ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 1
«спрямляющие» |
оси |
синфазности |
элементарных дифрагированных |
|
волн для фиксированного |
jf и текущего параметра к; величины / |
|||
и к приобретают |
смысл |
абсциссы и ординаты точки дифракции; |
||
v c p (ft) — заданный |
закон |
средней скорости в функции глубины. |
||
Исправленные таким образом |
записи суммируют с весами, кото |
|||
рые подбираются эмпирически как функции % и q. Совокупность
суммарных трасс 1 у • (к) |
представляет собой искомый глубинный |
разрез в координатах х, |
h. |
Описанная процедура выполняется, конечно, не с идеальными импульсными сейсмограммами, а с обычными сейсмическими запи сями. Поэтому на самом деле получают не разрез акустических жесткостей, а некоторую волновую картину. Форма импульса в ре зультате Д-преобразования в той или иной мере трансформируется как в силу соотношения (2.28), так и за счет использования конечного числа трасс по профильным наблюдениям вместо реального трехмер ного волнового поля.
Шаг А/ между трассами глубинного разреза полагают равным половине шага А! между центрами групп; шаг А/с между отсчетами по трассам выбирают так, чтобы на видимый период полезной записи приходилось 5—10 точек (без последующей фильтрации) или 4—5 то чек (с последующей фильтрацией, вернее, интерполяцией). База наблюдений (количество суммируемых трасс) должна возрастать по мере увеличения «глубины» к.
Аналогично Д-преобразованию можно подвергать не только сейсмограммы ОТВ, но и временной разрез, построенный по данным ОГТ. Разница только в выборе весовой функции при суммировании,
а также |
в том, что вместо (6.158) используется |
где к п j |
— координаты точки дифракции; | — абсцисса трассы вре |
менного |
разреза. |
Возникает вопрос: почему суммирование по годографу диафрагированной волны сейсмограмм ОТВ переводит их в глубинный разрез, а суммирование сейсмограмм ОГТ по методу ОГТ — не переводит? Ведь общая точка отражения в методе ОГТ при горизонтальном за легании может рассматриваться как точка дифракции; годографы отраженной и дифрагированной волн от этой точки совпадают. Раз ница между накапливанием сигналов по методу ОГТ и Д-преобразо- ванием в том, что в МОГТ синфазно или почти синфазно суммируются
волны, дифрагированные не |
только на точках с абсциссой |
£ = 0, |
||||||||
1 |
И н о г д а вместо |
т р а с с г/у (к) |
п о л у ч а ю т |
трассы г/у (t). |
С о в о к у п н о с т ь |
т а к и х |
||||
т р а с с |
п р е д с т а в л я е т |
с о б о й с в о е о б р а з н ы й в р е м е н н о й р а з р е з : у этого р а з р е з а |
учтен |
|||||||
с е й с м и ч е с к и й с н о с , |
н о в е р т и к а л ь н ы й |
масштаб я в л я е т с я п о - п р е ж н е м у |
в р е м е н н ы м , |
|||||||
а не |
г л у б и н н ы м . |
П р о с т а я т р а н с ф о р м а ц и я |
в е р т и к а л ь н о г о |
м а с ш т а б а |
в |
соответ |
||||
с т в и и |
с к о н к р е т н ы м |
з а к о н о м vc p |
(t) |
п о з в о л я е т п е р е й т и |
от г// (t) к |
и с т и н н о м у |
||||
г л у б и н н о м у р а з р е з у |
у; (к) и л и , |
п р о щ е , ух |
(h). |
|
|
|
|
|||
254
но и на всех остальных точках плоскости ?, h. Где бы ни находилась точка дифракции, на сейсмограммах ОГТ минимум соответствующего годографа всегда располагается на вертикали £ — 0, тогда как на сейсмограммах ОТВ и ОТП минимум располагается над точкой ди фракции. Поэтому накапливание по методу ОГТ не «стягивает» годограф дифрагированной волны в точку, как Д-преобразование, а приводит к появлению на временном разрезе гиперболических осей синфазности.
Д-преобразование не единственный метод, с помощью которого можно перейти от временного разреза к глубинному, минуя стадию выделения волн (точнее говоря, перейти от волновой картины в ко ординатах временного разреза к волновой картине в координатах глубинного разреза). Однако это самый «прямой» способ. Дело в том, что в области сейсмограмм ОТВ или ОТП годограф дифраги рованной волны при известном скоростном разрезе полностью опре деляется всего двумя параметрами — координатами х и h точки дифракции. На двумерной плоскости х, h глубинного разреза пере бор этих параметров легко осуществить и, более того, легко изобра зить волновую картину как функцию двух параметров. Годографы же отраженных волн, например, даже при плоских границах зависят от трех параметров — координат х и k центра отражающей площадки и угла ф ее наклона. Перебор трех параметров — гораздо более трудоемкая процедура, чем двух. Кроме того, изобразить волновую картину как функцию трех переменных на двумерной плоскости х, h непосредственно не удается; приходится использовать те или иные искусственные приемы. Вместе с тем необходимо иметь в виду сле дующее. В Д-преобразовании не используется тот факт, что дифра
гирующие точки |
расположены в плоскости разреза не хаотически, |
а приурочены к |
линиям h (х) — сейсмическим границам. Поэтому |
Д-преобразование, являясь оптимальным средством обнаружения локальных точек дифракции, связанных с тектоническими наруше ниями, неоднородностями границ и т. п., не может априори считаться оптимальным (в информационном смысле) методом исследования пликативных структур с гладкими границами раздела.
Глава 7
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
Поток сейсмической информации чрезвычайно велик, производитель ность одной цифровой сейсмостанции в день составляет до 30 ООО ООО
бит. Средний по сложности комплекс обрабатывающих программ требует исполнения до 1000 операций на каждое слово сейсмической информации. Экономически эффективная обработка таких объемов данных возможна только при выполнении следующих условий:
1)наличия быстродействующей вычислительной машины, осна щенной достаточным комплектом внешних устройств и дополнен ной специализированными автономными блоками;
2)наличия развитого математического обеспечения, включающего как обязательные составные части комплекс программ, управляющих процессом обработки сейсмических данных (монитор), и библиотеку обрабатывающих программ;
3)выбора рациональной последовательности применения обра батывающих программ (графа обработки), позволяющей в рамках существующего вычислительного комплекса обеспечить решение поставленных геологических задач с минимальными затратами ма шинного времени;
4)высокого уровня организации труда всего коллектива специа листов, участвующих в процессе подготовки, обработки и анализа промежуточных и окончательных сейсмических материалов.
Рассмотрим подробно, что представляет собой каждое из перечи сленных условий.
С Р Е Д С Т ВА В Ы Ч И С Л И Т Е Л Ь Н О Й Т Е Х Н И К И
Электронно-вычислительная система, необходимая для автома тической обработки больших объемов сейсмической информации, представляет собой следующую совокупность технических средств (рис. 111):
1)электронно-вычислительная машина;
2)устройства, работающие под управлением ЭВМ;
3)устройства, работающие автономно.
Прежде чем перейти к описанию устройств, остановимся на тех основных требованиях, которые предъявляются к вычислительной системе в свете решения поставленной задачи. Для поточной обра ботки цифровых сейсмических данных требуется большая емкость
256
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J- I |
|
|
|
|
|
|
|
Ц5 |
|
|
Р и с . |
111. Б л о к - с х е м а |
Э В М |
|
|
|
||||
д л я |
о б р а б о т к и д а н н ы х сейсмо |
|
|
|
|||||
|
|
|
разведки . |
|
|
|
|
|
|
I — Э В М ; II — у с т р о й с т в а , р а б о |
|
|
|
||||||
т а ю щ и е п о д у п р а в л е н и е м Э В М ; |
|
|
|
||||||
III |
— |
автономные |
у с т р о й с т в а ; |
|
|
|
|||
Д Б |
— |
ц е н т р а л ь н ы й блок; Н М Л — |
|
|
|
||||
м а г н и т н а я |
лента Э В М ; |
М Б — блок |
НМЛ МБ |
49 |
8П ДЦП, |
||||
К — к о н в о л ь в е р ; Ч У — ч и т а ю щ е е |
|||||||||
м а г н и т н ы х |
б а р а б а н о в |
(дисков); |
|
|
|
||||
у с т р о й с т в о ; B I I — в ы х о д н о й п е р |
Ш |
|
|
||||||
ф о р а т о р ; |
А Ц П У |
— автоматическое |
|
|
|||||
ц и ф р о - п е ч а т а ю щ е е |
у с т р о й с т в о ; |
|
|
||||||
В У |
— |
вводное |
у с т р о й с т в о ; |
П л — |
|
|
|
||
п л о т т е р ; |
Гп — г р а ф о п о с т р о и т е л ь ; |
Пл |
|
|
|||||
|
|
П — п е р ф о р а т о р . |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
П |
I |
|
памяти ОЗУ — оперативного запоминающего устройства (не менее 8000 ~ 16 ООО слов) и внешних запоминающих устройств (несколько миллионов слов); большая скорость обмена информации между внеш ней памятью и внутренней; большое быстродействие при выполнении арифметических и логических операций (десятки и сотни тысяч операций в секунду).
Большой объем оперативной памяти необходим для размещения во время счета управляющей программы (монитора) сейсмической системы, одной или нескольких обрабатывающих программ, обра батываемых трасс и другой исходной информации. Для хранения набора сейсмограмм и всего необходимого математического аппарата во время обработки необходимо внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) с очень большой памятью, произвольной выборкой информа ции (т. е. возможностью обращения к любому месту памяти) и боль шой скоростью обмена с ОЗУ, так как во время обработки происходит большое количество вводов и выводов как программ, так и сейсмо грамм. Эти требования не удается удовлетворить с помощью одного устройства, поэтому используются одновременно два вида ВЗУ: магнитные барабаны (или диски), обеспечивающие произвольную вы борку п большую скорость обмена, и магнитные ленты с очень боль шим объемом памяти.
Высокая скорость счета имеет прежде всего экономическое зна чение. Хотя стоимость машинного времени с увеличением быстро действия машин и возрастает, стоимость обработки единицы инфор мации уменьшается.
Электронно-вычислительная машина. Как известно, ЭВМ состоит из ОЗУ, центрального процессора (вычислителя) и устройства упра вления, объединенных в центральный блок, а также каналов, кото рые присоединены к устройствам ввода — вывода, считывающему
17 З а к а з 312 |
257 |
и печатающему устройствам, магнитным барабанам (дискам) и маг нитным лентам через блоки управления. Описание работы каждого блока машины подробно изложено в специальной литературе, по этому останавливаться на этом не будем. Кратко лишь напомним, что центральный процессор работает непосредственно только с ОЗУ, последовательно выполняя команды программы, занося их предва рительно из ОЗУ в регистры процессора. Перерабатываемая инфор
мация |
из ВЗУ |
также |
последовательно переносится на время счета |
в ОЗУ |
через |
каналы |
данных. Схематически это представлено на |
рис. 111. |
|
|
|
Устройства, работающие под управлением ЭВМ. Эти устройства обмениваются информацией только с ОЗУ с помощью программ ввода — вывода обслуживающей (операционной) системы, о чем подробно будет сказано ниже. К ним относятся следующие устрой ства.
М а г н и т н ы е б а р а б а н ы и л и д и с к и , необходи мые для хранения пакета программ (операционной вычислительной системы, трансляторов, специальных систем и обрабатывающих программ) и для кратковременного хранения небольшого объема обрабатываемой информации, например одной-двух сейсмограмм, кинематических поправок, фильтров и др.
М а г н и т н ы е |
л е н т ы , необходимые |
для хранения поле |
|||
вой сейсмической записи, промежуточных и окончательных |
резуль |
||||
татов. |
|
|
|
|
|
Ч и т а ю щ е е |
у с т р о й с т в о |
(ЧУ) и в ы х о д н с й |
п е р |
||
ф о р а т о р |
(ВП), |
необходимые |
для ввода |
и вывода с перфо |
|
карт различной управляющей информации (параметров обработки, других исходных данных и изредка программ).
А л ф а в и т н о - ц и ф р о в о е п е ч а т а ю щ е е у с т р о й с т в о (АЦПУ), необходимое для выдачи некоторой части результа тов в цифровом виде и, главным образом, для выдачи контрольных данных и информации о ходе решения задачи и встретившихся ошиб
ках (так называемая |
диагностика). |
К о н в о л ь в е р |
или блок БПФ является устройством для |
вычисления интеграла |
свертки в виде суммы парных произве |
дений. |
|
Как известно, из всех процедур обработки самыми трудоемкими считаются те, которые реализуют интеграл свертки. К ним отно сится фильтрация во временной области, деконволюция, расчет корреляционных функций. За счет узкой специализации операций, выполняемых на конвольвере, удается при небольших затратах обес печить быстродействие, более чем на порядок превышающее быстро действие основного арифметического устройства. Применение конвольверов резко повышает скорость решения геофизических задач и их экономические показатели.
Вместо конвольвера может применяться и другое специализи рованное устройство — блок. Спроектированный на основе алго ритма Кули — Туки блок БПФ позволяет производить фильтра-
25S
цию и корреляцию в частотной |
области со скоростью, соизмеримой |
и даже превышающей скорость конвольверов. |
|
Г р а ф о п о с т р о и т е л ь |
— чертежная машина, работаю |
щая по принципу шагообразного приближенного изображения кри вых произвольной формы. Он необходим для вычерчивания оконча
тельных результатов |
цифровой обработки, разрезов |
или карт. |
У с т р о й с т в а |
д л я в в о д а сейсмограмм |
в ЭВМ, или, |
проще, вводные устройства. Для ввода аналоговых записей вводное устройство должно осуществлять их считывание, преобразование ана логового напряжения в цифровой код и ввод последнего в МОЗУ ЭВМ. Для ввода цифровых записей, зафиксированных на магнитной ленте того же формата, что и магнитная лента ЭВМ, вводного устрой ства не требуется: кассета с полевой лентой помещается на магнито фон ЭВМ и может считываться как обычная лента ЭВМ. Для ввода цифровых записей, зарегистрированных в формате, отличном от формата магнитной ленты ЭВМ, требуется вводное устройство, по
зволяющее считывать |
цифровую полевую |
запись, преобразовывать |
|
ее формат и вводить в МОЗУ ЭВМ. |
|
|
|
У с т р о й с т в а |
д л я в ы в о д а |
с е й с м о г р а м м |
из |
ЭВМ, или, проще, выводные устройства преобразуют цифровую запись в аналоговую и обеспечивают подачу аналогового напряжения на построитель, или плоттер, воспроизводящий трассы временных или глубинных разрезов в форме волновых картин: отклонений, пере менной ширины, или переменной плотности. Выводное устройство, сопряженное с плоттером, обычно может осуществлять также по лосовую фильтрацию и регулировку амплитуд.
Существует ряд других устройств, предназначенных для обеспе чения оперативной связи человека с машиной: просмотровое устрой ство, позволяющее на любой стадии обработки изобразить на экране электронно-лучевой трубки содержимое МОЗУ (например, обраба тываемую трассу или участок сейсмограммы); устройство типа теле тайпа, имеющее клавиатуру пишущей машинки, на которой оператор
может печатать |
команды машине, непосредственно воспринимаемые |
и исполняемые |
центральным процессором. Эти устройства пока |
еще не получили распространения на отечественных ЭВМ. |
|
Устройства, |
работающие автономно. ЭВМ среднего класса |
(БЭСМ-4, М-222, Минск-32), применяемые для обработки данных сейсморазведки, такими устройствами, как правило, не снабжаются. Дело в том, что автономные устройства должны работать под соб ственным управлением, следовательно, они должны быть по сущест ву малыми специализированными цифровыми или аналого-цифро выми вычислительными машинами.
При использовании ЭВМ высшего класса (БЭСМ-6, Ряд-40, Ряд-50
и |
т. п.) наличие |
таких устройств является обязательным. |
|
Автономное устройство ввода помимо тех блоков, которые имеются |
|
у неавтономного, |
должно иметь собственное устройство управления |
|
и |
собственное МОЗУ, которое служит буферной (промежуточной) |
|
памятью между |
носителем полевой информации — аналоговой или |
|
17* |
259 |
