Файл: Цифровая обработка сейсмических данных..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 157

Скачиваний: 1

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

степени после ввода исходных кинематических поправок. Этот

способ нашел наибольшее применение в силу своей малой тру­ доемкости, поэтому на нем целесообразно остановиться более под­ робно. Выпишем выражения для остаточных кинематических сдвигов At (!) (недоспрямление или переспрямление, см. рис. 48), которыми характеризуются оси синфазности основных типов регулярных волн после введения исходных кинематических поправок. Очевидно,

 

(!) = t ( l ) - t 0 - Дтк н

(!) = t (!) -

tH

(!),

 

(4.36)

где tH (!) — нормальный

годограф.

поправка Дтк н (!) рассчитывается

Хотя исходная кинематическая

 

обычно по формуле (4.7),

будем для удобства вместо (4.7) рассматри­

вать параболическое разложение

(4.7"),

которым

можно

представить

(4.7) как угодно точно. Подставляя в

(4.36)

выражения для t (!)

из (4.6'),

(4.34) и (4.35)

и

выражения Дтк н (!) из (4.7'),

получим сле­

дующие

выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

однократно-отраженной

волны

при

плоской

отражающей

границе, наклоненной на угол ср,

 

 

 

 

 

 

Д«(Е) = А , т ( 6 )

в - в 1 п

Ч [ ^

- ^ р

- Е * + . .

• ] •

< 4 - 3 7 )

Для

дифрагированной

волны

 

 

 

 

 

 

 

 

д* (Б) = Дгд (Е) = - s i n « Ф о

[J l -8 -|i- + . . . ] .

Здесь

ф0 угол между вертикалью и

прямой, соединяющей

точку с координатами | =

0, z — 0, к которой мы относим суммар­

ную трассу ОГТ, с точкой

дифракции.

 

 

 

 

 

Для

преломленно-дифрагированной

волны

 

 

 

 

 

 

 

(-*£*-•£.){•-

 

 

 

-^(^i-^)s*+....».-»c.=o).

 

Аналогично [30] выражаются

остаточные

кривизны.

 

 

Для многократных волн, распространяющихся со средней ско­

ростью vKp, при горизонтальных

границах

 

( ^_ _ J_ )Е<+ .

Д, (!)= Д,кр (!) = -J- (JL _

 

)Е. _ _ 1 _

Для поперечных однократных

 

волн

 

 

 

 

 

М (!) = Atn (!)= ^

(А- -A)

g

. - ^

-^г) I4

1 . .

1 П о с л е д у ю щ и е

в ы р а ж е н и я (4.37)—(4.42)

получены

без учета в л и я н и я

в е р т и к а л ь н о г о градиента кинематической п о п р а в к и . Н а

и н т е р е с у ю щ и х на с

в р е м е н а х t0^>i^-i,5

с этим влиянием м о ж н о

пренебречь .


Для случая, когда вместо реальной скорости v использована ошибочная, отличающаяся от v на величину Av, будем иметь

 

 

M(l)

= AtAo(l)

=

~-^-[.

Sv4%

+ - • • • ] •

(4.42)

Для обменных

волн

 

 

 

 

 

M(l)

= Uot{l)

 

 

[v%y

 

 

Y 2 - Y + l

 

+ 6t,

 

 

2t0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - T

1

 

f . .

. 1 g sin ф,

V = -2-

(4.43)

 

 

 

2vpy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нетрудно видеть, что все выражения для остаточных

кривизн

имеют общий вид параболы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.44)

где

|а £ 2 | >

\ЬЦ\ >

|с £ 6 | . . . .

 

 

 

 

 

Отсюда

следует,

 

что

регулируемое

суммирование для

разделе­

ния волн по величине остаточных кривизн в соответствии с (4.44) нужно осуществлять по пучку парабол, перекрывающему весь диа­ пазон возможных значений коэффициентов правой части (4.44). Чтобы найти этот диапазон и оценить степень парабол, проанали­ зируем предельные значения первого и второго слагаемых правой

части выражения

(4.44), вычисленные

для

v = 2,5

км/с, h = 2 км,

tQ = 1,6 с, % =

2 км. Оценки слагаемых

приведены в табл. 2 [30].

Из табл. 2 видно, что исправленные

за величину

кинематических

поправок годографы однократных, дифрагированных и многократ­ ных волн могут быть удовлетворительно аппроксимированы парабо­ лами второй степени. При этом следует иметь в виду, что при'наи­ лучшей аппроксимации суммирующая парабола будет отклоняться от годографа на величину, не превышающую половины второго слагаемого. В то же время из табл. 2 следует, что при аппроксима­ ции исправленных годографов обменных и поперечных волн прене­ брегать членом с Е4 нельзя. Однако учитывая, что при регистрации продольных волн обменные и поперечные волны являются помехами, их ослабление за счет неоптимального разновременного суммирова­ ния на больших базах вполне допустимо. В то же время при работах на поперечных и обменных волнах либо при изучении волнового поля должны проводиться специальные наблюдения, при которых максимальное расстояние взрыв — прибор для поперечной волны может быть сокращено до 0,4—0,5 км, а для обменной до 1 км. На данных базах, учитывая низкочастотный спектральный состав

поперечных

и обменных волн, также справедлива

аппроксимация

годографов

параболой второй степени.

ап Е2 с различ­

Зададим

пучок парабол второй степени 6„ (|) =

ными коэффициентами ап таким образом, чтобы обеспечивался посто­ янный сдвиг 66 на крайнем канале сейсмограммы между двумя

125


Т а б л и ц а 2

Т и н ы волн и ф а к т о р , о п р е д е л я ю щ и й о ш и б к и

Слагаемое

Слагаемое

Д о п о л н и т е л ь ­

в и с х о д н ы х п о п р а в к а х Л т к н

"V, с

Ь1\ с

ные

данные

О т р а ж е н н а я волна; о ш и б к а в з а д а н н о м з н а ­ чении с р е д н е й с к о р о с т и

О т р а ж е н н а я в о л н а ; в л и я н и е у г л а н а к л о н а г р а н и ц ы ф

О т р а ж е н н а я п о п е р е ч н а я волна О т р а ж е н н а я к р а т н а я в о л н а Д и ф р а г и р о в а н н а я в о л н а

11 р е л о м л е н н о - д и ф р а г и р о в а н п а я в о л н а

О б м е н н а я в о л н а

±(1,08

±0,01

Av/v--=0,2

—0,10

+0,012

Ф -45°

+0,38

—0,09

Y = 0.59

+0,12

-0,02

vKp = 2 к м / с

—0,05

+0,015 2£оМ>-=0,5

—0,20

+0,012

хр — ± 90°

+0,12

—0,02

i ' 0 2 к м / с

\р •-();

+0,14

—0,047

1>0=2 к м / с

Y -0.59

соседними линиями суммирования (рис. 54). При этом

сейсмограмма

У1 (t)

преобразуется в суммоленту и (t0,

ап),

где ап

— параметр со­

ответствующей суммирующей п-й параболы

(п =

0,

± 1 , ± 2 , ... ±

±(N

— 1)/2, N — число суммирующих парабол, или число трасс на

суммоленте).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реализованное на суммоленте разрастание характеризуется двумя

параметрами —10 и а п . Поскольку каждая трасса

суммоленты

опи­

сывает суммарный сигнал, полученный по данному

фиксированному

параболическому направлению, для всех разрастаний,

 

имеющих

максимумы на одной и той же трассе, независимо

от времени всту­

пления, характерна одна и та же дополнительная

поправка

8„.

Очевидно, что для волн, максимальные

сигналы

которых

реализо­

ваны

на средней

трассе

п = 0), суммирующая

парабола

вырож­

дается в прямую

и 0„ =

0. Суммолента

при этом виде

 

регулируе­

мого

суммирования иллюстрируется рис. 51, в .

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что параметром трасс суммоленты в рассматриваемом

способе суммирования можно считать как величину ап,

так и вели­

чину

сдвига 6„ =

а л £ т ах

на крайнем

канале. Так

как

величина

 

 

 

 

Р и с . 54. Основные

параметры

 

 

 

 

р е г у л и р у е м о г о

 

с у м м и р о в а н и я

 

 

 

 

 

по п у ч к у п а р а б о л / .

 

 

 

 

 

М — ч и с л о

с у м м и р у е м ы х каналов;

 

 

 

 

Л' ч и с л о

л и н и й с у м м и р о в а н и я

 

 

 

 

(трасс с у м м о л е н т ы ) ;

6 „ и 66 — с о ­

 

 

 

 

ответственно п о л н ы й

с д в и г n-й л и ­

 

 

 

 

н и и с у м м и р о в а н и я и с д в и г м е ж д у

 

 

 

 

с о с е д н и м и л и н и я м и с у м м и р о в а н и я

 

 

 

 

д л я к р а й н е г о . к а н а л а с е й с м о г р а м м ы

 

 

 

 

| =

5 m a x ; 9

л (

| )

и

6

6 <5) ~

го

 

 

 

 

 

ж е , д л я к а н а л а с | *- ? т а х -

126


Smax постоянная, переход от ап к Э„ означает лишь изменение мас­ штаба.

Сравнивая рассматриваемый способ регулируемого суммирова­ ния с первыми двумя, можно видеть, что он является существенно менее трудоемким, так как число значений варьируемого параметра,

необходимое для

перекрытия всего

поля суммоленты

(см. рис. 51),

в третьем способе

гораздо меньше,

чем в первых двух.

Естественно

предложить менее трудоемкие модификации первых двух способов, при которых не будут вычисляться участки суммоленты, соответ­ ствующие области маловероятных значений варьируемого пара­ метра ( У ( ) Г Т или 6Я ).

Такой подход означает использование априорных данных о рас­ пределении скоростей и в сущности эквивалентен вводу исходных кинематических поправок.

На основании этого подхода может быть предложен алгоритм регулируемого суммирования, похожий на второй способ, но в сущ­ ности эквивалентный третьему способу. Для исследуемого участка вычисляется таблица кинематических поправок, т. е. для каждого

канала

задается

А т к н а ч и времена

toi

смены

поправок. Затем для

каждого

значения

% вычисляют N

значений

8„ (Е) — а„£Д

Приба­

вляя

к

исходному

значению

Дтк н а ч

величину 6„ (|) =

а „ | 2

и не ме­

няя

значений

toh

выполняют

суммирование

с вводом

кинематиче-

ских поправок. Повторенная Л'раз для

п = 0,

± 1 , ± 2 . . . ±

—— эта

процедура, очевидно, обеспечивает расчет суммолент с предвари­ тельным вводом кинематических поправок. Поэтому центральная трасса суммоленты, полученная при п — 0, совпадает с суммарной трассой временного разреза ОГТ. Несмотря на то, что поправка Эп (£), дополняющая Атк н для каждого ^ и в, находится на основании выражения для параболы второй степени, фактически регулируемое направленное суммирование выполняется по пучку гипербол, каждая из которых представляет собой сумму исходной гиперболы (4.7) плюс парабола 6„ (Е) = а„ЕА В то же время реализация данного алго­ ритма предусматривает Л^-кратное повторение операции суммирова­ ния с введением кинематических поправок в каждый канал, что тре­ бует существенных затрат машинного времени.

В заключение остановимся на некоторых приемах, предназначен­ ных для повышения статистического эффекта суммирования с целью получения качественных, легко интерпретируемых суммолент.

Одним из таких приемов является увеличение числа суммируе­ мых трасс за счет совмещения нескольких сейсмограмм ОГТ, при­ надлежащих соседним общим точкам. Рассмотрим рис. 55, а, где изображена система наблюдений, соответствующая 6-кратному про­ слеживанию. Из рисунка видно, что шести соседним 24-канальным сейсмограммам ОТВ соответствуют четыре сейсмограммы ОГТ со следующей комбинацией трасс: первая — 1, 5, 9, 13, 17, 21; вторая—

2, 6, 10, 14, 18,

22;

третья - 3, 7,

И , 15, 19, 23; четвертая -

4, 8,

12, 16, 20, 24.

Из

этих четырех

6-канальных сейсмограмм

ОГТ,

127


а

1

8

Э

10

11

 

12

13

1U

15

16

17

18

19

 

20@\2Щ^2Ь

Л

6

7

8

3

 

10

11

12

13

14

15

16

17 Щ^/£}\21

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш

b

S

в

7

8

Э

10

11

12 @ЩЩ^\17

 

18

15

20

 

£ 2

2

3

^

5

6

7

8

3

ШЧи/Кп

 

/4

15

16

17

18

 

1

*

1 2

 

3

^

® \6]Wdk

9

Ю

11 П

13

75

16

 

Ш

 

* Q ) \ H W ^ 5 6 7 8 Э 10 11 12 13 1U

 

E E EL

 

Р и с . 55. Построени е сводно й сейсмограммы

О Г Т .

 

 

а — с х е м а

системы

н а б л ю д е н и й

пр и 6 - кратном

п р о с л е ж и в а н и и ; б — х о д л у ч е й и

г о д о г р а ф

о т р а ж е н н о й волны

д л я с в о д н о й

сейсмограммы,

к о г д а о т р а ж а ю щ а я г р а н и ц а г о р и з о н т а л ь н а ;

в — то ж е , к о г д а

о т р а ж а ю щ а я г р а н и ц а наклонна; 1 — п о л о ж е н и е

п у н к т а взрыва;

2

сей ­

смические

л у ч и ;

1—24 — номера к а н а л о в сейсмограммы О Т В ;

I—VI номера

п у н

к т о в

взрыва.

очевидно, можно собрать одну сводную 24-канальную. Годограф отра­ женной волны на такой сводной сейсмограмме будет выглядеть, как показано на рис. 55, б, е. Соседние трассы такой сводной сейсмо­ граммы ОГТ, в отличие от исходных сейсмограмм ОТВ, будут при­ надлежать разным пунктам взрыва и разным общим глубинным точ­ кам (см. схему хода лучей на рис. 55, б, в).

При горизонтальной отражающей границе годографы отраженной волны на сейсмограмме ОТВ и на сводной сейсмограмме ОГТ совпа­ дают. При наклонной границе сводный годограф оказывается состоя­ щим их шести отрезков годографа, расположенных кулисообразно

128