Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки Колесов Сергей Васильевич

Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки
<
Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Колесов Сергей Васильевич. Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки : дис. ... д-ра техн. наук : 25.00.10 Москва, 2005 324 с. РГБ ОД, 71:07-5/103

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Состояние методики и разрешающей способности вибрационной сейсморазведки; постановка задач работы 14

1.1. Специфика вибросейсморазведки 14

1.2. Вибросейсмическая техника

1.2.1. Вибраторы 15

1.2.2. Блоки управления вибраторами 16

1.2.3. Транспортные средства 17

1.2.4 Средства контроля работы вибраторов 18

1.3. Задаваемые вибросейсмические сигналы 19

1.3.1. Общие сведения 19

1.3.2. Виды свип - сигналов 20

1.4. Полевая методика и разрешающая способность вибросейсморазведки 22

1.4.1 Параметры методики 22

1.4.2. Выбор параметров методики 23

1.4.3. Методика полевых работ 25

1.4.4. Разрешенность вибросейсмических материалов 27

1.5. Обработка 29

1.5.1. Полнота использования полевого материала 29

1.5.2. Специфика обработки 30

1.6. ВРС и решаемые ею задачи 31

1.6.1. Введение 31

1.6.2.Геологические задачи ВРС 32

1.6.3. Технология ВРС 33

1.6.4 Пример ВРС с импульсным возбуждением 37

1.6.5. Постановка задачи полевой методики врвс 39

1.7. Постановка задач повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки 41

1.7.1. Общие вопросы 41

1.7.2. Выбор оптимальных параметров методики 44

1.7.3. Алгоритмическая поддержка методики 44

1.7.4. Аппаратура 45

1.7.5. Совершенствование обработки 45

1.8. Основные задачи исследований 46

ГЛАВА 2. Выбор оптимального вибросейсмического сигнала 47

2.1. Задача оптимизации вибросигнала 47

2.1.1. Параметры методики и свип - сигнал 47

2.1.2. Параметры и процедуры оптимизации 47

2.2 Оптимальный спектр свипа 49

2.2.1 Модель коррелограммы и оптимальный свип 49

2.2.2 Свип и его спектр мощности 51

2.2.3.Спектры и корреляционные импульсы 55

2.2.4. Выбор оптимального спектра свипа 62

2.2.5 Параметризация оптимального спектра 69

2.2.6. Выводы 71

2.3 Реализация оптимального свипа при полевых работах 72

2.3.1 Необходимость общего решения 72

2.3.2. Параметризация ОВС 72

2.3.3 Функциональные свипы 73

2.4 Параметры и спектры функциональных свипов 73

2.4.1 Вывод формул спектров наиболее распространенных свипов 73

2.4.2 Установочные, геофизические и реальные параметры свипов 81

2.4.3 Взаимозависимость геофизических параметров 86

2.4.4 Сравнение различных функциональных НЧМ свипов 92

2.4.5 Выбор оптимальных параметров функционального свипа 94

2.4.6 Расчет реальных и установочных параметров нелинейных свипов -«РАПАНС» 107

2.4.7. Выводы ПО

2.5 Примеры выбора оптимальных параметров свипов 110

2.5.1 ОМНИ - свип на С-В Прикаспийской впадины 110

2.5.2. Логарифмический свип в республике Коми 112

2.5.3 «Стандартный» свип для Западной Сибири 118

2.5.4 ВРВС в Джунгарии (КНР) 124

2.5.5 Работы в Болыпеземельской тундре 134

2.5.6. Опытные работы на Уренгое 144

2.5.7 Работы с НЧМ свипом в Удмуртии 148

2.5.8 Выводы 151

2.6. Выводы главы 2 154

ГЛАВА 3. Аппаратурное обеспечение врвс 156

3.1 Измерение сейсмических характеристик вибраторов 156

3.1.1. Постановка задачи 156

3.1.2. ВИБРОТЕСТЕР 157

3.1.3. Примеры использования ВИБРОТЕСТЕРА 160

3.1.4. Моделирование работы вибратора

3.2 Концепция бусв для реализации врвс 169

3.3 Реализация спектра овс на блоке управления 172

3.4. Составные функциональные нчм свипы и амплитудная модуляция 175

3.4.1. Постановка задачи 175

3.4.2. Составные НЧМ свипы 179

3.4.3. Амплитудная модуляция 181

3.5. ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 3 181

ГЛАВА 4 Полевая методика ВРВС 183

4.1. Общие требования к методике ВРВС 183

4.1.1. Конкретизация задачи 183

4.1.2 Подготовка и контроль техники 185

4.1.3. Изучение ВЧР 193

4.1.4. Система наблюдений и группирование 198

4.1.5. Адаптация параметров методики 209

4.1.6. Алгоритмическое обеспечение ВРВС 214

4.1.7. Выводы 218

4.2. Полевые способы врвс 219

4.2.1. Способ синхрокомби 219

4.2.2. Модификация способа синхрокомби 228

4.2.3. Другие варианты комбинирования 233

4.2.4. Комплексирование полевой методики и экстраполяции спектра записи при обработке 234

4.2.5. Выводы 237

4.3. Анализ результатов опытных работ 237

4.3.1 .Особенности анализа материалов ВРС 239

4.3.2. Примеры и причины ошибок анализа 244

4.3.3. К процедуре анализа 247

4.3.4 Выводы 249

4.4.Устранение "звона" при использовании НЧМ свипов 249

4.4.1. Высокочастотный «звон» при логарифмических свипах 249

4.4.2. Способ устранения «звона» 251

4.4.3. Развитие способа миксисвип 259

4.4.4. Выводы 259

4.5. Выводы главы 4 260

ГЛАВА 5 Особенности обработки результатов врвс 261

5.1 Общие требования к обработке 261

5.1.1. Постановка задачи 261

5.1.2. Примеры обработки

5.2 Решение динамических задач 266

5.3 Первичная обработка вибросейсмических материалов .

5.3.1 Весовая корреляция 270

5.3.2 Фильтры «ФИЛКРО» 273

5.4 Дополнительные средства обработки 277

5.4.1 ФИЛМЕМ -алгоритм и программа 278

5.4.2 Фильтрация ФИЛМЕМ временных разрезов 279

5.4.3 ФИЛМЕМ в графе обработки 291

5.5. Выводы главы 5 302

Заключение 305

1. Основные результаты диссертации 305

1.1. Теоретические разработки 305

1.2. Аппаратурное обеспечение ВРВС 305

1.3. Новые способы вибросейсморазведки 306

1.4. Алгоритмы и программирование 306

1.5. Опробование разработок 307

1.6. Рекомендации для практики

3 2. Внедрение результатов 309

3. Направления дальнейших исследований 310

4. Список авторской литературы 310

Список использованной литературы

Введение к работе

Вибросейсмические работы в настоящее время составляют до 40% (за рубежом эта доля больше) от общих объемов сейсмических работ на нефть и газ. В последние годы вибросейсмический метод широко применяется при поисках и разведке и других полезных ископаемых, а также при региональных работах.

По сейсмической эффективности и стоимости работ вибрационная сейсморазведка уступает взрывной, но такие ее особенности, как безопасность, экологическая «чистота», помехоустойчивость и довольно широкие возможности управления спектром посылаемого сигнала обеспечивают её широкое применение и постоянное развитие. Некоторое время назад были распространены и другие невзрывные источники - различные импульсные и кодоимпульсные, но за небольшим исключением (имеются в виду источники типа «Енисей») они не выдержали конкуренции с гидравлическими вибраторами. Причины - низкочастотный и недостаточно широкий спектр возбуждаемого импульса.

Появление мощных вибраторов и компьютеризованных телеметрических сейсмостанций с большим динамическим диапазоном регистрации (ІЗОдБ и более) позволяют заметно увеличить разрешающую способность вибрационной сейсморазведки, однако возможности улучшения качества сейсмических мате-ралов здесь далеко не исчерпаны. В определенном смысле современная полевая техника и аппаратура «расслабляют» геофизиков в их желании совершенствовать методику полевых работ, а требования повышения производительности и технологичности приводят зачастую к стандартизации полевой методики в целых регионах. При этом основные надежды на улучшение качества результатов возлагаются на обработку, эффективность которой в последние десятилетия значительно возросла, хотя совершенно ясно, что недоделанное в поле не исправишь при обработке.

В последнее время повысились требования к временной и динамической разрешенности, а также надежности получаемых вибросейсмических данных, что обусловлено необходимостью картирования малоамплитудных и сложнопо-строенных объектов, поисками неструктурных ловушек углеводородов и оценкой физических и коллекторских свойств пластов. Все это требует заметного повышения качества получаемых сейсмических разрезов. Иначе говоря необходим переход к высокоразрешающей сейсморазведке (ВРС), а конкретно - к высокоразрешающей вибрационной сейсморазведке (ВРВС). Решение данных задач требует модернизации технических средств, совершенствования известных и

разработки новых способов проведения полевых работ, а также развитию обработки, что в совокупности позволяло бы с наибольшей эффективностью решать поставленную геологическую задачу в конкретных сейсмогеологических условиях. Этому и посвящена данная работа.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является, теоретическое обоснование, разработка и экспериментальное опробование новых технических средств, полевых методик, алгоритмов, программ и приемов обработки, направленных на повышение временной и динамической разрешенности данных вибрационной сейсморазведки на стадиях полевых работ и обработки полученных результатов.

  1. Исследование и разработка способов выбора параметров оптимальных свип - сигналов и способов их реализации в полевых условиях, а также разработка новых полевых методик для технологии ВРВС.

  2. Разработка аппаратуры для контроля сейсмических характеристик вибраторов и алгоритмических решений для блоков управления вибраторами.

  3. Разработка и исследование специфических алгоритмов, программ и способов обработки вибросейсмических материалов на разных стадиях - от корреляции виброграмм до получения временных разрезов и дальнейшего их использования при интерпретации.

  4. Разработка технологии высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки (ВРВС), включающей общую идеологию, аппаратурно - методическое и алгоритмическое обеспечение полевых работ и обработки полученных материалов.

  1. Автором показано, что параметры свипов, определяющие разрешенность сейсмической записи, взаимосвязаны, вследствие чего независимый перебор их значений на блоках управления при опытных работах не правомерен. Предложен способ выбора оптимальных параметров свипов, базирующийся на анализе нормированных спектров мощности свип - сигналов и спектров коррелограмм.

  2. Впервые показано, что спектр мощности оптимального свип - сигнала пропорционален обратному фильтру, вычисленному по коррелограмме, полученной с линейным (ЛЧМ) свипом, с последующей коррекцией, учитывающей исходное значение отношения сигнал/помеха и требуемое.

  3. Разработан новый способ выбора при опытных работах оптимальных параметров наиболее распространенных нелинейных свипов, основанный на предварительном определении оптимальной скорости частотной развертки на низких частотах, последующей посылке серии нелинейно частотно модулированных

(НЧМ) свипов для определения оптимальной крутизны нарастания спектральных амплитуд свипов, выбираемых с целью получения нужных значений отношения сигнал/помехи, и дальнейшем уточнении всех остальных параметров.

  1. Впервые разработаны алгоритмы кусочно - нелинейных частотных развёрток (КИН - свип, СПЛАЙН - свип), позволяющие оптимизировать работу вибратора и уменьшить корреляционные шумы при реализации свип — сигналов с произвольно заданным спектром; разработаны алгоритмы составных функциональных свипов (ПАРАДОКТ, ПАРАЛОГ), исправляющие недостатки обычных функциональных НЧМ свипов, связанные с низкими частотами.

  2. Разработан новый способ МИКСИСВИП - подавления специфических квазигармонических помех ("звона" на коррелограммах), появляющихся при определенных условиях в результате использования нелинейных свипов и ограничивающих применение последних.

  3. Предложены новые полевые методики, использующие комбинирование свипов с непересекающимися частотными и (или) временными диапазонами, а также комплексирование параметров методики с экстраполяцией и интерполяцией спектра записи при обработке, - позволяющая повысить разрешающую способность вибрационной сейсморазведки.

  4. Разработаны новые способы обратной фильтрации вибросейсмических данных, полученных с различными комбинированными, встречными и ортогональными частотными развертками, позволяющие значительно уменьшить фон шумов корреляционных преобразований этих данных.

  5. Разработан комплекс программ ФИЛМЕМ, использующий максимально энтропийную экстраполяцию спектра сейсмической записи; высокая эффективность его использования для повышения качества сейсмических материалов показана как для окончательных временных разрезов, так и в графе обработки для улучшения работы процедур вычитания волн - помех со скоростями, близкими к полезным волнам, коррекции статических поправок, а также программ динамической обработки.

  6. Показано повышение надежности прямого прогноза углеводородов в тонкослоистых коллекторах с помощью AVO при использовании высокоразрешающей сейсморазведки.

1. Выбор оптимальных параметров свипов должен производиться на основании анализа нормированных спектров мощности свип - сигналов и спектров коррелограмм с учётом взаимной зависимости параметров, определяющих раз-

решенность сейсмической записи. Спектр мощности оптимального свип - сигнала пропорционален обратному фильтру, вычисленному по коррелограмме, полученной с ЛЧМ - свипом, с последующей коррекцией, учитывающей исходное значение отношения сигнал/помеха и требуемое.

  1. Предложенные кусочно - нелинейные частотные развертки оптимизируют работу вибратора при отработке оптимального свип — сигнала; составные свип — сигналы исправляют недостатки стандартных нелинейных свипов, связанные с сокращением их частотного диапазона со стороны низких частот.

  2. Разработанный автором способ МИКСИСВИП дает возможность избавиться от специфических квазигармонических помех ("звона"), появляющихся в определенных условиях на коррелограммах при работе с нелинейными свипами. Этот, а также другие новые способы вибрационной сейсморазведки, использующие комбинирование свипов с непересекающимися частотными или временными диапазонами, комплексирование параметров полевой методики с экстраполяцией и интерполяцией спектра записи при обработке, позволяют повысить разрешающую способность вибросейсморазведки и увеличить производительность.

  3. Разработанные автором способы обратной фильтрации дают заметный эффект повышения качества вибросейсмических данных. Это комплекс программ ФИЛМЕМ, применяемый как к окончательным временным разрезам, так и для улучшения работы процедур вычитания волн-помех, коррекции статических поправок и программ динамической обработки, и программа ФИЛКРО — для уменьшения фона шумов корреляционных преобразований данных, полученных с комбинированными, встречными и ортогональными частотными развертками.

  4. Технология высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки (ВРВС), основанная на комплексировании

общей идеологии ВРВС и адаптации параметров методики к меняющимся сейсмогеологическим условиям,

аппаратуры и методики оперативного контроля сейсмических параметров вибрационного источника,

способов выбора и расчета оптимальных параметров методики,

новых полевых методик вибросейсмических работ,

- способов обработки, включающих новые специфические процедуры,
-обеспечивает получение сейсмических разрезов повышенной разрешенности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ 1. Выводы и рекомендации для практики

1.1. Важнейший резерв повышения разрешающей способности вибраци-

онной сейсморазведки - повсеместное внедрение нелинейно частотно модулированных свипов в практику полевых работ. Для этого разработана теория, способы расчета и реализации различных НЧМ -свипов, пригодные для использования с любыми существующими блоками управления вибраторами.

  1. Подход к выбору оптимальных параметров вибросейсморазведки "от спектра" меняет планирование опытных работ и предъявляет другие требования к блокам управления вибраторами (БУСВ) и математическому обеспечению методики. В диссертации даны предложения и технические решения для разработки новых БУСВ.

  2. Выбор параметров функционального свипа заданного вида должен базироваться на аппроксимации оптимального спектра вибросейсмического сигнала спектром этого функционального свипа; возможности такой аппроксимации расширяются за счет предложенных в работе «кусочно - нелинейных» и «составных» свипов с ограниченным набором задаваемых параметров. По сравнению с применяющимися в производстве, эти свипы имеют улучшенные характеристики на низких частотах.

  3. Предложен и неоднократно применен на практике способ определения оптимальных параметров НЧМ свипов (логарифмических, децибел -на -октаву и других), основанный на целенаправленном подборе их установочных и реальных параметров с учетом взаимной зависимости этих параметров.

  4. Разработан и опробован на моделях алгоритм способа МИКСИСВИП, дающего возможность уменьшить влияние аддитивных шумов на коррелограм-му и избавиться от высокочастотного «звона».

  5. Предложен и опробован способ вибрационной сейсморазведки МОГТ, при котором для определения априорных статических поправок в качестве источника используют одиночный вибратор, работающий в импульсном режиме, а регистрацию сейсмических колебаний производят на рабочей косе ОГТ.

  6. Разработаны новые способы вибросейсморазведки, использующие комбинирование ЛЧМ и НЧМ свипов со стыкующимися, пересекающимися (но сдвинутыми по времени) и непересекающимися частотными диапазонами. В последнем варианте «восстановление» незадействованных участков спектра осуществляется с помощью программы РЕСПЕК, основанной на алгоритме ФИЛ-МЕМ. Использование этих способов целесообразно в определенных сейсмогео-логических условиях, а также при ограниченных технических возможностях вибросейсмической партии.

  7. Комплекс программ ФИЛМЕМ целесообразно использовать на разных

стадиях обработки вибросейсмических данных. На результатах обработки реальных материалов показаны различные возможности ФИЛМЕМ. 2.Реализация в производстве

2.1. Методика полевых работ. Опробована и доказала свою эффектив
ность разработанная автором технология высокоразрешающей вибрационной
сейсморазведки. В результате проведенных под методическим руководством ав
тора демонстрационных работ в Синь-Цзяне (КНР) в 1996г. был получен высо-
коразрешённый разрез с диапазоном частот 10-100Гц с последующим расшире
нием спектра до 130Гц на временах до Зс.

В демонстрационных и контрактных работах (1995г. - 1997г - КНР, провинции Хэйлунцзянь и Хэнань) с применением элементов защищаемой технологии, но с взрывным возбуждением, были получены высокоразрешенные разрезы с рабочей полосой частот 10-114Гц (времена до 3.2с) и 12 - 160Гц (- до 2,3с).

Технология ВРВС с использованием НЧМ свипов с успехом применялась в разных регионах Росси и за рубежом. Во всех случаях получены сейсмические материалы повышенной разрешённое и новая геологическая информация. Таковы работы ГЭПР под г.Актюбинском (с приставками для ОМНИ- свипов к вибраторам СВ 5-150), «Севергеофизики» и «Нарьян-Марсейсморазведки» в Болынеземельской тундре (2003г), в Эфиопии (комбинирование ЛЧМ-свипов).

С 2000г. при работах «Татнефтегеофизики» в республике Коми используются НЧМ -свипы, спланированные автором, позволяющие получать сейсмические материалы, по качеству близкие к взрывному возбуждению.

2.2. Обработка. Обработка окончательных временных разрезов по Запад
ной Сибири, Казахстану, Калмыкии, Узбекистану, Удмуртии, Якутии, Туркме
нии, Китаю (Синь-Цзян, Цайдамская впадина и др.) и ГДР комплексом про
грамм ФИЛМЕМ позволила заметно (обычно в 1.5 раза, а иногда - вдвое) повы
сить их временную и динамическую разрешенность, а также получить новую
геологическую информацию.

Использование ФИЛМЕМ в графе обработки позволило получить новую геологическую информацию по материалам Пакистана, Эфиопии, Саратовского Поволжья

2.3. Алгоритмическое и программное обеспечение. Созданы рабочие
версии программ ФИЛМЕМ (ПК), ВЕСКОР - весовой корреляции, РЕСПЕК.
Разработан пакеты программ ВЫБОР (для анализа и выбора характеристик
группирования), РАПАНС - для выбора оптимальных параметров функциональ
ных НЧМ свипов, РЕВЕНС - для выбора оптимальных параметров свипов про-

извольного вида. Один из алгоритмов пакета РЕВЕНС послужил основой разработки ВИБКОР (НФФ ВНИИГеофизики).

2.4. Аппаратура. Создан прибор "ВИБРОТЕСТЕР" для контроля сейсми
ческих характеристик гидравлических вибраторов и импульсных невзрывных
источников. В полевых условиях с помощью ВИБРОТЕСТЕРа была проведена
диагностика вибраторов в ряде сейсмических партий ГЭПР, Оренбургской, Аст
раханской, Прикаспийской геофизических экспедиций и в тресте «Запприкас-
пийгеофизика».

Разработана концепция построения новых блоков управления вибраторами и созданы на уровне технических решений алгоритмы МИКСИ- свипа, кусочно - нелинейных и составных НЧМ свипов.

2.5. Методические указания и рекомендации. Разработки автора вошли в
"Методические указания по высокоразрешающей сейсморазведке" Мингео
СССР, НПО "Нефтегеофизика", Миннефтепром СССР, ЦГЭ, М. 1988г.; в "Мето
дические указания по работам с модернизированными вибраторами СВ 5-
150"(ВНИИГеофизика, М.,1987 г.); в «Методические рекомендации к техниче
ской инструкции по наземной сейсморазведке при проведении работ на нефть и
газ», МПР РФ 2002г.; в «Рекомендации по сейсморазведке» МПР РФ (2005г.).

1. Личный вклад автора: Автором лично получены результаты, состав
ляющие основное содержание защищаемой диссертации, к ним относятся:

1.1 разработка общего подхода к выбору оптимальных вибросейсмических сигналов и их параметров для целей ВРВС ;

  1. совокупность идей, технических и алгоритмических решений, положенных в основу способов выбора, расчета и реализации оптимальных параметров НЧМ свипов и в целом методики вибросейсмических работ;

  2. технические решения, являющихся способами вибросейсморазведки;

  3. упомянутые выше алгоритмы и программы.

Разработка технологии высокоразрешающей вибросейсморазведки проводилась совместно с А.Н. Иноземцевым, некоторых составляющих технологии - с Г.А.Захаровой, ее аппаратурной части - совместно с В.В.Клиновым и Н.Е. Кривенко, создание комплекса программ ФИЛМЕМ - при участии И.К. Кондратьева.

2. Апробация работы и публикации: Основные результаты исследова
ний автора неоднократно докладывались на всероссийских и ведомственных со
вещаниях, а также на международных симпозиумах (СЭВ/Прага,1988г., SEG/
Киев, 1988г., СЭВ/Киев, 1991г., SEG/Москва, 1992г., SEG-ЕАГО Москва 1993г.,

SEG/Москва, 1997., SEG-2003, Москва), опробованы при геофизических работах в различных регионах СССР и за рубежом.

По теме диссертации опубликовано 49 печатных работ, из которых 5 -в «Геофизическом вестнике»ЕАГО, а 8 - авторские свидетельства на изобретения.

  1. Объем и структура работы: Общий объём 324 страницы, из них: 240 страниц текста, включающего титульный лист, Оглавление, Введение, 5 глав, Заключение, Список литературы (123 источника), а также 103 рисунка.

  2. Благодарности : Отнимающая много времени и достаточно ёмкая работа не может быть выполнена без продолжительного, творческого и благожелательного общения с сотрудниками по работе, с соавторами, родственниками и друзьями. Автор глубоко благодарен Иноземцеву А.Н., Захаровой Г.А., Потапову О.Л., Голосову В.П., Козлову Е.А., Чистову П.И., Логинову В.В., Жукову А.П., Кондратьеву И.К., Шехтману Г.А., а также Колесову Д.В. и Гойзману М.С.

Блоки управления вибраторами

Собственно электрогидравлический вибратор - это возбудитель вибрации, который устанавливается на каком - либо транспортном средстве. Возбудитель вибрации состоит из тяжелого гидроцилиндра (он же - инертная или реактивная масса), в котором двигается поршень. На штоке поршня закреплена опорная плита вибратора. При отработке ПВ возбудитель вибрации опускается, его плита прижимается к грунту весом транспортного средства во избежание отрыва плиты от грунта.

Плита возбудителя вибрации отделена от транспортного средства пневмоопорами, гидроцилиндр связан с гидросистемой (насос, гидроаккумуляторы и т.п.), установленной на транспортном средстве, гибкими рукавами - во избежании передачи вибрации на транспортное средство.

Опорная плита со штоком совершают колебания в пределах жесткости грунта и пневмоопор, гидроцилиндр движется в противофазе к плите и компенсирует реакцию грунта. Движение поршня в гидроцилиндре происходит по программе, задаваемой и поддерживаемой электронным блоком управления сейсмическим вибратором (БУСВ).

Основные сейсмические характеристики собственно вибратора (гидромеханической системы) - сила воздействия на грунт и диапазон генерируемых частот. Максимальная сила, соответствующая максимальному давлению в гидроцилиндре при сейсморазведке не используется из-за больших нелинейных искажений сигнала. Но обычно для сравнения вибраторов используется пиковая сила, равная произведению максимального давления на площадь поршня гидроцилиндра возбудителя вибрации.

Гидромеханика вибратора рассчитывается на определенный частотный диапазон возбуждаемых колебаний. Все другие характеристики - точность следования заданной программе излучения колебаний - фазовой коррекции излучаемого сигнала, его амплитуде - контролю силы (Force Control), времени вхождения вибратора в работу, синхронную с задаваемым электрическим сигналом (его называют - опорным), тип излучаемого свип и т.п. - относится к блокам управления вибраторами.

Общие принципы устройства и работы электро - гидравлических вибраторов (ЭГВ) изложены во многих публикациях, в частности у Чичинина И.С.[91], Шнеерсона М.Б.[97] и [85], Жукова А.Щ12]. Нас будут интересовать только такие их характеристики, которые определяют интенсивность и «качество» излучаемых ими вибрационных сигналов. В первую очередь - это мощность вибраторов, измеряемая для удобства пиковой силой в тоннах. В настоящее время в геофизическом производстве используются вибраторы от 5т до 30т и более. Тенденция к расширению спектра возбуждаемых колебаний приводит к необходимости повышать мощность используемых вибраторов, поэтому наибольшее распространение имеют вибраторы 15 - 25т. Запросы геофизиков ограничиваются высокой стоимостью и трудностями эксплуатации всё более мощных вибраторов, но потребность в них растёт по мере расширения круга задач, решаемых сейсморазведкой, в том числе с расширением рабочей полосы частот (частот, где полезный сигнал превышают помехи) до 120Гц и более, с использованием динамических особенностей сейсмической записи для решения более тонких геологических задач, а также с увеличением глубинности исследований. Практика показывает, что в большинстве регионов в полосе частот до 100Гц с вибраторами 20-25т можно получить качественный, пригодный для динамического анализа материал на временах до 2.0 - 2.5с. Для меньших времен пригодны и более слабые вибраторы.

Сейсмо - геологические условия возбуждения сигналов меняются по профилю (площади) работ, при этом высокочастотные составляющие свип сигнала обычно имеют относительно меньшие амплитуды. Вместе с тем желательно, чтобы амплитудно -частотная характеристика (АЧХ) силы была выровнена (постоянна) в диапазоне возбуждаемых частот. В таком случае вибратор должен иметь некоторый запас мощности, чтобы автоматически компенсировать вариации АЧХ силы (Force-Control), так что и для повышения качества излучаемых сигналов также необходимы более мощные вибраторы.

С повышением мощности вибратора растет и его вес. С другой стороны в России большой объем вибросейсмических работ проводится зимой по глубокому снегу и чтобы вибратор мог «отжаться» на опорной плите, он должен иметь достаточно большой интервал «выдвижения» возбудителя вибрации (чтобы колеса или гусеницы не опирались на снег при отработке ПВ и плита не «провисала»). Нужно отметить, что этого нет у многих вибраторов, используемых на севере, так что об общем повышении эффективности вибрационной сейсморазведки в этих условиях говорить трудно.

Из всех многообразных функций блоков управления сейсмическим вибратором (БУСВ) здесь нас будет интересовать: 1. обеспечение работы вибратора согласно заданной программе работы (наибольшая степень близости к заданным характеристикам излучения); 2. генерация опорных сигналов определенного вида и возможность управление их амплитудой, частотой и начальной фазой. 3. доступность (для геофизика) управления вибратором для решения поисково -разведочных задач. Собственно основное, что должен знать геофизик в отношении к БУСВ - как задавать фазово - частотные и амплитудные параметры опорного (задаваемого оператором) сигнала.

В настоящее время из всего многообразия использующихся в странах СНГ Блоков Управления Сейсмическими Вибраторами (БУСВ) как наиболее распространенные и типичные следует отметить Advance-II (Pelton [107]) и (Advance-III-[108]) фирмы Пелтон (США) и VE-416 (Vibrator Electronics - [114]) фирмы Серсель (Франция). Эти блоки предназначены для управления исполнительными механизмами вибраторов по заданной оператором программе, синхронизации запуска станции с группой вибраторов и генерирования опорного сигнала. Они также позволяют тестировать сейсмические характеристики вибраторов на предмет соответствия этих характеристик заданным пределам во время работы вибраторов на местности. При этом данные тестирования передаются по радиоканалу на сейсмостанцию (Pelton Company [111]). Для вибраторов, использующихся в СНГ, был сделан упрощенный вариант Advance-II под маркой «Мини -Контроллер» (Pelton [109]) и Рекламный листок НПО «Сейсмотехника»[84]).

Все эти БУСВ имеют приблизительно одни и те же характеристики, по функциональным возможностям они в целом соответствуют решаемым задачам полевых работ, однако по возможностям обеспечения дальнейшего развития полевых методик и повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки они не имеют резервов и отстают от современных требований (см. ниже параграф 1.4 - Методика).

Транспортное средство (база) служит для размещения возбудителя вибрации и всего, что к нему относится, и должна обеспечивать вибратору перемещение и нужную проходимость по площади работ. Это может быть грузовик или специальный колесный или гусеничный транспортер.

Эта явно не геофизическая часть вибратора в целом тем не менее может заметно повлиять на методику сейсмических работ. Транспортное средство определяет саму возможность проведения работ в данных условиях, а также их производительность, вследствие чего геофизику приходится считаться с возможностями и ограничениями работы транспортных средств и иногда отказываться от оптимальных решений по методике работ. Так обычный грузовик - это самое неудобное и не рациональное транспортное средство с точки зрения методики и стоимости (без амортизации) вибросейсмических работ, поскольку для перемещения от ПВ к ПВ и в пределах одного ПВ водителю приходится выполнять много лишних движений, тогда как на специальном транспортном средстве (гусеничном или колёсном) для перемещения достаточно двух педалей - "ход" и "тормоз".

Разрешенность вибросейсмических материалов

В основе методики ВРС лежит способ общей глубинной точки (ОГТ). Используемая при этом аппаратура и оборудование должны подвергаться контролю и наладке в соответствии с сопроводительной документацией изготовителя и технической инструкции по сейсморазведке. Методики контроля хорошо известны, четко разработаны и для обеспечения ВРС требуется только их аккуратное выполнение.

Специфической особенностью полевой методики ВРС является: применение специальных приемов полевых работ. Задачей методики полевых работ ВРС является максимальное расширение рабочей полосы частот, то есть диапазона частот, в котором, после применения углубленной обработки, достигается превышение сигналов над уровнем помех. Специальные способы и приемы обработки данных ВРС направлены на то, чтобы сохранить динамические характеристики волнового поля и обеспечить максимальную временную разрешенность сейсмических сигналов при требуемом уровне отношения сигнал/помеха.

Помимо телеметрических сейсмостанций при ВРС нужна также другая техника -акселерометры (вместо сейсмоприемников - для работ со взрывным возбуждением), специально изготовленные заряды ВВ и мощные вибраторы (20 и более тонн) с четкой настройкой сейсмических параметров и правильно спланированным нелинейным (НЧМ) свипом. (Из всех возможных способов возбуждения в приложении к ВРС целесообразно рассматривать только взрывное и вибрационное - имеются в виду электрогидравлические вибраторы).

Использование акселерометров вместо сейсмоприемников (велосиметров) обусловлено особенностью взрывного возбуждения состоящей в том, что в спектре взрыва наиболее интенсивны низкочастотные составляющие, а в сторону высоких частот спектральная энергия плавно убывает, причем скорость этого убывания тем больше, чем больше заряд. Выравнивание спектра сигнала на записи частично достигается с помощью акселерометров, которые имеют АЧХ в виде наклонной прямой, выходящей из начала координат, вследствие чего низкочастотные спектральные составляющие ослаблены сильнее, чем более высокочастотные.

Использование специально изготовленных малых зарядов (единицы и десятки грамм тротила - Колосов Б.М. и др.[51]) по сравнению с более крупными (сотни и тысячи граммов) приводит к уменьшению доли низкочастотных составляющих в спектре сигнала, что позволяет во-первых лучше выровнить спектр за счет использования на приеме акселерометров и во-вторых уменьшить низкочастотные волны-помехи, которые непропорционально быстро возрастают при росте величины заряда.

При вибрационном возбуждении целесообразно использовать акселерометры лишь тогда, когда не удается иначе понизить энергию сигнала на низких частотах, например за счет соответствующего выбора параметров нелинейно - частотно - модулированного свип - сигнала.

Основная особенность системы наблюдений при ВРС - более плотный шаг пунктов приема и возбуждения. В связи с этим повышаются и требования к позиционированию ПП и ПВ: здесь уже нужна точность до 1-2м в плане и не хуже 0.1-0.2м по высоте, а главное - аккуратность работы полевых бригад при раскладке кос и установке сейсмоприемников. особенно на снегу.

Длина годографа выбирается обычным для ОГТ способом, поскольку средняя частота сигналов здесь будет выше (период колебаний - меньше) и длина годографа может быть меньше.

Как правило возбуждение при ВРС со взрывами производится из одиночных скважин или из «плотной» группы скважин. При вибрационном возбуждении вибраторы ставятся практически вплотную и кроме того целесообразно использовать «многопозиционные» группы с переездом (сдвигом) вибраторов после 1-го - 2-х воздействий при отработке одного ПВ.

Взрывное возбуждение при ВРС требует тщательного выбора величины заряда и глубины его заложения (иногда с точностью до дециметров!), что во многом определяет ширину рабочей полосы возбуждаемого сигнала. Здесь необходимо специальное изучение ВЧР, результаты которого используются также для построения скоростной модели верхней части разреза и расчета «априорных» статических поправок (см. ниже). Выбор глубины заряда, согласующейся со строением ВЧР -необходимое условие для ВРС. Задавая одну и ту же глубину заложения заряда по профилю (площади) мы не выходим за границы среднечастотной сейсморазведки.

Для вибраторов выбор параметров возбуждения сводится к выбору параметров сигналов, при которых на коррелограммах достигается по возможности более широкая полоса частот, в пределах которой после обработки сигнал будет превышать помеху на заданную величину (Колесов СВ. и др.[48]). При этом сигнал должен излучаться компактной группой мощных вибраторов, «сбитых» по сейсмическим параметрам в пределах полосы частот излучения. Здесь также необходимо специальное изучение ВЧР, результаты которого используются для определения с заданной точностью «априорных» статических поправок.

Наилучшая разрешающая способность ВРС по латерали обеспечивается за счет адаптации параметров источника к меняющимся условиям возбуждения, и имеет целью стабилизацию характеристик сейсмического сигнала, посылаемого в среду. Имеется в виду адаптация к меняющимся сейсмогеологическим условиям по профилю (площади), вплоть до изменений параметров возбуждения от ПВ к ПВ.

Параметризация оптимального спектра

Тогда зависимость (2.2.5) будет иметь вид: S(F)2 = 1/F (t) (2.2.6), что приведено и у Варакина Л.Е. [7]. В данном случае S(F)2 - модельный спектр мощности свипа, получаемый по частотной развертке F(t). При переходе от него к спектру мощности реального свипа, посылаемого в среду должны учитываться и мощность вибраторов, и их количество в группе, и количество накоплений - в виде коэффициентов в формуле (2.2.6), но для сравнения различных разверток удобна именно формула (2.2.6) без коэффициентов. F (t) - это скорость частотной развертки с размерностью «Герц в секунду» (Гц/с), так что спектральные амплитуды S(F)2 в этом случае имеют размерность «секунды на Герц» (с/Гц) и их легко оценивать на практике как обратные величины скорости частотной развертки.

Равенством (2.2.6) можно пользоваться только тогда, когда скорость развертки F (t) больше нуля, так что F(t) должна быть монотонно возрастающей (или по крайней мере строго монотонной - тогда нужно брать F (t)), как это обычно и бывает в вибрационной сейсморазведке. В таком случае для F(t) существует обратная функция t(F), для которой выполняется равенство t (F)=l/F (t) и по (2.2.6) по заданному спектру S(F)2 можно найти F(t). В этом смысле имеется взаимно - однозначная связь между спектром мощности свипа и его функцией частотной развертки.

Если требуется определить спектр мощности или частотную развертку по более общей зависимости (2.2.5), то нужно задать функции А1(ш) и А2(ю), которым во временной области соответствуют функции А1(т) и A2(t), если известна F(t). Во всяком случае нужно задать три какие - то функции в (2.2.5), чтобы определить четвертую.

Рассмотрим, как «работает» зависимость (2.2.6) для линейно — частотно-модулированного (ЛЧМ) свипа, частотная развертка которого имеет вид: F(t)= F1+ t (F2 - Fl)/T, где F1- начальная и F2- конечная частоты, Т - длительность свипа, t - текущее время (0 = t =Т). Здесь F (t) = (F2 - Fl)/T - постоянная величина и в диапазоне Fl - F2 спектральные амплитуды S(F)2 = T/(F2 - F1), то есть спектр мощности имеет вид прямоугольника и его площадь равна Т - длительности свипа.

Формулы (2.2.6), пригодная для произвольной (но строго монотонной) функции частотной развертки, получена на основе связи между спектром мощности и частотной разверткой ЛЧМ свипа. В частности поэтому и для всех других реально используемых формул частотной развертки площадь спектра мощности, определенного по (2.2.6), равна длительности свипа.

Из теории спектров (теорема Парсеваля) известно, что интеграл мощности функции во временном представлении равен (с точностью до постоянного множителя) интегралу мощности этой функции в частотном представлении, иначе говоря площадь спектра мощности свипа равна (с точностью до постоянного множителя) интегралу мощности свипа. Последний легко вычисляется непосредственно интегрированием формулы (1.3.3) с учетом (1.3.4) и пропорционален времени Т - длительности свипа. Для удобства (см. выше) постоянный множитель берется равным единице.

Модельный спектр свипа, определенный по частотной развертке и формуле (2.2.6) несколько отличается от спектра мощности, посчитанного непосредственно по свипу. В качестве примера были заданы три «исходных» спектра - ступенчатой кривой, имитирующей спектры примыкающих ЛЧМ свипов, в виде ломаной и в виде плавной кривой (рис.2.2.1 поз. А, пунктирные линии). По этим спектрам были определены соответствующие им функции частотной развертки (рис.2.2.1 поз Б). Далее по частотным разверткам были рассчитаны свипы (без кону сования !) и их спектры мощности, которые изображены сплошными линиями на позиции А рис.2.2.1. Можно заметить, что «биения» спектров, посчитанных по свипам, сильнее на краях (соответствующих началу и концу свипов, причем амплитуда колебаний увеличивается к краям частотного диапазона) и в местах скачков спектральных амплитуд. Биения обусловлены явлениями Гиббса, они являются следствием "неидеальности" свип-сигнала - ограниченной его длины и резкого нарастания и спада амплитуд спектральных составляющих - обычно в начале и в конце частотного диапазона сигнала. Во временном представлении они соответствуют корреляционным шумам, которые становятся меньше при конусовании (аподизации) свипов (см. раздел 1.3.2).

Частотная развертка №1 (поз. Б) состоит из трех отрезков прямых, соответствующих столбцам спектра №1 (поз. А) -трём примыкающим ЛЧМ свипам; частотные развертки №2 и №3 - плавные кривые, соответствующие уже нелинейным (НЧМ - нелинейно - частотно - модулированным) свипам.

Влияние конусования свипов хорошо видно на примере спектров мощности рис.2.2.2. Биения остаются только по краям спектра, но за счет конусования несколько сокращается частотный диапазон. На рис.2.2.3. показано, как близки по форме модельный спектр (посчитанный по формуле (2.2.6) с имитацией конусования) и спектр, полученного по свипу.

В целом можно утверждать, что модельные спектры и формула (2.2.6) могут Рис. 2.2.1. А: модельные спектры (пунктир) и спектры, посчитанные по свипам (сплошные линии); Б: функции частотной развертки, соответствующие (по номерам) спектрам позиции А. Модельные спектры и частотные развертки связаны формулой (2.2.6). использоваться для анализа спектров свипов по их частотным разверткам, временам и интервалам конусования, и обратно - функция частотной развертки может определяться по заданному спектру с достаточной для практики точностью. Переход к спектрам свипов от параметров частотной развертки - естественнее и понятнее геофизику. На спектрах достаточно просто оценивается реальная (после конусования) полоса частот и соотношение энергий свипа на любых частотах диапазона.

Параметры свипов, необходимые для их генерации вибратором, вполне можно задавать по их спектрам мощности, но у свипов есть свойства, которые удобнее рассматривать во временном представлении. Таковы оценки динамической разрешенности, динамических диапазонов сигналов и свойства корреляционных шумов, которые являются одной из специфических особенностей вибросейсмического метода.

Ранее упоминалось об октавности в связи с динамической разрешенностью вибросейсмических материалов. Октавность сигнала может быть определена как количество октав в эффективной полосе частот его спектра, то есть как количество интервалов, где частота удваивается. Тогда можно записать: ОКТ = Log2(F2/Fl), или 20КТ= F2/F1, (2.2.7) где F1 - начальная (наиболее низкая) частота участка спектра, F2 - конечная (б олыпая) частота. Из этого определения следует, что чем шире спектр, тем больше октавность, и при одной ширине спектра наибольшая октавность будет у спектра с наименьшей начальной частотой.

На рис. 2.2.4. показаны три автокорреляционных функции ЛЧМ свипов (импульсы Клаудера) с разной октавностью. Видно, что чем больше октавность, тем меньше побочные экстремумы относительно главного максимума. При ОКТ=1 (свип 10-20Гц) амплитуда первого положительного побочного экстремума равна половине амплитуды главного максимума. Это считается (см. «Методические указания» по ВРС [118]) одним из необходимых условий выделения отражения на фоне помех. Иначе, однооктавный - это наиболее узкополосный сигнал, какой может ещё допускаться при практических ограничениях для планирования вибросейсмической методики. Для ВРВС октавность посылаемого сигнала должна быть существенно выше.

Составные функциональные нчм свипы и амплитудная модуляция

В большинстве случаев можно требовать выравнивания спектра отраженного сейсмического сигнала по соотношению сигнал/помеха во всей исходной полосе частот до заданного предела по времени (времени «слушания») при условии, что величина S/N на низких частотах на максимальной глубине исследований должна быть не ниже заданной.

Выбор оптимального набора из четырех независимых параметров лучше производить в определенной последовательности действий, обусловленных целесообразностью использования получаемых сейсмических данных. Для поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений предлагается следующая обобщенная схема.

Спектр мощности логарифмического свипа (рассматриваемого как наиболее общий) в полу - логарифмическом масштабе представляет собой прямую линию с тангенсом угла наклона Н: ln(S(F)2) = H-(ln(10)/20)(F - Fl) - ln(Vfo) (2.4.15) Здесь используется частотная развертка логарифмического свипа в виде F(t)= F(Fl,F2,Vfo,H,t). Параметр Н для дальнейшего удобнее, чем С, поскольку задает нарастание спектральных амплитуд (крутизну спектра) в дециБеллах на Герц и логарифмическая крутизна Н может выбираться независимо от параметров Vfo,T,Fl и F2, поскольку во многих случаях спадание амплитуд сейсмической записи происходит плавно по экспоненте. Если же затухание даже приближенно не экспоненциальное (и не параболическое), а, например, ступенчатое, то в таких условиях функциональные свипы не могут быть оптимальными без всяких дополнительных условий. Здесь нужны кусочно - функциональные свипы, которые рассмотрены ранее в параграфе 2.3.

Таким образом имея Н, после фиксации Vfop, Flp, Т, tl и t2 могут быть определены величины F2p, Fl и F2. Далее в диапазоне Fl ...F2, где F1 - минимально низкая частота, а F2 - желаемая верхняя частота, используя ЛЧМ свип - сигнал со стандартными интервалами конусования в его начале и в конце, при нескольких различных значениях длительности свипа Т возбуждаются сейсмические колебания, которые регистрируются на рабочей косе. Различные величины Т выбираются так, чтобы скорость частотной развертки ЛЧМ - свипа Vf = (F2 - Fl)/T менялась бы вблизи средних ее значений, полученных в данных сейсмогеологических условиях во время предшествующих работ, и захватывала бы интервал значений, при которых качество прослеживаемости целевых отражений соответствует заданному значению сигнал/помеха.

Полученные виброграммы коррелируются с опорным свип-сигналом и коррелограммы анализируются на предмет оценки отношения S/N для целевых отражений на низких частотах. При этом нам нужно оценить значение отношения сигнал/помеха. Одним из способов оценки S/N является анализ прослеживаемости отражений, описанный

Крыловым И.Б. и Больших Т.А. в [63] и пригодный с некоторыми ограничениями для работы в полевых условиях. К нему следует добавить полосовую фильтрацию, чтобы можно было оценивать S/N в заданных частотных диапазонах (см. также раздел 2.2.) Другие способы связаны с расчетами спектров мощности сигнала и некоррелированной помехи и не всегда удобны в полевых условиях.

Следует отменить, что способ Крылова И.Б.и Больших Т.А. [63] пригоден при неплохой прослеживаемости целевых отражений; в противном случае придется прибегать к обработке сейсмограмм на ПВК (полевом вычислительном комплексе), используя какой - либо пакет программ для обработки материалов МОГТ.

Для дальнейшего фиксируется скорость частотной развертки ЛЧМ свипа, при которой на низких частотах достигается нужное значению S/N, и величина Vfop (производной F (tl) от функции частотной развертки F(t) будущего нелинейного свипа) принимается равной этому значению. Далее также на основании анализа коррелограмм выбирается величина реальной начальной частоты спектра логарифмического свипа - Flp = F(tl). Она выбирается обычным способом: с одной стороны - необходимость избавиться от помех, а с другой - увеличение октавности получаемой записи, при учёте возможностей техники. Однако нужно учитывать, что для ЛЧМ-свипа Flp = F(tl)= Fl+tl (F2 - Fl)/T, и оценка величины F(tl) НЧМ свипа по ЛЧМ коррелограммам не должна быть меньше этих величин.

По ЛЧМ коррелограммам оцениваются также амплитудно - частотные искажения сигнала в среде для отражений от заданных интервалов геологического разреза. Поскольку у ЛЧМ свипа спектр прямоугольный, то спектр анализируемого участка коррелограммы приближенно соответствует АЧХ среды и по логарифму АЧХ можно оценить затухание амплитуд гармоник спектра записи с увеличением частоты. Аппроксимируя график логарифма АЧХ коррелограммы прямой линией, можно обратную величину этого наклона использовать в качестве оценки первого приближения для величины Н логарифмического свипа.

Для дальнейших опытов выбирается Т - постоянная длительность НЧМ свипа. Значение Т на время опытов должно быть по возможности большим, поскольку от него зависит конечная частота F2, которая может оказаться меньше заданной величины при переборе значений Н. Очевидно, что Т для НЧМ свипа больше чем Т для ЛЧМ свипа при одинаковых значениях Flp, Vfo и F2.

По величинам tl, t2 (пока стандартным), Vfop, Flp, Т и Н определятся Vof, Fl, F2, С и тем самым мы полностью определим логарифмический свип и его спектр. Если затем менять величину Н, то при постоянном значении Т величина F2 будет меняться.

С фиксированными Flp, Vfop, Т, tl, t2 и меняя величину Н около ее первого приближения проводят серию сейсмических наблюдений с НЧМ свипом, получают и анализируют коррелограммы. Для этого оценивают S/N уже на высоких частотах, например с помощью коэффициента прослеживаемости (Крылов И.Б., Больших Т.А. [63]) для заданного временного интервала. Величина F2 при этом будет разной в разных опытах, но сравнение результатов целесообразно производить на одной частоте, для чего удобно взять минимальную величину среди всех значений F2. В результате выбирается такая величина Н, при которой отношение S/N на верхних частотах было бы равно априорно заданному значению. В предположении экспоненциального частотно зависимого затухания спектральных составляющих сейсмического сигнала для получения логарифмической крутизны спектра мощности логарифмического свипа достаточно двух точек - на низких и высоких частотах, чтобы соотношение S/N было равным заданному уровню во всем выбранном частотном диапазоне.

При выбранных таким образом величинах Flp, Vfop, tl, t2, H и вычисленных величинах F1 и Vfo далее можно уточнить значения однозначно зависимых между собой F2 и Т, выбирая их исходя, с одной стороны - из технических и экономических возможностей, а с другой - из желания получить сейсмический материал с максимальной разрешенностью отражений в заданной полосе частот на заданных временах. Наконец имея Flp, Vfop, t2, Н, F2, уточняем величину tl, вычисляем F1 и окончательно определяем Vfo и Т.

Если АЧХ среды не является монотонной приближенно экспоненциальной функцией, то при использовании функциональных НЧМ свипов можно добиться, чтобы S/N в выбранном частотном диапазоне было бы НЕ МЕНЬШЕ заданного значения, но это уже паллиативное решение.

Условия возбуждения могут заметно меняться в пределах площади вибросейсмических работ. В таком случае выбор оптимальных параметров методики высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки должен включать и их адаптацию к меняющимся сейсмогеологическим условиям (подробнее об этом - в разделе 4.1.5).

Выбор параметров вибросейсмического источника согласуется также и с особенностями обработки данных. В частности расширение спектра записи за пределы полосы возбуждаемых частот (применение программы типа ФИЛМЕМ) тем лучше работает, чем больше соотношение S/N на исходном интервале спектра, откуда производится экстраполяция.

Похожие диссертации на Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки