Спосіб реєстрації сейсмічної інформації

РЕСПУБЛИК "if (SI) S G 01 V 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 1 (21) 4726042/25 (22) 31 . 0 7 . 8 9 (46) 2 9 . 0 2 , 9 2 . Вол. ( " 8 . - • (71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) В.А.Цядюрэ, И.В.Карпенко н А, Р,'Валабушевич (53) 5 5 0 , 8 3 4 ( 0 8 8 . 8 ) г (56) Авторское свидетельство СССР К5 1275415, к л . G 06 F 3/00, 1984. Авторское свидетельство СССР К 1543357, к л . G 0 ! V 1/00, 0 7 . 0 1 . 8 8 . ° Патент G У 2090*08, B кп. О О: V"1/36, опублик. O7.O7.S2. ( 5 4 ) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СЕПГЛЯІЧЕСКПП ІШФОРМЛІЦШ (57) Изобретение относится к технике сейсмического метода разведки и может быть использовано з конструкциях цигЬровнх сейсмических станции, а также Изобр етение относится к технике сейсмического метода разведки и может быть использовано в конструкциях циЛровых сейсмических станции, а также для организации хранения сейсмической информации с экономным расходованием объема памяти носителей информации. Известен способ, согласно которому уплотнение сейсмической информации достигается регистрацией мгнопенных значений аналогового сигнала при равенстве нулю его первой производной, а тзкже мгновенных значений сигналов, соответствуюцих производным аналого для организации хранений сеисмической информации с экономным расходованием объема памяти носителя информации. Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет уменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информации в 4 раза при сохранении информации в диапазоне временных частот от 0 до 1/(4&с) и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/(4&!1), где &с - • интервал дискретизации записи во времени; &Х - расстояние между пунктами наблюдений в системе наблюдения. Способ включает в себя двумерное преобразование Фуръе-записп, дискретизированїтой і-то временной и пространственной координатам, устранение части диапазона двумерного ^омплекспого f спектра с помощью цифровой ^шльтрации и обратное преобразование 'Лурье филитропангого спектр я. вого сигнала порядка п при равенстве нулю его производных порядка Р + 1 , где n=1j2 s .... Кроме того, дополнительно регистрируют мгновенные значения аналогового сигнала и всех его производных от первого до (п-1)-го порядка при равенстве нулю производных аналогового сигнала порядка п+1, где n=1 s 2 s 3, а также регистрируют значения аналогового сигнала при равенстве нулю его производных порядка п+1 f где 11=1,2,3. Недостатками способа являются искажения сейсмической записи, съяэан ц 1716Д59 в диапазоне временных частот от О ные с ограничением бесконечного числа до 1/(4Дс) и в диапазоне пространстчленов ряда, через который может быть венных частот от 0 до 1/4&Х, где точно представлена аналоговая сейсмиДг - интервал дискретизации записи ческая запись, конечным числом, знаво времени; ДХ - расстояние между чительно меньшим, чем число отсчетов пунктами наблюдения в системе наблюзаписи при ее дискретизации через индения . тервал дискретизаіцш frt, и некоррект ностью операции взятия производной функций f известной приближенно ( с е й с - 10 мическая запись при наличии помех), вследствие чего р-езулътатом дифференцирования является регулязнровакное, т . е . всегда только приближенное, решение, с Известен способ, согласно которому формируют последовательность с и г н а л о в , соответствующих случайным числам, распределенным независимо и равновероятно на временном отрезке, ограни- 20 чениом слева величиной интервала корреляции сейсмограмм от разных пунктов возбуждения., а справа - половиной длительности сейсмограммы от одного пункта возбуждения, запускают источ- 25 ники» используя груі{пьі из F сигналов последовательности в качестве з а д е р жек запуска источников в Р пунктах возбуждения на каждом к-з профилей, причем регистрация колебаний от всех 30 Р пунктов каждого профіт я возбуждения производится непрерьгоно (одновременно) , а моменты запуска источников запоминаются и испольяуются при обработке. 35 Недостатком способа является существенное (по крайней мере, в корень из числа чакапливаемпх сейсмограмм) уменьшение отношений сигнал/помеха по всем типам волн -• помех. 40 Наиболее бпизкнм к предрагаемому является способ уплотнения сейсмических данных.* предусматривающий и н дивидуальное стробирование каждой сейсмической трассы, обработку задан- 45 ного числа выборок для получения прогностической выборки, квантование разности между последующей выборкой и предсказанным значением данной выборки. ^ Недостатком известного способа я в ляется снижение и дале полная потеря его эффективности при нерегулярном характере сейсмической записи, * Целью изобретения является повы55 шение эффективности способа за счет уменьшения необходимого объема памяти носителя сейсмической информации в 4 раза при сохранении информации Поставленная цель достигается группированием сейсмоприемников в каждой точке наблюдения с величиной базы группы не большей 26.Х, фильтрацией аналогового сигнала, подавляющей энергию частот выше 1/(4&х), преобразованием аналогового сигнала в цифровой вид, уплотнением информации п о средством применения двумерного прямого преобразования Фурье, устранения части диапазона двумерного комплекс-1ного спектра, заключенного между в р е менными частотами 1/(4&с) и 3/(4&t)»f а также пространственными частотами 1/(4&Х) и 3/(4&Х) и использования обратного преобразования Фурье в диапазоне частот от 0 до I/C'-AO И ОТ 0 до 1/(4&X)S после чего уплотненная информация записывается на носитель. Для реализации способа необходимо выполнить следующую последовательность операций. 1. Размеры базы &Х£ групп приемников в каждой точке наблюдения выбирают соответствующими диапазону £, I-{g£ й 2&Х. В зависимости от расчлененности и наклона рельефа в точке набшодения размеры группы и весовые множители для каэкдого сейсмоприемника группы рассчитывают таким образом, чтобы максимально ослабить энергию пространственных частотных составляющих выше 1/(2ДХ) (реализация функции фильтра антизеркальных частот) и минимально изменить составляющие диапазона спектра от 0 до 1/(чЛХ)* 2 . В аналоговом тракте сейсморегнетрирующей системы используют фильтр внтизавкальных частот во временной области (частота среза такого фипьгра обычно равна ' 1 / ( 4 & t ) . 3 . После преобразования аналогцифра используют уплотнитель информации в содержащий прямой преобразователь Фурье, уплотнитель комплексного спектра, устраняюгдгіі часть диапазона двумерного комплексного спектра, з а ключенного метлу временными частотами 1/(^&с) и 3/(^&г) и пространственными частотами і/(4ЛХ) и 3/(4&Х), и обратчП'їй преобразователь Лурье, 1716459 Пре це г с уппо г ЧОІЇКЯ сопровождается процедурой подавления явлении Гиббса в окрестности частот 1/(4йс) и 1/(4£ с помощью агтопнз'Зірш. 5 4 . Запись уплотненной сеисіюграммы на носитель информации , Вместо пунктов 3 и 4 возможно т а к же шуточнение следующей поспедователыюсти операций, приводящих к тому 10 же результату, но с большими і а т р а - ( тами рремени. 1 . Производится двумерное прямое Оурье-преобразование и обнуляется ч а с т ь комплексного спектра, заключен- 15 пая между гармоническими составляющими i/f'Ait) и 1 / ( 2 i t ) , а также 1/(4&Ч) и 1/(2ДХ). 2 . С помощью обратного двумерного преобразования Фурье возвращаются к 20 пр/эстранственио-вреченчому виду с е й с мограммы ( р а з р е з а ) , из которой хранению подлежат только нечетные номера трасс ( 1 , 3 , 5 . . . ) и нечетные номера 25 отсчетов. Первая процедура обеспечивает п о давление энергии той части диапазона ч а с т о т , котор-ія приводит к появлению низкочастотных зеркальных частот при хранении информации с дискретностью 30 2Д.С и 2ДХ „ Вторая процедура обеспечивает полное сохранение ВСРЙ полезной части первоначальной информации, ко в объеме памяти„ в 4 раза меиылем обычного. При этом максимально догтус- 35 тимая погрешность кодирования инс*юомащш, равная 3 дНэ достигается для: гармоник, равных 1/(8Дс) и 1 / ( 8 І Х ) . При восстановлении информации Посредством добавления к комплексному 40 спектру пустого множества (нулей) прогрєшноси ю в 3 дБ будут х а р а к т е ризоваться частотные составляющие,, равные 1/(4Дс) и 1/ГДДХ), т . е . хранение информации в уїлогненчом виде ,ке сопровождается никакими потертей полезной ее части в диапазоне частот от 0 до 1/(4Дс) и от 0 до 1/(4ДХ). распыч (п+1)К, где К - число отсчетов на уплотненной т р а с с е , с расстоянием между отсчетами» равным 2 & t / ( n + 1 ) . t Дая-этого в комплексный спектр помещают пК комплексных нулей между г а р моникой 1/(4Д,с) и следующей за ней и inN комплексных нулей между п р о с т ранственной гармоникой 1/(4ДХ) и с л е дующей за ней. JL,T4 Фильтрации уплотненной ( р а з у плотненной) сейсмической записи р а с читывается оператор Фильтра с интеруіскретностн 2&п/(п+1) и О соответственно и с верхними т^раш-ычыми частотами по пропусканиіо, пе превышающими 1/(4&О и 1/(4ДХ). При свертке оператора с сейсмограммой, содержащей (m+1)N* *(п+1)К отсчетов, количество операций типа умножение ~ сложение для случая щ+тк2 уменьшается по сравнению с пеуплотнепной информацией в 24-2(щ* h ) p r t 3 j а для _ случая га+п>2 у в е личивается в 2 « т + п 1 ~ ч р а з Данный способ уплотнения информации может быть использован дня повышения точности корреляции осей синфазностн. Дня отого на этапе обработ-1ки проччродят двумерное прямое Фурьепреобразование уплотненной сечемическоп информацииj, в комплексный спектр помецают пК \п>0) комплексных нулей между гармоникой 1/(4Дс) и следующих за ней, где К - "исло отсчетов на уплотненной т р а с с з Р а также тГ1 ( т ^ О ) • комплексных нулей между простганственной гармоникой І/'ЧДХ) и следующей •а чай, ^де N - ЧІЇСЛО трасе з з а р е ч гистрированной сейсмограмме, после "•его с помощью обратного двумерного Оурье получают сейсмососчолггуїо из (m+l)'N трасс с раесхоянием 2^Х/(т+1) между ними, числом дискретов на каждой т р а с с е , равніїм ( п + 1 ) ' К . к расстоянием между дискретам!!, равным 2&t:/n+1) . Для обеспечения фильтрации уплоті ненной (разуплотненной) сейсмической Б обпем случае разуплотнение ин- 50 записи производят расчет оператора формации может быть произведено в люфильтра с интервалами дискретности * бое ччело р а з , например n i O - по 2Дс/(іг+1) и 2ДХ/(т+1), п> 0, mfeO, временной координате и щ> 0 - по прос Б'ЄП'.ЗІЇШІЇ граннчгьЕ'-п-' частотами по странственной. В этом случае р а з у плотненная сейсмограмма будет с о с т о - 55 пропускание, не превышающими 1/(4Лс) и 1/(4йХ) соответственно, и сворачиять из (m+1)N т р а с с , где N - число Еают і-гс с сейсмограммой, содержащей трасс уплотненной сейсмограммы, с (m-M)N* (тхИ-t )К отсчетов, при этом расстоянием 2&Х/(гп-М) между трассами количество операций: типа умножение и числом отс^етор па каждом т р а с т е , 1716459 •8 пости способа путем уменьшения необходимого объема памяти носителя в 4 раза при сохранении информации в диапар а з , а для случая m4-n>2 зоне временных частот от 0 до 1/(4ut) в 2 раз = и в диапазоне пространственных частот от 0 до 1/(4АХ), величину базы группы и з о б р е т е н и я приемников ІХ с-выбирают не большей 2к Способ регистрации сейсмической *ДХ, после преобразования аналог информации, включающий группирование 10 цифра производят уплотнение информасейсмоприемииков, находяпихся внутри ции применением двумерного прямого базы приема на расстоянии ДХ друг от преобразования Фурье и устранения часдруга., фильтрацию в аналоговом тракте ти диапазона двумерного комплексного сейсморегистрирутощей системы, подавспектра, заключенного между временляющую энергию частот выше t / ( 4 & t ) s |c ными частотами 1/(4&с) и 3/(4дО и где &с - интервал дискретизации запипростраїїсі венными частотами 1 / (4&Х) си по времени, преобразование аналог и 3/(4АХ), после чего используют обцифра и запись данных на носителе и н ратиое преобразование Фурье в диапазоформации, о т л и ч а ю щ и й с я не частот от 0 до 1/(4&с) и от 0 до том, что, с целью повышения эффектив- 20 1/С4АХ). сложение для по сравнению •т цией в 2 * увеличивается Ф о р м у л а 2 уменьшается спучая с неуплотненной информау р Редактор А.Лежнина Составитель С.Колесов Техред А, Кравчук Корректор А.ооручар Заказ 610 Тираж Подписное ВШИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035¥ Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5 Произйадственно-издательский комбинат "Патент", г„Ужгородг ул. Гагарина,101