Файл: Цифровая обработка сейсмических данных..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 158

Скачиваний: 1

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

Р и с . 56. П о я с н е н и е к р а з н о ­ в р е м е н н о м у с у м м и р о в а н и ю суммолент .

St

а:

(рис. 55, в). Очевидно, что построение таких сводных сейсмограмм ОГТ допустимо лишь при малых углах ср.

В случае значительных углов наклона помехоустойчивость спо­ собов подбора поправок может быть повышена с помощью суммиро­ вания нескольких суммолент ОГТ для соседних общих глубинных точек с учетом наклона отражающей границы. Из рис. 56 следует, что при произвольном залегании границ раздела сдвиг Д£ между суммарными амплитудами разрастаний волн, отраженных от одного и того же горизонта, на суммолентах соседних общих глубинных точек определяется выражением (4.55). Таким образом, для обеспе­ чения синфазного суммирования одноименных разрастаний необ­ ходимо осуществить суммирование одноименных трасс, сдвигая их относительно друг друга на величину А^. Учитывая, что величина Д£ заранее неизвестна и может принимать различные значения для различных горизонтов, оптимальную величину Д£ для суммирова­ ния каждой волны найдем путем последовательного разновремен­ ного суммирования одноименных трасс суммолент (рис. 56). Число М вариантов суммирования, очевидно, определится из выражения

M

= l ^ w +

1 ;

( 4 4 5 )

где Д£ф т а х — максимально

возможное

значение

А£ ; 60 — шаг сум­

мирования.

 

 

 

Поскольку данный вариант суммирования эквивалентен обыч­ ному РНП, шаг суммирования 60 можно принять равным 8—10 мс. Если одновременно суммируется К суммолент, каждой из которых соответствует Ж-канальная сейсмограмма ОГТ, результирующая суммарная суммолента по своим свойствам эквивалентна разновре­ менному суммированию сейсмограмм с числом каналов KN. Одно­ временно с увеличением статистического эффекта и связанного с ним

9 З а к а з 312

129


повышения точности определения кинематических параметров волн

(в частности, ^огт) в процессе разновременного суммирования опре­

деляется приращение времени на временном разрезе.

Определение

параметра

суммирующей системы

с

регулируемой

направленностью

Рассмотрим этот вопрос применительно к суммированию сейсмо-

грам ОГТ после ввода кинематических поправок по пучку

парабол

9„ (£) =

а я £ 2 (третий

способ). Под параметрами

системы,

реали­

зующей

этот способ,

будем понимать шаг 66 между

суммирующими

параболами ап%2, либо гиперболами t (|), предельные значения 6

число суммируемых каналов и базу суммирования. Используя ос­ новные соотношения частотной теории интерференционного приема [20] и считая временные сдвиги между первым и последующим кана­ лами линейной функцией, проведем предварительную оценку пара­

метров

системы.

 

 

 

 

1. На основании

[20]

 

 

 

 

 

 

60 = 2 Л / с о о ( т о - 1 ) ,

 

(4.46)

где т0

— число

трасс

суммоленты, на которых реализуется

разра­

стание

данной

волны;

А — коэффициент, численно равный

2зт при

прямоугольном и 4я при треугольном распределении

чувствитель­

ности;

со0 — частота

максимума спектра суммируемой

волны.

Полагая т0—7

-^-9 оптимальным для определения

параметров

волны но разрастанию при равномерном распределении чувстви­

тельности и среднечастотном сигнале

(со0 = -30 Гц),

в

со­

ответствии

с (4.46) получаем

69 =

0,008 с.

 

 

2.

Как

следует из

табл. 2,

предельные

значения

0 „ =

=- I 9 jv-i | , обеспечивающие

вы-

5 _JL_4J

-0,1

-0,2

-0,3

-0А

Р и с . 57. К р и в ы е з н а ч е н и й п р и р а щ е н и й в р е м е н и н а к р а й н е м к а н а л е д л я г о д о ­ графов о т р а ж е н н ы х и д и ф р а г и р о в а н ­ н ы х в о л н , и с п р а в л е н н ы х и с х о д н ы м и

кинематическими

п о п р а в к а м и .

1 — п р о д о л ь н а я о т р а ж е н н а я волна;

2 — д и -

ф р а г и р о в а н н а я

волна .

 

деление полезных однократных и дифрагированных волн (рис. 57), определяются максимально возможной ошибкой в скорости. Найдем требуемое число N трасс суммоленты. Учитывая значе­ ния Q N-i (см. рис. 54), а также

_ 2

необходимость шести дополни­ тельных трасс суммоленты для реализации разрастаний, мак­ симумы которых совпадают с 6 jv-x , имеем

N = Д4к

: + 6 « * 5 0 ^ 6 0 .

 

60

130


Здесь А ^ а х и А^тах соответствуют максимальным

положительной

и отрицательной ошибкам Дув значениях скорости

v; кривые Ах (t)

на рис. 57 построены для следующих исходных данных: v = 2,5 км/с,

v =

2 км/с; отраженная волна: Н0 = 2 км, <р =

30°; дифрагирован­

ная

волна:

! 0 == 2 км (переспрямление), ср =

0 (недоспрямление).

 

Данное

число N получено для максимально

возможной ошибки

(25%) и минимальных абсолютных значений скорости. Уменьшение вероятного диапазона ошибок позволяет сократить число суммарных трасс до 30—40.

Как показано в [30], диапазон из 50—60 парабол, заданных с ша­ гом 66 = 0,008 с, достаточен также для регистрации разрастаний многократных волн.

3. Число М суммируемых каналов оценим по формуле [20]

« - ^ - х Ч т й г ) -

(4-47>

где а — коэффициент, определяющий влияние повторных

максиму­

мов периодической частотной характеристики и численно равный 10;

со" и со' соответственно

верхняя

и нижняя

граничные частоты

спектра волны.

 

 

 

 

Полагая

со" = 2л • 70 Гц, со' 2л • 15 Гц и

со0 =

2я • 30 Гц, полу­

чим М = 12.

 

 

 

 

4. База

суммирования

| т а х при

реализации

разновременного

суммирования не выбирается, поскольку определяется параметрами системы наблюдения. Однако в процессе коррекции кинематических поправок, требующем уверенного выделения на суммоленте каждой

из интерферирующих волн, возникает

задача

оценки возможности

их разрешения. Для этого воспользуемся соотношением

[20], опре­

деляющим разрешающую

способность R метода РНП

 

 

 

 

R = - L - A - ^ * (

±

+

A-\,

 

 

(4.48)

 

 

Ук1

Ука Smax

\

«2

1

a>i

/

 

4

'

где !;к 1

и ! ) в 2 о^исОг соответственно

кажущиеся

скорости и верх­

ние граничные частоты интерферирующих волн.

 

 

 

Подставляя в (4.48) —-— = - ^ ^ - = а„£и с о 2 = ш

1 ) после преобра-

 

 

VK

S

 

 

 

 

 

 

 

 

вования получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!тах К

а2) = ! т а х

Aa Ss Л/со.

 

 

(4.49)

В случае равномерного распределения (А =

2п) и со =

2л;-30 Гц

две волны будут уверенно разрешены при относительном

временном

сдвиге

Да^тах =

0,035 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведем более точную количественную оценку параметров си­

стемы,

учитывая

криволинейность

линий

 

суммирования.

Как

и прежде, будем полагать сдвиг соседних парабол на крайнем ка­ нале с координатой | т а х постоянным и равным 69, другие обозначе­ ния см. на рис. 54.

9*

131


Определим амплитудный эффект суммирования одиночной волны с временем прихода t0, годограф которой представлен параболой с коэффициентом ап. В соответствии с алгоритмом регулируемого суммирования выражение для двумерной функции U (t0, Qn) на вы­ ходе системы имеет вид:

м М

 

• ) ~ 2 * »

:2

 

 

m=l

 

этах

 

М

 

 

 

(4.50)

= 2

Ут (to+dnlm)

 

 

Полагая в (4.50) ап = const, получаем

трассу

суммоленты. Фик­

сирование t0 эквивалентно получению сечения

суммоленты

по ли­

нии t0 = const (9 — сигнал

суммоленты)

[46]. Разность

времен

9 (!) между линией суммирования и годографом волны есть функция запаздывания. В соответствии с этим имеем

6(g) = &[«« -- «/] = • -2С2 (е«-в,). (4.51)

=тах

Отвечающая данной функции запаздывания частотная характе­ ристика суммирования может быть определена на основании выра­ жения:

" м

2

- м

2 cos сот (1т)

+

2 sin сот (1т)

-т= 1

 

- т= 1

На рис. 58 представлены частотные характеристики, иллюстриру­ ющие эффект суммирования идеально регулярной волны для ряда значений 9„. Очевидно, что для каждой пары парабол, сдвинутых на крайнем канале относительно годографа волны на величину ±60 , амплитудный эффект суммирования одинаков. Анализ характери­ стик (со) | показывает, что шаг суммирования 60, найденный из

Рис. 58. Частотные харак­ теристики криволинейного суммирования по параболе второй степени..

1

е =

0;

г 0

8 мс;

3 —

е

=

16

мс;

4 -

=

24

мс;

S

— 6 =

32

мс; 6

) =

40 мс .

70 0)/2К,Гц

132


выражения (4.46) и численно равный 8мс, удовлетворяет требованию реализации разрастаний на 7—9 трассах.

Из рис. 58 видно также, что для преобладающих частот сейсми­ ческого импульса, не превышающих 45 Гц, при таком шаге 60 в пре­ делы основного максимума частотной характеристики суммирования

(на

уровне | Н (ю) | =

0,7), попадают три точки — одна соответ­

ствует кривой 9 = 0,

а две другие — кривым с 0 = +0,008 и 9 =

=

—0,008, наложенным на рис. 58 одна на другую. Это обстоятель­

ство также свидетельствует в пользу выбора шага 68, равного 0,008.

Оценим форму разрастания на плоскости t0, 9„. Пусть

исходный

сейсмический сигнал

ут (t) описывается выражением

 

 

Ут (t) = А0

ехр { — i f (tm — affmf

sin [со0 [tm atl%) +

г|з], (4.52)

где tm

— текущее

время, отсчитываемое от заданного t0;

г\ — коэф­

фициент затухания,

определяющий длительность сигнала; я|) — фа­

зовый

сдвиг.

 

(4.50), для U (t0,

 

 

Тогда, учитывая

9„) получим

 

 

м

 

 

 

 

U(t0,

0„) = Л 2

exp{—if[t0—t0+Z,%{an—al)]*sin{(O0[t0—tl

+

 

 

 

+ & ( а я - « / ) ] + Ч > } .

(4.53)

Исследование выражения (4.53) в общем виде представляет значи­ тельные трудности. В то же время можно оценить форму разрастания, рассчитав по формуле (4.53) теоретические суммоленты для наиболее типичных параметров со0, т), г|э. На рис. 59 приведены фазовые харак­ теристики (линии, соединяющие экстремальные точки, либо точки перехода через нуль суммарных сигналов, образующих разрастание). Их анализ позволяет сделать следующие выводы.

1. Поскольку суммарный сигнал относят к минимуму данной суммирующей параболы, ось синфазности разрастания наклонена относительно линии t0 = const и имеет слегка криволинейную форму (рис. 60, а). Это является отличительной особенностью суммолент, получаемых в результате суммирования по пучку парабол (или ги­ пербол) по отношению к суммолентам РНП. Причину «перекоса» разрастаний легко понять, рассматривая суммирование сейсмограмм ОГ'Г, полученных при выносных расстановках: ветви суммирующих парабол с положительной кривизной подходят к данной оси синфаз­ ности на сейсмограмме ОГТ раньше, а ветви суммирующих парабол с отрицательной кривизной — позже, чем минимумы соответству­ ющих парабол.

2. Отклонение от прямой t0 = const для относительных времен­ ных сдвигов 9, составляющих 2—3 шага суммирования 69, обратно пропорционально частоте со0 сигнала. Применительно к реальному сейсмическому сигналу частоту со0 следует рассматривать как ча­ стоту максимума спектра.

133