3.2. Технология обработки данных с целью изучения и учета вчр, оценка погрешностей.
Технология обработки данных предусматривает последовательный сверху-вниз учет основных аномалиеобразующих объектов ВЧР путем замены слоя, при этом корректирующие статические поправки, выработанные для вышележащего объекта, являются априорными для нижележащего.
Исходя из многолетнего опыта можно выделить следующие основные параметры волнового поля, оценить которые необходимо для расчета поправок за ВЧР:
скорость в породах, подстилающих ЗМС по первым вступлениям,
to головной (прямой) волны, распространяющейся в породах, подстилающих ЗМС,
to отраженной волны от кровли реликтовой мерзлоты,
эффективную скорость до кровли реликтовой мерзлоты, либо до отражающего горизонта, залегающего вблизи нижней границы ВЧР.
В случае использования дополнительной системы наблюдений с малым шагом ПП появляется возможность определения скорости в ЗМС, кроме того, существенно возрастает точность определения to головной волны и скорости в породах, подстилающих ЗМС, за счет гораздо более “мелкого” (2-4 м. против 50-60 м.) шага наблюдения ЗМС по горизонтали.
При изучении ЗМС методом преломленных волн поправка за ЗМС может быть рассчитана через to головной (прямой) волны, распространяющейся в породах, подстилающих ЗМС, по формуле:
dtзмс = ½ * tогп * k ,
Здесь dtзмс - статическая поправка за ЗМС; tогп - to головной (прямой) волны, распространяющейся в породах, подстилающих ЗМС; V1 - скорость в ЗМС; V2 - скорость в породах, подстилающих ЗМС.
Поправка имеет положительный знак и вводится в ПП и ПВ.
Если информация о скорости в ЗМС отсутствует, то используется некое задаваемое априорно среднестатистическое значение коэффициента k. Рекомендуется использовать k=0.7, который соответствует отношению V1/V2=0.34.
Если применяется дополнительная система с малым шагом ПП, в каждой точке профиля рассчитывается свое значение k, исходя из имеющейся информации о V1 и V2. Например, на Северо-Часельской площади, где работы были проведены по технологии многоуровневой сейсморазведки, коэффициент k менялся в пределах 0.55 - 0.85.
По опыту изучения и учета ЗМС для данных стандартного МОВ-ОГТ можно рассчитывать на среднеквадратическую погрешность получаемых поправок в + 4-5 мс., а в случае применения дополнительной системы наблюдения с малым шагом ПП - в + 1.5 - 2.0 мс.
По значениям Vэф и tо до кровли реликтовой мерзлоты (либо до отражающего горизонта, залегающего вблизи нижней границы ВЧР) оцениваются локальные составляющие поправок за мерзлые толщи и мощности мерзлых слоев, с использованием характеристик разреза, перекрытого мерзлой толщей.
Возможность использования to и Vогт относительно мелкого отражающего горизонта для замещения вышележащего слоя известна и используется достаточно давно.
На примере математического моделирования с использованием программных средств системы VELINK такая технология рассмотрена достаточно подробно [ 19 ].
Суть основных допущений и схема действий при учете влияния вышележащего неоднородного слоя будет вполне ясна, если привести выдержку из упомянутой работы [ 19 ].
“....... основные допущения, которыми мы руководствуемся при расчете статических поправок......
статические поправки, являющиеся для нижних отражающих горизонтов среднечастотными, для верхних горизонтов являются низкочастотными, высокочастотные - среднечастотными, соответственно.
точность расчета скоростей ОГТ для верхних горизонтов после коррекции высокочастотной статики по нижним горизонтам удовлетворяет точности определения глубин этих горизонтов, необходимой для процедуры замещения слоя.
главным источником горизонтального градиента скоростей до горизонтов, близких по времени к отражению от подошвы погруженной мерзлоты, являются неоднородности, связанные с ММП и ландшафтными изменениями поверхности наблюдений
Схема действий при расчете корректирующих статических поправок следующая:
восстанавливается структурная поверхность и интервальная скорость до отражающего горизонта, расположенного вблизи подошвы ММП;
замещается скорость до отражающей поверхности той, которая соответствует нормальному градиенту скорости с глубиной;
с новыми параметрами Н и Vинт рассчитывается новая линия to’.
Разность между полученной линией to’ и линией to, прокоррелированной на исходном разрезе составляет поправки dto вдоль горизонта, которые являются компенсирующими статическими поправками за ММП......”
Достоинством описанного способа учета изменчивости толщи ММП является то, что не нужно строить модель мерзлоты, изучать волны, формирующиеся на ее границах. Однако этот способ весьма чувствителен к точности расчета скоростей, сильно зависит от отношения сигнал/помеха и от того, насколько корректно произведен учет ЗМС.
Опыт учета мерзлоты на Ягенетской площади показал, что реально достижимый уровень точности получаемых по вышеописанной технологии поправок за ММП для стандартного МОВ-ОГТ составляет (среднеквадратически) + 4-5 мс.
По многолетнему опыту изучения влияния мерзлых толщ установлено, что в случае слабого развития приповерхностной (поверхностной) мерзлоты и относительно глубоком (более 150 м.) залегании верхней границы реликтовой мерзлоты именно изменчивость положения верхней границы реликтовой мерзлоты является главным искажающий структурный план фактором.
Расчет поправок за изменение локальной составляющей кровли реликтовой мерзлоты может быть произведен по формуле:
dt к. ммп = 0.5 * K * (to к. ммп - to рег. к. ммп)
dt к. ммп - поправка за локальную составляющую верхней границы реликтовой мерзлоты;
K - коэффициент пропорциональности между локальной составляющей времени верхней границы реликтовой мерзлоты и поправкой;
to к. ммп - to кровли реликтовой мерзлоты;
to рег. к. ммп - to региональной составляющей кровли реликтовой мерзлоты.
Поправка носит знакопеременный характер и вводится в ПП и ПВ.
В целом, в случае использования данных дополнительной системы наблюдений с малым шагом ПП точность расчета поправок за изменчивость мерзлой толщи, теоретически, может быть доведена (среднеквадратически) до + 2-3 мс.
В настоящее время для традиционных технологий полевых сейсморазведочных работ и методик обработки данных среднеквадратическая погрешность сейсмоструктурных построений по результатам последующей проверки бурением находится в пределах + 15-17 м.
Для оптимизированной технологии вибросейсмических работ без использования дополнительной приемной системы и без перехода на меньший шаг ПП, при применении соответствующей технологии обработки данных, достижимо повышение точности в среднем на 30-40 %. Среднеквадратическая погрешность структурных построений будет составлять +9-12 м.
При уменьшении шага между ПП можно ожидать повышения точности работ в 1.5-1.7 раза, т.е. среднеквадратическая погрешность структурных построений будет составлять + 7-9 м.
При сочетании основной и дополнительной систем наблюдений можно рассчитывать на точность +6-7 м.
Дальнейшего повышения точности можно ожидать при тщательном независимом изучении параметров ВЧР, здесь реалистичной может быть оценка среднеквадратической погрешности структурных построений + 4-5 м.