Файл: Цифровая обработка сейсмических данных..pdf

Общий подход к построению комплексов обработки, реализуемый в настоящее время повсеместно, заключается в том, что вся предва­ рительная обработка разделяется на ряд этапов, внутри которых сейсмический материал автоматически преобразуется несколькими обрабатывающими программами, а между этапами промежуточные результаты обработки возвращаются геофизику для анализа, ин­ терпретации и выбора параметров для следующего этапа обработки. Существуют оптимальные методы сквозного, одноэтапного решения обратной задачи сейсморазведки. Показательно, что и в этом случае оказывается целесообразным проводить анализ промежуточных ре­ зультатов и оптимизировать работу отдельных блоков.

Поэтапная методика обработки сейсмических данных, позволяет учесть:

а) сложность формализации некоторых процедур обработки; б) неизбежность ошибок и сбоев в работе ЭВМ и в задаваемой

информации; в) последовательность анализа обрабатываемого материала, в том

числе анализа результатов воздействия на материал той или иной процедуры, и т. д.

Подготовительный этап

Собственно геофизической обработке всегда предшествует этап технической подготовки материалов, включающий такие операции, как демультиплексирование полевых (цифровых) записей или пре­ образование аналог — код для первичных материалов, зарегистри­ рованных аналоговой аппаратурой преобразование форматов записи, если это необходимо, и сортировку сейсмограмм, записанных в поле в произвольной последовательности и располагаемых на выходной ленте в последовательности, обеспечивающей наиболее эффективное расходование машинного времени при последующей обработке. В ря­

первичное их выравнивание вдоль каждого канала и между каналами (автоматическая регулировка амплитуд), а также элементы редак­ тирования сейсмических записей.

Наиболее эффективно исполнение подготовительного этапа на специализированных устройствах, работающих независимо от ос­ новного процессора, так как собственно вычислительные операции занимают здесь малую долю от всех затрат машинного времени. Основная часть времени уходит на работу магнитофонов и на уста­ новку аналоговых магнитных пленок в преобразователь аналог — код. Кроме того, подготовительный этап отличается полной идентич­ ностью исполняемых операций для каждой сейсмограммы, что

Когда подготовительный этап выполняется на основном процес­ соре, значительное повышение эффективности может быть достиг­ нуто за счет реализации мультипрограммного режима работы ма­ шины, при котором во время исполнения многочисленных операций ввода — вывода и подготовительных операций арифметическое уст­ ройство и центральная память переключаются на выполнение другой

При вводе цифровых полевых сейсмограмм необходимой проце­ дурой является демультиплексирование. Мультиплексная форма записи применяется во всех современных цифровых станциях, за единичными исключениями. Ее особенностью является последо­ вательное расположение на магнитной ленте кодированных отсчетов, повеем каналам сейсмостанции (первому, второму, . . ., последнему) для данного времени t. Затем вновь следуют отсчеты по первому, второму, . . ., последнему каналу для времени t + At, где At — интервал дискретизации и т. д. В число этих каналов, наряду с соб­ ственно сейсмическими (24 у 24-канальной станции) входят также служебные каналы (вертикальное время, отметка момента, синхро­ импульсы) (рис. 115).

Процедура демультиплексирования заключается в приведении мультиплексной записи к поканальной, т. е. к восстановлению нормальной последовательности сейсмических отсчетов по каждому из каналов и очередности самих каналов, так как современные системы обработки сейсмических данных ориентированы на исход­ ную информацию в поканальном виде. Технологически эта проце­ дура осуществляется по-разному в зависимости от того, совпадает или не совпадает формат полевой цифровой записи с форматом, ис­ пользуемым на НМЛ ЭВМ. При несогласованном с ЭВМ формате

274

а

в двух вариантах в соответствии с блок-схемой, приведенной на рис. 116. В первом варианте мультиплексная полевая запись вос­ производится на специальном вводном устройстве и поступает в МОЗУ ЭВМ (рис. 116, а). В зависимости от числа разрядов, которым коди­ руется каждый сейсмический отсчет, и объема МОЗУ в оперативной памяти ЭВМ размещают 6, 12 или 24 канала мультиплексной записи. При этом производят уплотнение поступающей информации в ячей­ ках ЭВМ по два, три или четыре числа в ячейке, в зависимости от разрядности ЭВМ и полевой цифровой записи.

За время, отделяющее на исходной полевой бобине с цифровыми записями одну сейсмограмму от другой, происходит пересылка уплотненных данных из МОЗУ на внешнее запоминающее устрой­ ство — НМЛ-1 (рис. 116, а).

Если за один цикл воспроизведения — ввода не удается ввести все 24 канала исходных записей, то после перемотки полевой бобины в исходное положение процедуру ввода повторяют, вводя очеред­ ную порцию каналов (6 или 12). Запись на НМЛ-1 ведут с таким расчетом, чтобы исходные полевые ленты записывались без разрывов, последовательно. Сами же сейсмограммы все время остаются в муль­ типлексной форме.

Во втором варианте (рис. 116, б) сейсмограммы с НМЛ-1 посту­ пают в МОЗУ, где они подвергаются демультиплексированию, ре­ дактированию, сортировке (если она предусмотрена), уплотнению и записи на НМЛ-2. Эта магнитная лента ЭВМ и служит основным исходным материалом для последующей обработки. Пример уплот­ ненной (в ячейках МОЗУ) записи дан на рис. 117. При формате поле­ вой записи, совпадающем с форматом НМЛ ЭВМ, необходимость процедуры ввода отпадает. На НМЛ-1 (см. рис. 116, б) непосредст­ венно помещают бобину с полевой цифровой записью. Следует от­ метить, что в принципе и при несовпадении форматов полевой записи и НМЛ ЭВМ можно совместить процедуры ввода и демультиплекси­ рования, если использовать ЭВМ более высокого класса, чем БЭСМ-4 или М-222, с достаточной для этого памятью и быстро­ действием.

Ввод аналоговых магнитных записей выполняется в следующей последовательности: считывание аналоговой записи, преобразование ее в цифровую форму, ввод в МОЗУ ЭВМ или специализированного автономного вводного устройства, преобразование в МОЗУ формата сейсмограмм, если это необходимо, и запись их на НМЛ в формате, используемом при обработке.

ровая мультиплексная запись, которая в дальнейшем подвергается таким же преобразованиям, как полевая цифровая запись (см. рис. 116).

Геофизическая обработка

Количество и содержание этапов собственно геофизической об­ работки данных определяется многими факторами, основными из которых являются сейсмогеологические условия района работ, зада­ чи проводимых исследований, методика наблюдений и технические возможности аппаратуры, применяемой для регистрации и обработки данных. Многообразие факторов обусловливает необходимость раз­ вития, по крайней мере, двух основных видов методики обработки геофизической информации: промышленной и опытно-механической.

Обеспечение высокой эффективности промышленной обработки требует максимальной стандартизации обрабатываемых средств, по­ строения и использования небольшого числа достаточно жестких графов, позволяющих получать оптимальное решение задачи в ис­ следуемых районах.

Многообразие сейсмогеологических условий и необходимость непрерывного совершенствования способов обработки требует до­ статочной гибкости математического обеспечения. Особенно ценны эти качества при экспериментальной обработке сейсмических дан­ ных, выполняемой для выбора необходимых процедур, в том числе

276

операций, специфических для условий исследуемого района, соста­ вление рациональной последовательности процедур и т. д.

Конечным результатом опытно-методической обработки является опробованный жесткий граф (стандартный комплекс), который дол­ жен стать основой последующей промышленной обработки массовых материалов сейсморазведки. Именно рациональное комплексирование промышленной и опытно-методической обработки сейсмических данных обеспечивает одновременно как возможности массового счета на ЭВМ, так и дальнейшее совершенствование методов цифровой обработки.

Рассмотрим несколько вариантов графов обработки на отечест­ венных ЭВМ типа БЭСМ-4, М-222, Минск-32 сейсмических данных, зарегистрированных аналоговым способом при наземных исследо­ ваниях методом ОГТ.

Отличительной особенностью обработки на ЭВМ аналоговых сейсмпзаписей (по сравнению с цифровыми) является отсутствие про­ цедуры демультиплексирования и весьма ограниченное применение полосовой фильтрации. Последняя обычно осуществляется аналого­ вым устройством при вводе полевого материала в ЭВМ либо при вы­ воде результативных временных разрезов.

Анализ общей структуры цифровой обработки включает элементы трех уровней: геофизические процедуры и соответствующие им обрабатывающие программы, этапы и их варианты реализаций — блоки, состоящие из геофизических процедур, и графы обработки — совокупности этапов (блоков). Предположим, что в библиотеке обрабатывающих программ содержатся все программы, приведенные на рис. 114.

Процесс обработки по всем предполагаемым графам разделен на четыре основных этапа: а) подготовительный, единый для всех графов; б) этап коррекции кинематических поправок; в) этап коррек­ ции статических поправок; г) основной этап, завершающийся выда­ чей временных либо глубинных разрезов ОГТ, а также оценкой до­ стоверности выполненных построений.

Теперь рассмотрим более детально варианты этапов обработки (блоки).

Подготовительный этап представлен одним вариантом, включа­ ющим программный или аппаратный выбор интервала сейсмотрасс, подлежащего обработке, сортировку трасс для заранее выбранного графа обработки и редактирования записей. При поступлении на ввод в ЭВМ цифровых записей в подготовительном этапе должна появиться процедура демультиплексирования. Операция редакти­ рования, включающая обычно исправление обратных полярностей, исключение трасс и участков трасс, где отсутствует или сильно искажен полезный сигнал, в частном случае может включать режекторную фильтрацию. Выполнение последней предполагает обращение к внешнему специальному устройству — конвольверу.

На входе подготовительного этапа обработки имеем полевые маг­ нитные записи, на выходе —- НМЛ-1 ЭВМ, которая используется

277