Спосіб сейсмічної розвідки

Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использо вано для поиска и разведки нефтяных, газовых и рудных месторождений при полевых исследованиях вибросейсмическим методом. Цель изобретения - повышение качестL3 с е й с м и ч е с к о й р а з в е д к и за счет увеличения соотношения сигнал/помеха. Способ основан на возбуждении серии разнополярньіх воздействий, приеме, корреляции и регистрации сейсмических сигналов. Управляющий сигнал сейсмоисточника формируют из периода исходного сигнала. Период исходного сигнала образуют из положительных и отрицательных дельтообразных импульсов одинаковой амплитуды и пропусков этих импульсов, упорядоченных во времени так, что периодическая автокорреляционная функция исходного сигнала равна нулю на протяжении ее периода. Опорный сигнал коррелятора формируют из целого числа периодов исходного сигнала. 3 ил. Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано для поиска и разведки нефтяных, газовых и рудных месторождений при полевых исследованиях вибросейсмическим методом. Цель изобретения - повышение качества сейсмической разведки за счет увеличения соотношения сигнал/помеха. На фиг.1 изображена блок-схема системы, реализующей способ; на фиг.2 - блоксхема генератора управляющих сигналов сейсмоисточника; на фиг.З - временные ди аграммы, иллюстрирующие способ сейсмической разведки. Система, реализующая способ сейсмической разведки, содержит сейсмоисточник 1, состоящий из последовательно соединенных между собой исполнительного механизма 2, генератора 3 управляющих сигналов, дешифратора 4 сигнала запуска, и систему 5 регистрации сейсмических колебаний, со~ стоящую из последовательно соединенных между собой сейсмоприемника б, усилителя 7, коррелятора 8 и регистратора 9. генератора 10 опорных сигналов, блока 11 упрэвле (Л С з 1679431 нич. шифратора 12 сигнала запуска На блок схемо (фиг.1) изображены также сейсмические колебания 13 и геологическая среда 14. Выход генератора 10 опорных сигналов соединен с вторым входом коррелятора 8, а вход соединен с выходом блога 11 управления, агорой выход которого соединен с входом шифратора 12, третий выход с вторым входом регистратора 9, а четвертый выход с третьим входом коррелятора 8. Генератор 3 управляющих сигналов и генератор 10 опорных сигналов выполнены по идентичной схеме и содержат генератор 15 исходных сигналов, цифровой филыр 16, цифрозчзлоговый преобразователь 17, шину 18 запуска, выходную анапоговую шину 19, выходную цифровую шину 20, генератор 21 тактовых импульсов, триггер 22, элементы И 23-25, управляемый делитель 26 частоты, счетчик 27 импульсов, блок 28 сравнения кодов, кодовый датчик 29, блок Ю памяти, задатчик 31 длины исходного сиг. ала, элемент ИЛИ 32. При этом выход цифрового фильтра 16 соединен с входом преобразователе 17, который соединен с выходной аналоговой шиной 19, и выходной шиной 20, а входы соединены с выходными элементами И 24 и 25, генератор 21 тактовых импульсов, элемент И 23, управляемый делитель 26 частоты, счетчик 27 импульсов последовательно соединены между собой, причем второй вход элемента И 23 соединен с выходом триггера 22, который также соединен с входами элементов И 24 и 25, первый вход триггера 22 соединен с шиной 18 запуска, а второй вход с выходом задатчика 31 частоты, вторым входом управляемого делителя 26 частоты и входом элемента ИЛИ 32, вход задзгчика 31 частоты соединен с выходом делителя 26 частоты, второй вход элемента ИЛИ 32 соединен с выходом блока 28 сравнения кодов, одни входы которою соединены с выходами счетчика 27 кмлульсов и входами блока 30 памяти, а вторые входы соединены с выходами- кодового датчика 29, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И 24 и 25, при этом выход элемента ИЛИ 32 соединен с еторым входом счетчика 27 импульсов. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 риодов 33 исходного сигнала, дополненных отрезком периода 33 исходного ситнчла нч величину длительности регистрации полезных сигналов при исследуемой части отклик а с р е д ы , у п р а в л я ю щ и й с и г н а л 38, сформированный на основе исходного сигнала 37. исходный сигнал 39, состоящий из одного периода 33 исходного сигнала, дополненного отрезком периода 33 исходного сигнала на величину удвоенной длительности исследуемой части отклика среды, управляющий сигнал АО, сформированный на основе исходного сигнала 39, коррелограмма 41 сигнала 36 с сигналом 34, корр'елограмма 42 сигнала 38 с с и г н а л о м 34, коррелогрэмма 43 сигнага 40 с сигналом вида 34, сформированным на ог.ноэе периода исходного сигнала, циклически сдвинутого относительно периода 33 исходного сигнала на величину длительности исоледуемой части отклика среды, временной интервал 44, соответствующий периоду 33 исходного сигнала, временной интервал 45, соответствующий длительности исследуемой части отклика среды, временной интервал 46 с л е д о в а н и я д е л ь т о о б р а з н ы х импульсов и пропусков в исходных сигналах, положительный дельтообразный импульс 47 в исходных сигналах, отрицательный дельтообразный импульс 48 в исходных сигналах, пропуск 49 импульса в исходных сигналах, единичный колебательный с начальной фазой О импульс 50 в управляющих и опорных сигналах, единичный колебательный импульс 51 с начальной фазой л в управляющих и опорных сигналах, основные максимумы 52-57 коррелограмм 41-43, побочные значения 58-63 коррелограмм 41-43 Способ осуществляют следующим образом. Дл>! обеспечения минимального уровня корреляционных помех на результируюших сейсмограммах, повышения отношения сигнал/помеха и, соответственно, качества сейсмической развязки в периоде исходного сигнала устанавливают общее число К дельтообразных имгульссв, число К-І положительных дельтообразных импульсов и число К- отрицательных дельтообразных импульсов равными 2n На временных диаграммах (фиг.3) предК- а ставлены периоды 33 исходного сигнала, к q-1 опорный сигнал 34, сформированный на ос(1) нове периода 33 исходного сигнала, исход- 55 rfleq=p m ; p-простое число; п, m - натуральный сигнал 35, состоящий из трех периодов ные числа. 33 исходною сигнала, управляющий сигнал Структуру следования разнополярных 36 последовательности серми сформироимпульсов и пропусков импульсов в перио0 ванный на основ исходною гшнала 35, де 33 каждой последовательности серии, из исходный сигнал 37 состоящий m двух пе Ш'М'И которого формируют управляющий 36 и опорный 34 для коррекции сигналы, определяют на оснопе решения рекуррентного уравнения известным способом, в результате которого период 34 формируют путем чередования во времени одинаковых по амплитуде единичных колебательных импульсов р а з н о й п о л я р н о с т и и п р о п у с к о в импульсов в виде линейной рекуррентной последовательности чисел соответственно +1, -1 и О, причем ч 1 соответствует квадратичным вычетам, -1 - квадратичным невычетам, а 0 - пропускам импульсов. Для формирования управляющих сигналов сейсмоисточника для каждой последовательности серии период исходного сигнала циклически продолжают, причем управляющие сигналы формируют на основе как целого, так и нецелего числа периодов исходного сигнала. Состоящий из дельтообразных импульсов исходный сигнал преобразуют в изменяющийся по колебательному закону управляющий сигнал, н а п р и м е р , путем п р о п у с к а н и я через фильтр, импульсная характеристика которого имеет форму единичного колебательного импульса. Полученный таким образом управляющий сигнал подают на исполнительный механизм сейсмоисточника. Общее число единичных колебательных импульсов в управляющем сигнале, определяющее количество передаваемой в среду сейсмической энергии, задают в зависимости от уровня случайных помех типа микросейсм в районе работ во время проведения исследований. Опорный сигнал коррелятора формируют аналогичным образом из целого числа периодов исходного сигнала. Основным яэляется режим корреляции с опорным сигналом, сформированным из одного периода исходного сигнала. Для формирования опорных сигналов применяют колебательные импульсы как одинаковые, так и отличаю щ и е с я по форме от колебательных импульсов, используемых для формирования управляющих сигналов. После формирования управляющего и опорного сигналов до начала работы в память генератора 3 управляющих сигналов и генератора 10 опорных сигналов записываются коды периодов исходного сигнала и цифровые отсчеты единичных колебательных импульсов и устанавливают с помощью кодовых датчиков временной интервал следования дельтообразнык импульсов и пропусков в исходных сигналах, длину периода исходного сигнала и длину всего исходного сигнала. При необходимости в блоке 11 управления системы 5 регистрации сейсмиче 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ских колебаний устанавливают время in держки запуска генератора 10 опорных сигналов и коррелятора 8 с и с т е м ы 5 регистрации относительно момента запуска генератора 3 управляющих сигналов СРЙС моисточника 1. Единичный колебательный импульс задают, исходя из требований обеспечения необходимого спектрального состава в ком пактности его автокорреляционной функции. По известному единичному колебательному импульсу временной интервал следования дельтообразных импульсов и п р о п у с к о в в и с х о д н о м с и г н а л е выбирают не большим длительности колебательного импульса. Предопределяемое этим выбором возможное наложение единичных колебательных импульсов в управляющих сигналах допускают в том случае, если это приводит к увеличению излучаемой в среду энергии и не сопровождается отрицательными последствиями для ряботы сейсмоисточника Длину периода исходного сигнала находят по условию К г > Т, где К - количество импульсов в периоде; г - интервал следования дельтообразных импульсов и пропусков в исходном сигнале; Т ~ длительность отклика среды. Период исходного сигнала вводят в память генератора 3 управляющих сигналов сейсмоисточника 1. В память генератора 10 опорных сигналов коррелятора 8 вводят такой же период исходного сигнала или его циклический сдвиг. Пуск блока 11 управления. После выдачи команд исполнения вспомогательных операций блок 11 управления через шифратор 12 и дешифратор 4 сигнала запуска осуществляет пуск генератора 3 управляющих сигналов сейсмоисточникз 1 и начинает синхронный отсчет времени задержки момента запуска генератора 10 опорных сигналов и включения коррелятора 8 системы 5 регистрации сейсмических колебаний. Если время задержки равно нулю, запуск генератора 10 и коррелятора 8 производится одновременно с запуском генератора 3 сейсмоисточника 1. Управляющий сигнал генератора 3 трансформируется исполнительным механизмом 2 сейсмоисточника 1 в силовое воздействие на грунт. Возникающие при этом сейсмические колебания ЇЗ распространяются в геологической среде 14, воспринимаются сейсмоприемником 6, усиливаются усилителем 7 и поступают на информационный вход коррелятора 8, на второй вход которого в установленное время подают сигнал с выхода генератора 10 опорного сигнала. С помощью коррелятора 8 осуществляют корреляцию сейсмического 7 8 1679431 и опорною сигналов, а результирующую кпррологрпмму зпписырают регистратором 9 Возможны режимы работы коррелятора по схеме корреляция - накопление или накопление - корреляция. В первом случае, который реализуют, если коррелятор обеспечивает корреляцию в реальном времени, накапливают значение коррелограмм, во втором - значение принятых сейсмических сигналов, а накопленный сигнал коррелируют с опорным сигналом. Применяют также двухэтапную корреляцию сейсмических сигналов: сначала с исходным сигналом, а затем с единичным колебательным импульсом или наоборот. Порядок выполнения этапов зависит от соотношения длительностей исходного сигнала и колебательного импульса, а также вычислительных возможностей коррелятора. При отсутствии достаточных средств преобразования сейсмических сигналов в процессе наблюдений производят только их накопление или только регистрацию, а корреляцию зарегистрированных сигналов выполняют автономно или в процессе их обработки на ЭВМ. Формула изобретения Способ сейсмической разведки, основанный на возбуждении серии последовательностей, инвертированных по начальной фазе сейсмических воздействий, регистра 5 10 15 20 25 30 ции и корреляционной обработке виброграмм, причем управляющий и опорный для корреляции сигналы в каждой последовательности сформированы из одного и того же периода исходного сигнала в виде периодических последовательностей, следующих через одинаковый временной интервал разнополярных кваэисинусоидальных единичных импульсов одинаковой длительности, а длительность периода задают не меньше времени регистрации полезных сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сейсмической разведки за счет увеличения соотношения сигнал/помеха, период управляющего и опорного сигналов формируют путем чередования во времени одинаковых по амплитуде и частотному составу единичных импульсов и пропусков импульсов в виде линейной рекуррентной псевдослучайной последовательности чисел, в которой положительные единичные импульсы соответствуют квадратичным вычетам, отрицательные - квадратичным невычетам, пропуски импульсов соответствуют О, при этом управляющий сигнал формируют из натурального числа периодов или из натурального числа периодов, дополненных отрезком периода, длительность которого не меньше времени регистрации полезных сигналов, а опорный сигнал формируют из целого числа периодов. 7 Т ц г J г і і л "V 777"'777 ~7^ Фиг. 7 77^ 777 777 777 1679131 Фие.2 -35 •51- тт ТТ ълтр-т А L ті—'~т Ш .59 тт І S3 ,55 -43 4 56 S9 61 .63 ФиеЗ Редактор Н.Тупица Составитель А Иноземцев Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле Заказ 3212 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101