ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 1
деления |
корректирующих |
поправок по годографам ОГТ. Вместе |
с тем, в |
силу существенно |
большего числа точек на профильных |
и встречных годографах, он обладает большей помехоустойчивостью. В частном случае 6-кратного прослеживания способ, базирующийся на использовании годографов ОГТ, во многих случаях не обеспечи вает требуемой точности коррекции статических поправок.
Тестовые и экспериментальные исследования алгоритмов кор
рекции статических поправок |
с использованием временных разре |
зов ОТВ и ОТП показывают, |
что этот способ наиболее эффективен |
при невысоком исходном соотношении сигнал/помеха и при исходном среднеквадратичном разбросе времен вступления сигнала, не пре вышающем 0,25—0,3 видимого периода колебаний. После процедуры коррекции среднеквадратичный разброс уменьшается в 2,5—3 раза.
Следует отметить, что во многих случаях процесс коррекции статических поправок, независимо от применяемого способа, не является одноразовым. Введение исправленных статических по правок, представляющих сумму расчетных АтС Л .(|) и корректи рующих ftij поправок, обеспечивает лишь уменьшение до допустимой величины фазовых сдвигов между суммарными сигналами одной и той же волны на сейсмограмме ОГТ. Остающийся фазовый раз брос между сигналами ослабляет амплитудный эффект суммирова ния и тем самым уменьшает отношение сигнал/помеха. Если этот разброс представляется недопустимо большим, описанные способы могут быть дополнены повторной коррекцией.
Глава 6
РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ СИСТЕМ
Ф И Л Ь Т Р А Ц И Я
Соотношение методов интерференционной обработки на основе принятой статистической модели сейсмограммы
Основной задачей обработки сейсмических данных является улуч шение соотношения сигнал/помеха. Поэтому ядро обработки со ставляют различные преобразования отдельных трасс и их сово купностей, преследующие цель усиления тех составляющих, ко торые несут полезную геологическую информацию и ослабления всех факторов, мешающих выделению полезных сигналов. Все остальные операции обработки только способствуют решению этой главной задачи.
В силу большого разнообразия сейсмических помех существует и целый ряд преобразований, каждое из которых направлено на ослабление какого-либо определенного класса помех. Все эти пре образования объединяются понятием фильтрация — выделение сиг нала на фоне шумов или разделение совокупности нескольких сигналов. В основе фильтрации лежит различие в некоторых свой ствах сигнала и помех.
Обратимся к статистической модели сейсмограммы. Для простоты будем считать, что фильтрация выполняется после выравнивания амплитуд записи и введения статических и кинематических поправок. На этом этапе модель сейсмической трассы может быть представлена в виде (2.44):
y(t) = z (t) + n(t)~x (t) *s (t) + n (t). |
(6.1) |
Здесь x (it) — импульсная сейсмограмма, содержащая |
практически |
всю полезную информацию, которая извлекается из сейсмической записи при существующей методике интерпретации; s (t) — форма
^-представления единичной |
сейсмической волны, отраженной от |
границы двух полупространств (она описывается выражением (2.16) |
|
и включает наложение волн-спутников и реверберации, влияние |
|
ЗМС и контакта сейсмограф |
— почва, неупругое поглощение в среде |
и |
фильтрующее действие регистрирующего тракта |
аппаратуры); |
п |
(t) — совокупность аддитивных помех (микросейсмы |
и ветровые |
помехи; электрические наводки; поверхностные, боковые, дифра гированные и многократные волны).
Задачей |
фильтрации |
является устранение |
мешающих компонент |
s (t) ж п (t). |
Ослабление |
аддитивных помех п |
(t) основано на их от |
личии от полезного сигнала по частоте, кажущейся скорости или кривизне годографа.
176
Р и с . |
76. |
Схематиче |
ское |
и з о б р а ж е н и е про |
|
странств полезног о сиг
нал а |
и поме х на пло |
||||
|
|
скости.'^ |
|
||
П р о с т р а н с т в а : |
1 — п о л е з |
||||
ных |
в о л н , |
2 — |
м н о г о к р а т |
||
ных |
|
в о л н , |
3 — п о в е р х н о |
||
стных |
|
в о л н , |
4 — |
с л у ч а й н ы х |
|
п о м е х , |
5 — п о м е х |
э л е к |
|||
трической |
сети. |
С г у щ е н и е |
|||
ш т р и х о в к и |
у к а з ы в а е т * , о б |
||||
лает!, |
|
основной |
д о л и |
э н е р |
|
|
|
гии |
сигнала . |
|
|
На |
рис. 76 схематически изображены |
пространства |
полезного |
|||||
сигнала и различных типов помех в координатах /, \/vK, |
где / — |
|||||||
частота |
(в |
Гц), i/vK |
—- величина, |
обратная |
кажущейся |
скорости |
||
(в сек/км). |
Различия |
в кривизне |
годографов |
на |
удалении от их |
|||
минимумов могут быть сведены к различиям в кажущейся |
скорости. |
|||||||
Из |
рис. 76 видно, |
что пространства |
полезных |
волн |
и помех |
|||
в значительной мере перекрываются, но в то же время наблюдается их относительное смещение либо по оси частот, либо по оси скоростей, причем пространства разных помех взаимодействуют с простран ством полезных волн по-разному. Степень несовпадения пространств полезных волн и помех и дает основание для выбора того или иного вида фильтрации.
Так, поверхностные волны, отличающиеся от полезных по частот ному составу и по кажущейся скорости, подавляются при помощи частотной фильтрации и фильтрации кажущихся скоростей. Много кратные волны отличаются от однократных в основном по кривизне годографов и подавляются с помощью накапливания по методу ОГТ, ослабляющего волны с кривизнами, иными, чем у однократных, и
т. д. Электрические наводки занимают |
узкую полосу |
частот вблизи |
||||
частоты |
промышленной электрической |
сети. Наилучпшм |
способом |
|||
их ослабления |
является |
частотная |
фильтрация, |
«вырезающая» |
||
именно |
эту полосу частот. |
При этсм мы подавляем и полезные сиг |
||||
налы в |
данном |
диапазоне |
частот, но в целом соотношение |
энергий |
||
полезных сигналов и помех становится более благоприятным. Не регулярные помехи присутствуют на всех частотах и кажущихся скоростях, полностью перекрывая пространство полезных сигналов. Присутствие их требует обязательной фильтрации сейсмической записи по частотам и кажущимся скоростям, даже если другие помехи отсутствуют.
В конкретных сейсмогеологических ситуациях соотношение ин тенсивности полезных сигналов и различных помех в отдельных
12 З а к а з 312 |
177 |
точках рассматриваемого пространства может меняться в широких пределах. Это и предопределяет использование большого числа различных фильтров и широкое варьирование их параметров. Выбор типа фильтра в известной мере определяет и способ фильтрации. Рассмотрим основные типы фильтров и способы фильтрации, применя емые в сейсморазведке.
Классификация фильтров и видов фильтрации
Проблема фильтрации имеет два основных аспекта: во-первых, выбор фильтра и расчет его оператора; во-вторых, осуществление самого процесса фильтрации, т. е. преобразование входного сигнала в выходной с помощью найденного оператора фильтра. Посмотрим, как различаются виды цифровой фильтрации, применяемой в сейсмо
разведке, с точки зрения |
выбора фильтра (рис. 77). |
|
Как уже указывалось |
(см. гл. 1 и 2), фильтры прежде |
всего |
делятся на два класса — линейных и нелинейных. Линейная |
фильт |
|
рация характеризуется выполнением соотношений (1.32), (1.33). Преобразования, не удовлетворяющие этим соотношениям, относятся к классу нелинейных. Важнейшей особенностью линейных фильт
ров |
является то, что в процессе фильтрации характер их действия |
|||
не |
зависит от мгновенных |
значений поступающих |
на их вход |
сиг |
|
|
налов. Нелинейные |
филь |
|
|
Фильтрация |
тры этой |
особенностью не |
|
|
|
обладают. |
|
|
Инвариантная |
|
Переменная |
|
во времени |
|
|
во времени |
фильтрации |
|
фильтрация |
|
Однонанильная |
|
Многоканальная |
|
фильтрация |
|
фильтрация |
|
Временная |
Лрастранст0ен- |
Пространст |
|
фильтрация |
ная |
фильтрация |
венно-временная |
|
|
|
фильтрация |
Согласованная |
|
|
Обратная |
фильтрация |
|
фильтрация |
|
Р и с . 77. Различные виды фильтрации .
В сейсморазведке наи более широкое примене ние находит линейная фильтрация. Это объяс няется несколькими при чинами. Во-первых, реаль ный процесс образования сейсмических волновых полей является в основ ном линейным. Поэтому обработка, преследующая цель упрощения волновой картины и в конечном счете «обратного перехо да» от сейсмических запи сей к строению среды, также сводится в основ ном к линейным преоб разованиям. Во-вторых, линейные преобразования описываются более про стым математическим аппа ратом и могут быть реа-
178
лизованы с лучшими экономическими показателями. Дальнейшее описание мы будем вести применительно к классу линейных фильтров.
Другой важной характеристикой процесса фильтрации является наличие или отсутствие изменения оператора фильтра в зависимости от времени. В случае, если оператор фильтра не изменяется на про тяжении всей сейсмической трассы или другого входного сигнала, фильтрация называется инвариантной во времени. Если оператор фильтра изменяется в зависимости от времени вдоль сейсмической трассы, фильтрация называется переменной во времени и описы вается уравнением, где оператор фильтра зависит от двух координат.
Рассматривая модель сейсмической записи [уравнения (2.33)— (2.36)], мы отмечали, что в связи с наличием в реальной среде не упругого поглощения частотный спектр и форма полезных сигналов изменяются со временем регистрации. Естественно, что и фильтрация, направленная на выделение полезных волн, в общем случае должна быть переменной, настраиваясь в каждый момент времени на ожидае мые параметры полезного сигнала.
В настоящее время в сейсморазведке применяются как инвариант ные, так и неременные во времени фильтры. При этом выбор того или иного вида фильтрации определяется степенью изменения частот ного состава записи со временем в пределах интересующего интер вала регистрации, а также соображениями экономического порядка — переменный во времени фильтр является более «медленным», чем инвариантный.
Следует отметить, что наличие элемента настройки не позволяет считать переменную во времени фильтрацию в целом строго линей ной процедурой. Однако, как будет показано ниже, наиболее широко применяемый на практике алгоритм переменной во времени фильтрации реализуется путем последовательного применения строго линейных фильтров.
Следующая характеристика процесса фильтрации касается ко личества каналов на входе фильтра, принимающих участие в форми ровании одного выходного сигнала.
Фильтр, имеющий один входной канал, будем называть одноканальным. Если фильтр имеет более чем один входной канал, он называется многоканальным. Схемы этих фильтров приведены на
рис. 78. |
Очевидно, что для рассматриваемого нами класса линейных |
фильтров |
йц (t) ф а2 (t) ф . . . ф ak (t) (рис. 78, б), ибо в против |
ном случае можно было бы поменять порядок суммирования и фильт
рации и применять |
фильтрацию |
к суммарному входному сигналу, |
т. е. рассматривать |
фильтр как |
одноканальный. |
С канальностью фильтра связана еще одна характеристика фильт рации, показывающая, по какой координате измеряются отсчеты, служащие дл формирования одного выходного значения фильтра. Фильтрация называется временной, когда на вход фильтра подается одна сейсмическая трасса, и выходной сигнал также представляет собой сейсмическую трассу в функции времени. В том случае, когда выходное значение фильтра формируется из ряда отсчетов, взятых
12* |
179 |
