15)Группирование невзрывных источников

При группировании источников упругие колебания одновременно возбуждают в ряде точек профиля. Возникающие волны, распростра­няясь различными путями, приходят в одну точку наблюдения, где установлен сейсмоприемник. Для полезной волны, отраженной от глу­бокой границы, различия во временах пробега незначительны и она складывается практически синфазно. Волна-помеха, имеющая отно­сительно невысокую кажущуюся скорость, приходит от разных источ­ников в точку приема со значительными фазовыми сдвигами колеба­ний, которые при суммировании гасят друг друга.

Формально рассмотренная ситуация не отличается от группирова­ния сейсмоприемников при работе с одним источником: на основании принципа взаимности волновая картина не изменится, если источни­ки и приемники поменять местами. Поэтому теория интерференцион­ных систем, суммирующих плоские волны без дополнительных вре­менных сдвигов, справедлива для группирования источников в той же мере, как и для группирования приемников. Это касается характерис­тик направленности, статистического эффекта и расчета параметров групп. Некоторые вопросы методики группирования источников были рассмотрены ранее (п.п. 8.2.1, 8.2.2).

Теоретически интерференционную систему с одинаковым эффек­том можно реализовать как в виде группы приемников, так и в виде группы источников, но практически между обоими вариантами име­ется большая разница. Группирование источников выполнить намно­го сложнее, чем группирование приемников: каждый взрывной источ­ник - это отдельный заряд ВВ в отдельной скважине, а каждый не взрывной источник - отдельная техническая установка. Поэтому мно­гоэлементные группы на небольших базах для подавления самых низ­коскоростных помех всегда реализуют с помощью сейсмоприемников. Но если помехи имеют широкий диапазон скоростей, включающий так­же и относительно высокие значения v_K, то для их подавления требуется очень длинная база группирования приемников при малом шаге Vх. Получается многократное перекрытие соседних групп, снижающее качество сейсмических записей. В таком случае применяют группиро­вание источников, рассчитывая их систему для подавления помех с относительно высокими скоростями. Остальные помехи ослабляют группированием приемников. При совместном группировании прием­ников и источников результирующая характеристика направленности и общий статистический эффект равны произведению соответствую­щих функций обеих интерференционных систем. 16)Понятие о взрывчатых веществах и рассказать о требованиях предъявляемых к промышленным ВВ ВВ называются химические соединения или механические смеси которые под действием внешнего импульса способны детонировать взрываться. Взрыв ВВ-чрезвычайно быстрое сверхзвуковое химическое превращение при котором выделяется тепло и газообразные продукты взрыва, которые способны выполнять механическую работу по разрушению и перемещению окружающей среды. Детонация-сложное газодинамическое явление которое объясняется распространением по массе ВВ ударной волны,при этом возрастает давление плотность и температура.Требования к ВВ:

1)Должны быть мощные

2)Безопасные в обращении

3)Дешевые в изготовлении

4)Не быть токсичными не содержать хим вредных продуктов после реакции детонации

5)Химически стойкими

17)Аналогово-цифровое преобразование регистрируемых сигналов.Аналоговый сигнал с выходов СП поступает в тракт записи, где после аналог-аналог преобразования(ПУ+Ф) происходит процесс их преобразования в цифровой форму(КК+ОУ+ПАК).Процесс преобозования сигнала аналог-код называется оцифровкой.Он включает в себя 2 самостоятельных процедуры:- квантование входных сигналов по времени (дискритизация),- квантование амплитуд аналогового сигнала по уровню (кодирование.Обе процедуры осуществляются в самостоятельных физ.узлах СРС. Дискритизация. Преобразование непрерывного аналогового напряжения в импульсной форме происходит в камутаторе каналов низкого уровня. Это ус-во обеспечивает поочередное замыкание выходов ПУ на короткое время. В течении которого с выхода снимается мгновенная амплитуда сигнала.Процесс периодических выборок мгновенных значений амплитуд аналог.сигнала через определенное время (Δt) называется дискритизацие(квантование по времени).Δt – шаг дискритизации – время через которое снимается мгновенные отчеты амплитуд.Дискритизация аналоговых сигналов основана на использовании теорнмы Котельникова:

Кодирование

Мгновенные выборки (дискреты) аналогового сигнала должны быть оцифрованы (кодированы) путем измерения их амплитуд с точностью, соответствующей динамическому диапазону записи сейсмоколебаний. До недавнего времени в сейсмических регистраторах цифровой записи применялась импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) сигналов, в которой трудно обеспечить аналого-цифровое преобразование столь большой разрядности. По этой причине необходимый динамический диапазон сейсмической записи здесь достигается путем двухступенчатого кодирования, известного как формат записи с плавающей запятой (точкой): для каждой выборки определяются две величины - порядок (характеристика) и мантисса. Для этого в АЦП последовательно работают два устройства - определитель порядка (ОП) и преобразователь аналог-код (ПАК).Определитель порядка представляет собой многоступенчатый определитель, с помощью которого амплитуду выборки приводят к ному уровню с тем, чтобы при оценке мантиссы рационально использовать разрядную шкалу ПАК. Таким путем обеспечивают высокую относительную точность измерения амплитуд сигнала во всем зоне вариаций его абсолютной величины. Реализуемый при этом коэффициент усиления определяет порядок амплитуды выборки: чем меньше амплитуда, тем большее усиление необходимо для достижения заданного уровня сигнала. Такая регулировка усиления выполняется для каждой выборки и действует очень быстро. Она получила название мгновенной автоматической регулировки усиления (МАРУ).В лучшей сейсморазведочной аппаратуре, использующей формат цифровой записи с плавающей запятой, ОП имеет 7 ступеней усиления с шагом 12 дБ и ПАК имеет 14 двоичных разрядов. Это дает формальные оценки динамических диапазонов обеих ступеней кодирования сигналов по 84 дБ, т. е. всего 168 дБ. Однако такие оценки не учитывают значительный уровень шумов подобной аппаратуры, в частности - из-за ты множества электронных ключей, а также существенную нелинейность многоразрядного ПАК. Реально такая система имеет полный динамический диапазон около 120 дБ, но мгновенный диапазон не превышает 60 дБ. Последнее обстоятельство ограничивает возможность записи слабых сигналов на фоне сильных помех, без чего трудно рассчитывать на повышение глубинности и детальности сейсмических исследований. 18). Расчет статических поправок.Статическая поправка - это разность действительного времени регистрации волны и расчетного времени ее прихода при условии, что точки возбуждения и приема колебаний находятся на заданной линии приведения. Название поправки отражает ее принципиальную особен­ность - неизменность во времени: статическая поправка одинакова для всех колебаний, зарегистрированных на данной сейсмической трассе. При введении статической поправки в сейсмическую трассу от наблю­денных времен переходят к приведенным (исправленным) временам. Обыч­но линия приведения проходит ниже точек возбуждения и приема, так что введение статических поправок уменьшает значения времен. Линию приведения располагают ниже ЗМС, возможно ближе к ее подошве, на такой глубине, где скорости упругих волн в ВЧР достаточно стабильны. Пусть в некоторой точке профиля, где расположен пункт приема (ПП), превышение рельефа над линией приведения равно А_р, зона ма­лых скоростей имеет мощность h₃ и характеризуется средней скорос­тью v₃ (рис. 11.1). Среднюю скорость в подстилающих породах, зак­люченных между подошвой ЗМС и линией приведения, обозначим v_n. При расчетах статических поправок исходят из допущения, что для всех волн, приходящих снизу, лучи в интервале от линии приведения поверхности имеют вертикальное направление. Такое допущение дос­таточно справедливо только в отношении пробега волн через ЗМС: из-за большой разницы скоростей v₃ и v_n сейсмические лучи, прелом­ляясь на подошве зоны, проходят ее практически вертикально. Статическую поправку Д t можно рассматривать как сумму двух слагаемых - поправки за ЗМС и поправки за рельеф. При отсутствии ЗМС время пробега волны уменьшилось бы на величину Исключив влияние ЗМС, найдем поправку за рельеф как время пробега волны со скоростью v_n от линии приведения до поверхности: Величину h_р находят по нивелировочному разрезу сейсмического профиля. Остальные параметры h₃, v₃ и v_n определяются специальны­ми наблюдениями. Расчет статических поправок упрощается для точек профиля, где ниже подошвы ЗМС производят взрывы (рис. 11.1). При таком воз­буждении колебаний регистрируют вертикальное время - время пробе­га волны от точки взрыва до поверхности в пункте возбуждения (ПВ). Статическую поправку для ПВ вычисляют по формуле где t_в - вертикальное время, h_в - глубина взрыва в скважине, h_р - пре­вышение рельефа на ПВ над линией приведения. Здесь требуется до­полнительная оценка только одного неизвестного параметра v_n. Всякая сейсмическая трасса получена при определенном положе­нии источника и приемника. Поэтому полная статическая поправка для трассы Δt_тр есть сумма статических поправок за соответствую­щие пункты возбуждения (Δt_пв) и приема (Δt_пп): Для расчета статических поправок необходимо знать строение ЗМС. Наиболее точным способом ее изучения является микросейсмокаро­таж (МСК) специальных скважин, проводимый обычно до начала сей­смического профилирования (п. 9.1.3). По вертикальному годографу МСК определяют строение ЗМС - границы слоев зоны, скорости в них и скорость в подстилающих породах (рис. 11.2, а). Наблюдения МСК обрабатывают так же, как вертикальный годограф сейсмичес­кого каротажа (п. 14.1.1). По результатам МСК вычисляют стати­ческие поправки и выбирают оптимальные глубины заложения зарядов. В точках профиля, расположенных между скважинами МСК, парамет­ры ВЧР находя путем линейной интерполяции. На рис. 11.3 представ­лен фрагмент сейсмического профиля с данными изучения ВЧР и рас­четными статическими поправками. При отсутствии скважин, например при работах с поверхностными сейсмическими источниками, ЗМС изучают методом преломленных волн. С этой целью в ряде точек профиля выполняют зондирования ЗМС-спе­циальные наблюдения с короткой сейсмической расстановкой, шаг ка­налов которой составляет 5-10 м, сокращаясь до 1-2 м возле пунктов 20. Расчет и введение кинематических поправок.Как уже говорились выше, отраженная от границ волна подходит к приемникам в моменты времени, зависящие от удаления приемника от источника. Эти временные задержки корректируются таким образом, чтобы времена прихода отраженной волны на всех трассах стали одинаковыми и равными двойному времени пробега, которое наблюдалось бы на трассе с нулевым удалением (т.е. при совмещенном положении приемника и источника).Нежелательный побочный эффект ввода кинематических поправок проявляется в деформации (растяжении) сейсмического сигнала. В результате ввода этих поправок все дельта-импульсы, соответствующие коэффициентам отражения, должны сдвинуться на свои правильные времена для нулевого удаления. Вообще говоря, величина требуемого сдвига непрерывно меняется от отсчета к отсчету вдоль трассы в соответствии с формулой расчета кинематической поправки. На реальных трассах вместо дельта-импульсов присутствуют сейсмические волновые импульсы, в отсчеты которых при вводе кинематических поправок вносятся разные временные сдвиги. В результате, как показано на рис. 1, форма импульса искажается. Этот эффект становится ярко выраженным при большой скорости изменения кинематической поправки (величина самой поправки здесь роли не играет) и обычно проявляется на больших удалениях и малых временах. Локальные зоны растяжения наблюдаются иногда и на больших временах при резком скачке скорости.Как видно на рисунок 1, кинематические поправки нельзя округлять до целого числа отсчетов, не рискуя недопустимо исказить форму импульса, т. е. здесь необходима интерполяция. Важную роль играет качество интерполяции, особенно на тех участках, где ввод

кинематических поправок приводит к сильному растяжению импульсов.

Рисунок 1. Искажение сигнала при вводе кинематических поправок — фрагмент трассы до (а) и после (б) ввода поправок.Растяжение временной шкалы при вводе кинематических поправок накладывает ограничения на минимальное время регистрации отражений от дна и мелких границ. Эти ограничения зависят от применяемой системы наблюдений. Так, при обычной глубине сейсмической приемной косы и удалении от источника 250 м отражения с двойными временами пробега, меньшими 200-300 мс, для интерпретации будут практически непригодны. Недостоверными будут как времена, так и форма таких отражений. Кстати, это может происходить и по другим причинам, например ввиду преобладания энергии преломленных или прямых волн, а также из-за больших углов подхода волн к приемной группе. При использовании приемной косы с высокой разрешающей способностью при удалении 50 м от источника отражения со временами прихода больше 30 мс обычно не искажаются.Растяжение импульса, отраженного от неглубокого дна, оказывается наиболее сильным в случае, когда придонный слой характеризуется высокой скоростью и скорость суммирования быстро растет с глубиной. Чтобы на разрезе не искажалась конфигурация дна и придонных границ, задают заведомо завышенную скорость суммирования. Для защиты от подавления неглубоких отражений при суммировании с помощью мьютинга сокращают кратность суммирования в этой зоне до единичной. Такой компромиссный подход дает в результате правильную картину пространственного расположения структурных особенностей, но неправильную их привязку по времени. Расчет кинематических поправок Методика расчета и коррекция кинематических поправок являются наиболее разработанной процедурой цифровой обработки. Это связанно с особой важностью данной процедуры при накапливании по ОГТ.Ввод кинематических поправок в сейсмограммы ОГТ осуществляют с целью трансформации осей синфазности однократно — отраженных волн в линии = const, где — двойное время пробега волны по лучу, нормальному к границе раздела. Выражение, определяющее кинематическую поправку для данной точки приема с абсциссой , имеет вид:

_,

где — время вступления отраженной волны в точку приема с абсциссой .

,

где — эффективная скорость распространения волны до данной точки отражения; — угол наклона границы раздела.

Величина называемая фиктивной скоростью, определяет точность расчета кинематической поправки. Поскольку на начальном этапе обработки сведения о величинах и весьма приближенны, значения и определяются с погрешностями. Поэтому в практике обработки предусматриваются два этапа определения кинематических поправок.

На первом этапе рассчитывают исходные (априорные) кинематические поправки на основе априорных данных о модели среды. При этом получают грубую оценку кинематической поправки. Сейсмическая запись в расчете исходных кинематических поправок не участвует.

На втором этапе выполняют коррекцию исходных кинематических поправок с использованием сейсмограмм, базирующуюся на способах разновременного криволинейного анализа по вееру гипербол (парабол). Суть криволинейного анализа заключается в переборе значений и поиске данных, при которых максимизируется результат преобразования по заданному оператору обработки.

В результате находят либо дополнительные кинематические поправки, дающие в сумме с исходными скорректированную поправку, либо полную кинематическую поправку , обеспечивающую оптимальный эффект суммирования. Учитывая, что определение скорректированных кинематических поправок осуществляют в процессе многократного преобразования совокупности сейсмограмм с использованием достаточно сложных операторов, уже на этом начальном этапе обработки возникает необходимость в оптимальном построении алгоритма. В большинстве сейсмогеологических ситуаций исходную кинематическую поправку рассчитывают по формуле для нормального приращения годографа ОГТ отраженной волны в однородной среде с горизонтальными границами раздела:

;

здесь либо эффективная , либо средняя скорость.

Различие между и искомой величиной определяется разницей между принятой для расчета скоростью и скоростью . В реальных условиях на скорость оказывает влияние угол наклона, слоистость среды и криволинейность границы. Недостаточное знание всех этих характеристик и особенностей их изменения по линии профиля приводит к погрешностям определения кинематических поправок.

Функцию обычно задают в виде ломаной линии значениями и в узловых точках. Значения для промежуточных времен определяют на основе линейной интерполяции. Поэтому интервалы выбирают из условия, при котором погрешность расчета исходной кинематической поправки на крайнем канале , обусловленная погрешностью , не превышает шага квантования . Такое задание априорной информации о скоростях применяют после коррекции кинематических поправок, когда найдены оптимальные значения кинематической поправки растет с увеличением абсциссы точки приема и обычно убывает с ростом . Поскольку на практике сейсмограмма представляет собой совокупность отсчетных значений, заданных с шагом квантования кинематическую поправку также рассчитывают с заданным шагом. Поэтому интервалы между изломами кривой выбирают из условия, при котором погрешность расчета , обусловленная отклонением реальной кривой от аппроксимирующей ее прямой, не превышает шага квантования . Иногда исходные кинематические поправки рассчитывают с использованием более сложных моделей сред. При этом рассматривают как нормальное приращение годографа, т. е. условие предполагают справедливым.Поправки рассчитывают с точностью до шага квантования исходной записи. Это позволяет зависимость для данного канала сейсмограмм ОГТ с абсциссой на всем интервале представить в виде ступенчатой функции (рис. 2), у которой каждое последующее значение изменяется на заданный шаг .

Рисунок 2 Ступенчатая функция

Исходя из условия дискретности ввода кинематической поправки , а также из того, что с ростом времени совокупность поправок для всех значений можно заменить поправкой для начального и таблицей времен , на которых поправка последовательно уменьшается на шаг . Поэтому исходные кинематические поправки целесообразно рассчитывать не в цикле обработки для каждого отсчетного значения , а заранее. Таблицы значений , и пикетов профиля, которым соответствуют принятые для расчета значения , запоминаются на магнитной ленте, поскольку при последующей обработке к ним могут неоднократно обращаться.