Файл: Цифровая обработка сейсмических данных..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Здесь Х п в и ХПП — абсциссы пункта взрыва и пункта приема соответственно.

Модели функции 8ЙЛ. (!) полезных волн и регулярных помех, иначе говоря уравнения годографов соответствующих волн, строятся на основании представлений о модели среды (геометрии границ и распределении скоростей) путем аналитического решения прямой задачи сейсморазведки. Для этой цели часто выбирается модель среды, более простая, чем та, по отношению к которой формулируется общая задача обработки и которая используется для построения ряда алгоритмов обработки. В частности, уровень приведения мы в данном случае будем считать горизонтальным; другие допущения будут оговорены ниже.

Для сейсмограмм ОТВ прямая задача сейсморазведки исследована весьма подробно. Все эти решения подходят также и для сейсмо­ грамм ОТП.

Годографы однократно-отраженных (продольных, поперечных, обменных) волн при произвольных границах раздела имеют очень сложную форму; возможны точки возврата и петли. В случаях, когда геометрические или литологические неоднородности границ соизме­ римы с длиной волны, имеет место явление шероховатости [45, 64]. Поэтому при аналитическом решении прямой задачи на модель среды накладываются дополнительные ограничения, имеющие «местное» действие и не используемые на других этапах.

Практически наиболее часто используемой моделью годографа отраженной волны является известное уравнение для плоской отра­ жающей границы и однородной покрывающей среды:

6 (£) = ^ щ - уГ 1а -г -4Л|8Шф + 4А2

(2.39)

Здесь использовано обозначение 90 = 2h/v (90 ). Реже используются уравнения С. Ф. Больших для горизонтально-слоистой среды и урав­ нение для среды с заданным средним градиентом Р с р и горизонталь­ ными отражающими границами:

 

 

2

2ft(W

 

 

1

1=1

 

(2.40)

1=1

2

2htvi

 

i=i

 

 

2

ГР *(-4- +

А а )

(2.41)

 

 

 

 

Годографы дифрагированных волн могут быть выражены через годографы 0 (£) отраженных волн (2.39)—(2.41) для соответству­ ющих моделей сред.

79



 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть \ 0 и h — координаты

точки

ди­

 

 

 

 

 

 

 

фракции. Используя на этот раз

во избе­

 

 

 

 

 

 

 

жание

путаницы

обозначение

 

х — х0

=

 

 

 

 

 

 

 

=

1и

 

для годографа

0Д

 

 

дифрагиро­

 

 

 

 

 

 

 

ванной

волны можно

записать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 д ( У = 4

[ei(£) +

0 2 a) L

(2.42)

 

 

 

 

 

 

 

где

8 i (I)

=

9 (I)

при

замене

£ =

210;

 

 

 

 

 

 

 

82 (I) = 6 (I)

при

замене £ =

 

2 ( § 1 ~ - g 0 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

сейсмограмм ОГТ годографы отра­

 

 

 

 

 

 

 

женных волн при неоднородных средах

 

 

 

 

 

 

 

можно получить заменой £ на

2£ в

вы­

 

 

 

 

 

 

 

ражениях (2.39)—(2.41), если

отражающая

Р и с .

32.

С о в о к у п н о с т ь

г о ­

граница

горизонтальна.

Для

случая на­

д о г р а ф о в

/ ,

/ / ,

III,

IV

клонных

границ, а также для

других ти­

и д и ф р а г и р о в а н н ы х

 

в о л н

пов волн будем ограничиваться

простыми

от точек

д и ф р а к ц и и

1, 2,

моделями

(4.3)—(4.5),

соответствующими

 

 

3,

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

однородной покрывающей толще.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнений (2.39)—- (2.41) видно, что годографы всех

основных

типов

волн

в

области

сейсмограмм

ОГТ

являются

гиперболами

или

параболами

высоких

порядков,

симметричными

относительно

оси

1 = 0

(некоторые

точности,

не

меняющие

общего

правила,

характерны лишь для обменных волн

[30]).

 

 

 

 

 

 

 

Моделью

функций qkxj

(£)

служит

уравнение

(2.42)

 

годографа

дифрагированных волн. Точками дифракции являются поочередно

каждая j-я точка к-ш границы

с

координатами h = hj:

£0

= \ i

(рис. 32).

 

 

 

 

 

Модель статических сдвигов

ДтС Л Г (£). В качестве модели

функ­

ции ДтС Л . (|) рассматривается сумма

времен

Дтв л . и Дтп (£)

пробега

луча по вертикали в толще выше правильно выбранного

уровня

приведения в пункте взрыва и пункте приема

[см. модель одиночной

трассы (2.15)]. Поясним, что понимается под «правильно

выбран­

ным» уровнем приведения.

 

 

 

 

 

Модель глубинного скоростного разреза для исследуемой площади выбирается по экспериментальным данным, которые чаще всего бывают приурочены к отдельным точкам или участкам площади [результаты сейсмокаротажа или анализа эффективных скоростей,

вычисляемых попутно

с подбором

кинематических поправок (см.

гл. 4)]. В этих точках вычисленные

скорости приводятся к тому или

иному уровню, который может

быть выбран произвольно.

Выбрав

по этим данным о скоростях модель глубинного скоростного

разреза,

например, применив

линейную

интерполяцию средних скоростей

по профилю между точками, для которых выполнялся анализ скоро­ стей, мы должны позаботиться о том, чтобы модель соответствовала реальному скоростному разрезу также и во всех остальных точках площади. Последнее может быть достигнуто лишь при некотором строго определенном положении уровенной поверхности между

80


Р и с .

33. П о я с н е н и е

к

в ы б о р у

у р о в н я п р и в е д е н и я .

 

1 — з н а ч е н и я

 

с р е д н е й

с к о р о с т и

( к м / с ) ,

и з м е р е н н ы е д л я

отдельных

точек

п р о ф и л я

п у т е м а н а л и з а

с к о ­

ростей; г

п о л о ж е н и е

у р о в н я

п р и в е д е н и я

в

э т и х

точках

п р о ­

ф и л я ; 3 — л и н и и р а в н ы х з н а ч е н и й

с к о р о с т и , п р о т р а с с и р о в а н н ы е

п о

всему

п р о ф и л ю п у т е м

и н т е р п о л я ­

ц и и

д а н н ы х а н а л и з а

скоростей;

4 — д н е в н а я поверхность; 5

в о з ­

м о ж н ы е п о л о ж е н и я у р о в н я

п р и ­

 

в е д е н и я .

 

 

закрепленными точками-участками с известным скоростным разре­ зом. Найти это положение на каждом профиле в каждой точке — это и значит правильно выбирать уровень приведения (рис. 33).

В соответствии с изложенным моделью функции ДтС Л Г (£) служит случайная последовательность с ненулевым, в общем случае средним значением Атс , равным среднему времени пробега в толще выше

уровня

приведения. Отклонения

ЛтС Л . (!) — Атс

считаются

некорре­

лированными или слабо коррелированными по г и по \.

 

 

Моделью

функций

6Qkx (|) и 8qkxj

[см. общие

формулы

(2.34),

(2.35)

и

(2.36)] является

стационарная,

некоррелированная

по к,

х и %

случайная

последовательность

с

нулевым

математическим

ожиданием.

 

 

 

 

(\и

 

 

 

 

 

 

к-ж отраженно)!

Построим

разность

А0А

£2 ) времен прихода

волны для любых двух трасс одной и той же сейсмограммы,

зареги­

стрированных

в точках

| 4

и | 2 -

На основании

(2.34) и (2.35)

 

Д6*

 

Ъ) = % ( Ы + Атс

( у + 66, (I,)

- %8) -

Атс

( Ы - 6 6 , (£я ).

Индекс х здесь для простоты опущен. Допустим, что на некотором

интервале времен

Tt

— Т2

систематическое

изменение

наклонов

осей

синфазностей отраженных

 

волн

отсутствует,

т. е.

разность

6ft

+

Атс (Ij) — Qk (13

— Дтс

{lz)

одинакова

для всех

волн

с разными к. При условии согласного залегания границ это может

быть обеспечено либо за счет малости интервала Т i — Т2,

либо путем

точного ввода кинематических поправок. Тогда

разность

Д8, (Jjj, %2)

зависит от к только за счет разности 8k =

68fe (S-t) — 86fe 2 ),

которая является случайной стационарной, некоррелированной по к, х и £ величиной с нулевым математическим ожиданием.

В силу этих особенностей плотность распределения / (6А) вели­ чин &k зависит только от расстояния А| между выбранными трас­ сами, а модель (2.34), (2.35) полезной части многоканальных сейсмических записей имеет важное свойство, выражаемое соотно­ шением

'-21z,(x) = bz (T)*/(6f c ),

(2.43)

6 З а к а з 312

81


где bz (т) и rZlZz — авто- и взаимнокорреляционная функции сейсми­ ческих трасс Zj (t) и z2 (i), выбранных на расстоянии Д| .

Аналогичное соотношение может быть выписано и для вариан­ тов (2.34'), (2.36) модели.

В заключение приведем некоторые общие особенности модели исходных сейсмических записей.

1. Построенная модель является статистической. Случайная ком­ понента в широком смысле представлена в модели в виде 8Qkx (|). Случайными компонентами в узком смысле считаются времена при­ хода полезных волн и основные параметры помех.

2. Построенная модель содержит множество упрощающих допу­ щений и ограничений по сравнению с реальным материалом. В сущ­ ности, практически каждое конкретное свойство модели, фиксиру­ емое нами, означает отход от реальности. В табл. 1 приведено срав­ нение основных свойств модели и реального материала только для

полезной компоненты z0

(t).

 

Т а б л и ц а 1

М о д е л ь

Р е а л ь н ы й м а т е р и а л

Величины

щ

д л я

д а н н о г о к не

м е н я ю т с я с

х

и | ; х

(t)— с л у ч а й н а я

н е к о р р е л и р о в а н н а я

п о с л е д о в а т е л ь ­

н о с т ь н о р м а л ь н о

р а с п р е д е л е н н ы х

в е л и ч и н

 

 

 

Ф о р м а и м п у л ь с а s 0

(£) не м е н я е т ­

с я с х, £ и

t

 

 

И м п у л ь с

£ s 0

(t) — м и н и м а л ь н о - ф а ­

зовый

 

 

 

З а в и с и м о с т ь г о р а з д о б о л е е с л о ж н о г о

вида

 

 

 

Величины Х£ д л я д а н н о г о

к

меняют ­

ся с х

и \

 

 

х (t)

— к о р р е л и р о в а н а п о

t,

так к а к

о т о б р а ж а е т з а к о н о м е р н у ю с м е н у л и т о -

ф а ц и й , к а к

п р а в и л о , р и т м и ч н у ю . Р а с ­

пределение

в е л и ч и н

х

о т л и ч а е т с я

от

н о р м а л ь н о г о

 

 

 

Ф о р м а и м п у л ь с а

s0

(t) м е н я е т с я

п о

всем трем

к о о р д и н а т а м

 

И м п у л ь с

s0 (t) — не

м и н и м а л ь н о - ф а ­

зовый

 

 

 

 

При

рассмотрении

конкретных алгоритмов

обработки (см.

гл. 3—6)

будет введено

множество дополнительных

ограничений.

3. Включение тех или иных допущений в модель обусловлено не столько ограниченностью сведений о реальном материале, сколько необходимостью использования при обработке только достаточно простых алгоритмов, что связано с ограниченным быстродействием современных ЭВМ. Общая тенденция развития модели, связанная с расширением возможностей обработки по мере появления все более мощных ЭВМ, по-видимому, заключается в следующем.

В модель будут включаться в виде постоянных, случайных в узком

смысле величин новые компоненты и

параметры, которые ранее

в модели не фигурировали (например,

зона пониженных скоростей

между ЗМС и глубинным разрезом; специфические типы волн-помех и др.). Некоторые параметры, которые считались постоянными, будут приниматься переменными (например, коэффициент отражения

82