
книги из ГПНТБ / Регулируемое суммирование в способе общей глубинной точки
..pdfАлгоритмы, не исподьзуащие априорные кинематические данные
Регулируемое суммирование записей ОГТ с варьированием по стоянных во времени значений параметра позволяет измерять абсо лютные значения кинематических параметров при отсутствии априор ных данных.
Разновременное_суммирование
с постоянными вр_еыенными_с£вигаыи Л Т c o n s t
Данный алгоритм заключается в последовательном суммировании записей с набором постоянных во времени и равномерно изменяемых временных сдвигов А Тт а х , задаваемых для максимального удале
ния на всей базе годографа. Поправки промежуточных удалений опре деляются путем пересчета максимальных временных сдвигов по гипер
болической |
или параболической (.высоких |
степеней) |
зависимости. |
|
||||||
В результате каждая суммарная трасса будет характеризоваться |
||||||||||
собственным |
значением Л Тт а х , интерпретируемым |
на |
суымоленте |
как |
||||||
нормальное приращение годографов ОГТ. |
|
|
|
|
|
|||||
Гиперболический |
расчет |
поправок |
осуществляется |
по |
формуле |
|
||||
п у |
|
----- ------------------------------------------------------ , |
|
|||||||
|
|
|
' ДТт а х . (ДТтдл; + 2 £0 )+Ъ0 |
- й о \ г г ) |
||||||
Параболический расчет поправок может осуществляться по пара |
||||||||||
болам различных степеней |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
\2 |
_ |
г. |
/ jc; |
\ 2 |
дТгггаа: |
|
|
- f a a x |
(23) |
|
|
|
|
K:Zf77CLJcJ |
J |
|
|
|||
|
|
|
|
\3-/7?aJCj |
|
|||||
Для суммирования на |
промежуточные |
удаления X |
годографа |
|
||||||
необходимо |
использовать |
разностные |
поправки |
|
|
|
|
|||
а Т С Х ь ) |
= A T ( j c i ) - д Т ( £ ) . |
|
|
(24) |
С целью измерения нормальных приращений для тех максимальных удалений, до которых регистрация не производилась, необходимо в формулах пересчета максимальных временных сдвигов задавать необходимое максимальное удаление.
- 19 -
Обобщенная запись алгоритма имеет вид |
(1 0 ), где |
|
|
|||
СС = А 7~тазс ?J3 |
Т/ |
, |
причем A l j ( c c ^ ) рассчитывает |
|||
ся по формулам типа (22) |
и (2 3 ), |
а при JC |
^0 Л Ту |
опреде |
||
ляется по формуле |
(2 4 ). |
значение Д Т , шаг его изменения |
|
|||
Задаются: начальное |
(5*10 мс) |
|||||
и диапазон максимальных |
временных сдвигов |
(или число |
трасс |
сумыо- |
ленты;, а также сведения об удалениях суммируемых трасс и их числе.
Предусматриваются следующие варианты обработки:
1 . Получение суммолент нормальных приращений (при обработке
непреобразованных записей ОГТ) или получение суммолент остаточных
приращений |
(при обработке преобразованных записей). |
2 . Суммирование на нулевое удаление годографов с регистра |
|
цией времен |
t o или на промежуточное удаление JC с регистрацией |
времен |
|
3 . Задание максимального удаления, равного удалению крайнего |
|
канала или |
превышающего его, с целью унификации суммолент и изме |
рениянормальных приращений тех удалений, до которых регистрация не производилась.
Регулируеыое_суммирование с постоянными СКорос ТЯМИ_УёР'Трй
Обработка заключается в последовательном многократном сум мировании записей ОГТ со специальным набором постоянных во вре мени скоростей. Для суммирования на промежуточные удаления годо графов необходимо использовать "разностные" поправки.
Алгоритм может быть записан в том же обобщенном виде (1 0 ),
но в данном случае |
or = V c o m t7J3 = A T i f V j c o n s t ATi( ^ ' c o m t ) |
||
рассчитывается по формуле |
( 6 ) . |
При £ / 0 |
|
тывается по формуле |
типа |
(2 4 ). |
|
На получаемых |
суммограммах эффективных скоростей (см .р и с.4,в) |
будут непосредственно отсчитываться эффективные скорости одно кратных, многократных и других типов волн.
Для обработки задаются набор постоянных скоростей в ожидае мом диапазоне их изменения; сведения об удалениях суммируемых трасс и их числе.
Неравномерный набор постоянных скоростей должен определяться из условия равномерного изменения поправок ^sTCV^Qpji) (функ ций запаздывания), что необходимо для формирования разрастаний амплитуд (см .р и с .1 ).
- 20 -
^Для |
этого модно воспользоваться вспомогательной величиной |
||||
P = |
равномерное задание которой |
с |
шагом |
от |
начального |
значения |
Риач |
|
|
|
|
P j |
= Р н а ч + ( J - V a P - J |
= |
/ , Z, 3 . . . , А / |
(25) |
будет приводить к равномерному изменению функций запаздывания с шагом Д (А Г )У зависящим главным образом от удалений, что следует из выражения
А ( А Т ) |
■Х-ггг?ах. |
А У |
зс Zm acc |
|
(26) |
||
to |
У 3 |
ZZ? |
■АР . |
||||
|
|
|
|
|
|||
От набора значений Pj |
переходят к набору скоростей |
|
|||||
|
|
V j c o n s t - |
f p j |
' |
|
|
(27) |
Величину |
A (A T J , как и в МРНП, |
необходимо |
задавать |
равной |
|
||
5+10 мс. |
^/пазс - c o n s t шаг A (ATJ изменения |
|
|
|
|||
При |
поправок |
будет |
пе |
||||
ременным |
во времени (с м .р и с .I), |
что сопряжено с ограничением вре |
|||||
менного |
интервала оптимального суммирования. |
|
|
|
Однако это ограничение можно преодолеть, если уменьшать мак симальное удаление с уменьшением времени регистрации. Как следует из шормулы (26J, один и тот же набор значений У/con st обеспе
чивает оптимальное суммирование во всем временном диапазоне, если будет соблюдено условие
^ maJC - con st . |
(28) |
Z to |
|
Рег^шруемое_суммирование с постоянными значениями |
|
обобщенного параметра |
РУc o n s t _ |
Обработка заключается в последовательном суммировании запи сей с набором постоянных во времени и равномерно изменяемых зна чений обобщенного параметра.
В результате каждая трасса сумыограммы (р и с .5) будет харак теризоваться собственным значением параметра, что позволяет из мерять его абсолютные значения OLftoJ на временах регистрации отражений.
- 2 1 -
Р ис.5 . Сейсмограмма ОГТ (а ) и соответствующая ей суммограмма (б ) абсолютных значений обобщенного параметра
В обобщенном виде алгоритм записывается как и прежде (1 0 ),
где |
СС = a con st |
^faJconsth ^Z/faJconst)рассчитывает |
||||
ся |
по |
формуле |
(2 0 ). При |
JC. /0 для расчета A 7 j (& /con st) исполь |
||
зуется |
формула |
(2 4 ). |
|
|
||
|
Задаются: |
шаг изменения параметра АО. =/"2:47• Ю-3 |
с/км2 , |
|||
его |
начальное |
значение (оо'ычно равное нулю) и диапазон |
изменения |
|||
2Z/c o n st |
( или |
число А / |
трасс сумыограымы), а также сведения об |
|||
удалениях |
суммируемых трасс и их числе. |
|
||||
|
|
|
Сравнительная |
характеристика алгоритмов |
|
|
|
|
|
|
и области их применения |
|
Все рассмотренные алгоритмы реализуются в одной из двух ос новных модификаций: с использованием данных о кинематической ха рактеристике разреза и без использования.
Особенностью одной модификации является варьирование задан ного распределения параметра во времени, другая характеризуется варьированием постоянных во времени значений параметров
(см .рис. 1 ,2 ) .
В первом случае имеет место суммирование в узком диапазоне отклонения истинных значений кинематического параметра от зада
ваемого априорного графика с измерением на получаемых "спрямлен ных" суммарных записях корректирующих приращений параметра, во втором случае необходимо суммирование во всем диапазоне изменения
крутизн годографов с измерением абсолютных значений параметра. "Спрямленные" суммоленты, получаемые с использованием данных
о кинематике разреза, имеют постоянное и относительно небольшое число суммарных трасс, зависящее от точности задания данных. Для суммолент, получаемых по непреобразованным записям с варьирова нием в полном диапазоне изменения параметра, характерна зависи
мость числа суммарных трасс |
(следовательно времени их получения) |
от скоростных характеристик |
разреза и длительности изучаемого |
интервала записи (см .рис. 3 ,а , рис.4 ) .
Очевидно, что использование "спрямленных" суммолент исходит из концепции контроля и коррекции задаваемых данных, измерение же абсолютных значений кинематических поправок обеспечивает на чальное получение этих данных.
- 23 -
Число вариаций параметра, необходимое для абсолютных измере ний, на порядок больше, чем для коррекции данных
Nz _ А Ттах. ~А |
_ У/па<х ~ |
_ |
a maa: ~&/ni,/7 |
|
A/j ~ |
&(a T) |
& У |
|
& a |
где (4 Tm ax -АТт£п ); ( Ут ах ~ \/т л ) и ^ |
^ |
j -диапазон изменения |
нормальных приращений, скоростей или обобщенного параметра в изу
чаемом интервале |
времен; |
|
|
(Р(4Т); &У и fta. |
- диапазон |
их отклонения от априорных данных. |
|
Данное обстоятельство, |
наряду |
с некоторыми другими, опреде |
|
ляет области применения каждой из |
модификаций. |
||
В автоматизированных системах |
массовой первичной обработки |
в качестве основной должна использоваться модификация, обеспечи вающая непрерывный визуальный контроль и коррекцию кинематических данных, используемых при суммировании по способу ОГТ.
Исходные данные о скоростях получают в опорных точках профи
лей по одному из алгоритмов абсолютных измерений.
Условием выполнимости коррекции данных по "спрямленным" сум-
молентам является известная природа волн. Поэтому как при неизвест-*
ных скоростях, так и при неизвестной природе волн (в случае нару шения их корреляции по профилю) необходима совместная интерпрета ция в одних и тех же точках профиля суммолент абсолютных и отно сительных измерений.
Самостоятельной крупной областью применения суммограмм абсо
лютных значений параметров, помимо изучения волнового поля и ки нематических характеристик среды, является анализ собственно ско ростных характеристик разреза - пластовых и средних скоростей.
Использование для этих же целей суммограмм приращений параметра возможно не непосредственно, а путем получения абсолютных значе ний параметра в процессе интерпретации.
Остановимся теперь на сравнительной характеристике алгорит
мов, использующих различные параметры суммирования.
Особенности различных алгоритмов находят отражение:
- |
в характере суммируемости записей (качестве суммограммы) |
в различных сейсмогеологических условиях; |
|
- |
в технологичности алгоритмов и их пригодности для обработ |
ки различных видов сейсмических записей; |
|
- |
в интерпретации и областях использования результатов. |
- 24 -
При выделении информации по суммограммам регулируемого сум
мирования используются, по аналогии с РНП, как амплитудный признак,
так и признак симметрии. Поэтому условием получения интерпрети руемых суммограмм является равномерность изменения функций запаз дывания и постоянство во времени шага Л (йТ)и х изменения.
Суммирование с временными сдвигами и обобщенным параметром
обеспечивает |
соблюдение этих |
условий, т .е . Д ( Д Т ) = c o n s t при |
£&-coftst, а |
также Д(Д7~) |
. |
При суммировании со скоростным параметром равномерность из
менения функций запаздывания обеспечивается на фиксированном вре мени неравномерным набором постоянных скоростей или использова
нием относительны х^-^-) , а не абсолютных {А У) приращений ско
ростей. Однако шаг изменения функций запаздывания будет в общем
случае переменным во времени (с м .р и с .I), т .е . A (A T )= c o n s tпри |
|
t 0 = co n st, но A (A T J = f ( t 0) . |
|
Это означает, что интервал |
суммируемости отражений при по |
стоянном числе суммарных трасс, |
будет ограничен теми временами, |
в пределах которых различия в величине шага изменения поправок не будут превышать ~ 10 мс.
Таким образом, характер суммируемости волн и изучаемый вре
менной интервал на суммолентах разновременного суммирования и суммограммах скоростей, в общем случае, будут различными. Если в первом случае одинаковая суммируемость записей во всем интервале
времен обеспечена всегда, то во втором для этого должно предусмат риваться, как отмечалось ранее, переменное во времени число сум
мируемых трасс.
Обобщенный параметр обеспечивает, в пределах параболической аппроксимации, так^й же характер изменения поправок с постоянным шагом А (А Т )^ -^ --А О . (см .р и с.2 ) , что и разновременное суммиро вание с временными сдвигами. Поэтому характер записи на получае мых суммолентах будет одинаков (см .рис.5а и р и с.5 ) .
В результате приходим к выводу, что с рассматриваемой точки зрения более универсальными являются алгоритмы суммирования с временным и обобщенным параметрами.
При оценке алгоритмов с технологической точки зрения важным вопросом является возможность тесного программно-технологического комплексирования регулируемого суммирования с другими алгоритма ми первичной обработки и ,в первую очередь,с алгоритмом способа ОГТ.
- 25 -
Применяемые в различных системах первичной обработки модифи кации алгоритма ОГТ используют различные варианты расчета кинема
тических поправок:
1) расчет по задаваемой скоростной кривой в процессе сумми рования;
2) предварительный расчет поправок для произвольной скорост
ной модели с использованием их в виде матрицы значений для различ
ных удалений и времени; |
|
|
3) расчет |
по графику a. ( t o ) обобщенного |
параметра. |
Отмеченное |
выше требование максимальной |
близости алгоритмов |
обработки по способу ОГТ и регулируемого суммирования может быть выполнено на основе использования единого кинематического пара метра. Поэтому в первом из перечисленных вариантов алгоритма ОГТ должно использоваться регулируемое суммирование по скоростям, во
втором случае |
- разновременное суммирование с временными сдвигами |
и в третьем - |
суммирование с обобщенным параметром. Единый исполь |
зуемый параметр позволяет объединить эти виды обработки в одной однородной программе, а при интерпретации результатов - измерять,
использовать для обработки по способу ОГТ и корректировать одина ковые по своему характеру данные.
По этой причине интерпретация суммограмм, в рамках задачи
коррекции поправок в способе ОГТ, будет наиболее проста для того параметра, который используется в алгоритме ОГТ.
При изучении волнового поля наиболее проста интерпретация
суммограмм скоростей.
Таким образом, области применения того или иного алгоритма
будут определяться целым рядом факторов: технологичностью обработ ки в данной автоматизированной системе; простотой и точностью интерпретации результатов; характером сейсмогеологических условий;
целями обработки (коррекция поправок, изучение волнового поля,
анализ скоростей), |
а также |
видом |
используемых |
записей. |
||
|
|
|
В ы в о д ы |
|
|
|
Проведенный анализ позволяет |
сделать следующие |
выводы: |
||||
I . |
Регулируемое |
суммирование записей |
ОГТ |
может осуществля |
||
ся в двух |
основных |
модификациях: |
с использованием имеющихся дан |
ных о кинематической характеристике среды и |
без использования |
их. |
В одной модификации регулируемое суммирование основывается |
||
на варьировании априорного распределения во |
времени значений |
па- |
- 26 -
ранетра суммирования, во второй - на варьировании постоянных во времени значений параметра.
Использование априорных данных позволяет осуществлять их
контроль и коррекцию, предопределяя экономичность и технологич ность этой модификации. Вторая модификация позволяет измерять на чальные кинематические данные, анализировать волновое поле и ско ростные характеристики среды.
2 . По виду используемого параметра выделяются: разновремен
ное суммирование с |
временным параметром, |
суммирование со |
скорост |
ным и с обобщенным |
параметрами. Каждый из |
этих алгоритмов |
обла |
дает специфическими особенностями и преимуществами. Выбор пара |
|||
метра суммирования диктуется в конкретных |
условиях соображениями |
||
технологичности обработки, эффективности |
интерпретации и универ |
сальности применения.
3 . В комплексе обработки сейсмических данных регулируемое
суммирование в обеих модификациях и суммирование по способу ОГТ должны быть объединены как программно, так и технологически.
ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИК СУММИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
Независимо от используемого алгоритма суынограмыы регулируе
мого суммирования должны удовлетворять определенным условиям, а
именно: обладать разрешенностыо по параметру, обеспечивать доста точную точность определения этого параметра, характеризоваться высокой помехоустойчивостью. Рассмотрим эти условия.
|
Разрешенность волн |
|
|
Согласно |
теории интерференционного приема [ь ] |
, |
диапазон вре |
менных сдвигов |
для одного разрастания составляет 1 ,5 |
периода |
|
(1 ,5 Т ), а достаточным считается разрешение волн, |
когда временной |
сдвиг между ними равен той же величине. В этом случае каждое из
разрастаний |
регистрируется |
в области |
затухания другого, что сводит |
|
к минимуму |
влияние |
разделяемых волн |
друг от друга. |
|
Условия достаточной разрешенности двух волн, характеризую |
||||
щихся скоростями V] |
и / г , |
запишутся |
для различных параметров |
|
следующим образом: |
|
|
|
- 2 7 -
-для временного параметра
-для обобщенного параметра
-для скоростного параметра
-для относительного скоростного параметра
Разрешенность разрастаний зависит от ряда факторов - часто
ты волн, времени регистрации, величин скоростей, применяемых уда лений.
Из всех перечисленных факторов от экспериментатора практиче
ски зависит выбор лишь одного из них - удаления взрыв - прибор.
Исходя из сформулированного выше условия {A (AT) ~^7ГХ Т ) , величина Л^и-г-мокет быть выбрана по формуле
(29)
Как следует из данной формулы, величина максимального уда
ления должна возрастать при увеличении абсолютных величин скоро стей разрешаемых волн, их времен регистрации и периода, а также при уменьшении различий в скоростях.
Ограничивается величина Х т п у возможностью гиперболической аппроксимации годографа и коррелируемостьш волн.
Подход к выбору величин "выноса" X m in при регулируемом сум мировании тот же, что и в способе ОГТ, т .е . вынос должен способ
ствовать линеаризации функции запаздывания путем исключения наи более криволинейной ее части, примыкающей к пункту взрыва [ 12.],
что повышает направленность суммирования.
Точность измерения параметра
В связи с тем, что. для определения величины параметра исполь зуется амплитудный критерий, точность определения параметра будет зависеть от того, насколько его изменение окажет влияние на сум марную амплитуду сигнала.
В акустике и оптике применяется условие Релея, согласно ко торому искажения, обусловленные акустическими и оптическими си стемами, считаются недопустимыми, если они превосходят четверть длины волны.
- 28 -