равно 2 Dу = l, т. е. в два раза больше, чем в прототипе трехмерной сейсморазведки [2]. Способ поясняется фиг. 1-4. Особенностью подобных систем является увеличение в два раза расстояний между приемными профилями по оси Y и увеличение числа источников на оси Y в два раза. Количество источников возбуждения колебаний и сейсмоприемников в многополосной установке зависят от размера апертуры установки. Количество сейсмоприемников в предлагаемой установке равно: где Qo - количество параллельных профилей предлагаемой установки, Q - количество параллельных приемных профилей в установке-прототипе [2]. Из формулы следует, что количество 0 может быть только нечетное (0 = 3, 5, 7, 9, 11 и т.д.). Обратное отношение имеет вид: Эти формулы позволяют рассчитывать эквивалентное количество параллельных приемных профилей предлагаемой установки 0о и для установки прототипа-прототипа Q и, соответственно, количество параллельных профилей Q и Qo. Преимущество предлагаемого способа однополосной установки состоит в том, что благодаря использованию двух пар источников, размещенных на краях апертуры с интервалом Dу = l/2 (l - длина волны сейсмических колебаний), уменьшается число приемных профилей в 1,5-2 раза. Это повышает производительность труда и уменьшает затраты на оборудование в зависимости от апертуры установки. В таблице приведены количества приемных профилей предлагаемой установки и установки-прототипа, а также их соотношения. Кроме того, предлагаемая однополосная система наблюдений трехмерной сейсморазведки может иметь такую же апертуру по оси Y, как и апертура многополосной установки. Например, однополосная установка трехмерной сейсморазведки с двумя парами (Р = 4) источников с расстояниями между ними 100 м и десятью приемными профилями (у = 200 м) дает такой же эффект, как установка с двумя источниками (Р = 2) и 19 приемных профилей. Размер апертуры предлагаемой установки равен 1900 м, размер апертуры установкипрототипа также равен 1900 м Прототипом предлагаемого способа однополосных площадных наблюдений взята система площадных наблюдений [2], которая предусматривает разбивку на исследуемой площади системы а параллельных оси X приемных профилей, например, а = 6 с n сейсмоприемниками на каждом из них (n 40 сейсмоприемников). Общее количество сейсмоприемников N = a x 40 = 6 x 40 = 240 сейсмоприемников с шагом по осям X и Y Dх = Dу = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Длина установки по оси X = 4000 м (100 м х 40). Два источника возбуждения колебаний размещены на оси Y на расстоянии ширины апертуры, Предлагаемый способ осуществляют следующей последовательностью операций при площадной съемке сейсмических волновых полей. Разбивают на площади работ однополосную систему площадных наблюдений с Q параллельных оси X приемных профилей (например, Q = 6) с n сейсмоприемниками на каждом из них (n = 40 сейсмоприемников). Общее количество приемников N = 40 х Q = 40 х 6 = 240 сейсмоприемников, с шагом х = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмический колебаний), по оси Y сейсмоприемники размещены через DY = l = 200 м (l - длина сейсмических колебаний). Источники сейсмических колебаний в количестве P = 4 размещены по оси Y по 2 источника на краях апертуры установки с шагом Dу = l/2 = 100 м в паре. Сейсмоприемники подключают с сейсморегистрирующим каналом сейсмической станции. Источники возбуждают сейсмические колебания, которые регистрируются в виде сейсмограмм всеми сейсмоприемниками системы от каждого источника поочередно. После завершения работ на одном фрагменте площади площадную установку перемещают по оси X и повторяют указанные выше операции в такой же последовательности на каждом участке площади до конца полосы. После отработки установкой по оси X перемещают фрагмент однополосной установки по оси Y на следующую полосу и повторяют все выше 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. По оси Y фрагменты смещаются на ширину равной l/4, образуя зазоры между полосами с каждой стороны. Аналогичным образом осуществляют способ с многополосными площадными системами, при этом полосы общих средних точек будут продолжением 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 Q профилей Q = 16 профилей на m полосах (m = 5 полос) и размещают по n/2 сейсмоприемников на каждом профиле. Общее количество сейсмоприемников N = n/2 х Q = 40/2 х 16 = 20 х 16 = 320 сейсмоприемников (при n = 40). Количество источников в пятиполосной установке Р = 20 по 4 источника в каждом фрагменте. Расстояния между сейсмоприемниками по оси X равно Dх = l/2 = 100 м (l - длина волны сейсмических колебаний), а по оси Y Dу = l = 200 м (l - длина волны сейсмических колебаний). Ширина каждой полосы I по оси Y равна, например, 300 м. Ширина апертуры приемной установки равна 1500 м (300 м х 5 полос). Длина апертуры приемной установки L = 4000 м (200 м х 20 - сейсмоприемников). Источники поочередно возбуждают сейсмические колебания в среде, которые регистрируются всеми сейсмоприемниками многополосной установки одновременно в виде сейсмограмм от каждого источника поочередно. Кратность перекрытий вдоль оси Y от центра к краям прямоугольной апертуры уменьшается как и в прототипе ступенчато. Предлагаемый способ трехмерной 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 трехмерной сейсморазведки является уменьшение в 2 раза сейсмоприемников и увеличение в 2 раза количества источников.