Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Старобинец, А. Е. Состояние региональных и поисковых работ методом преломленных волн на нефть и газ за рубежом

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.78 Mб
Скачать

ныыи задержками,которые относятся к пунктам возбуждения и приема. Временная задержка определяется как разница между временем про­ хождения луча от линии наблюдения до преломляющей границы и вре­ менем, необходимым для прохождения пути, равного нормальной про­ екции этого луча на преломляющую границу,оо скоростью, равной граничной.

Допущения, положенные в основу метода, - малые углы накло­ на преломляющей границы, постоянство граничной и вредней скорос­ тей. При этих условиях в случае плоской преломляющей границы урав­ нение годографа, используемое в методе, записывается в виде

 

 

 

х

( 6)

 

 

 

Т ‘ Ъ * &j +

где

fit

-

временная авдержка на пункте возбуждения;

 

 

f ij

-

временная задержка на пункте приема;

 

х

-

расстояние между пунктами возбуждения и приема;

 

 

V f

-

граничная скорость .

 

При х = 0 Г - 10 и,

оледовательно, t0 =

+ f i j .

(7)

Главной задачей интерпретации является надежное разделение

времени " tp * на

две временные

задержки.

 

 

В процессе

интерпретации

по методу временных

задержек мож­

но выделить г.ять основных этапов, которые в упрощенной форме ил­ люстрируются на рис. 10 и сводятся к следующему.

Ятатт А. Выполняется построение наблюденных годографов с

внесением необходимых поправок.

 

Этап Б. Рассчитывают

времена nt 0 " отдельно по прямым и

 

встречным годографам, используя уравнение

 

Й, = 7*

X

 

-

( 8)

 

 

Этап В. Линии " tfi* для разных направлений ототрела и рас­ становок смещаются в противоположные стороны на величину сноса к соответствующим им ПВ. Путем вертикального перемещения произво­

дится увязка между'омежными расстановками. Величину относительно­

го

омещения линий п t 0 ” ,

отвечающих соседним

 

пунктам

возбуждения

к

и к- I , часто называют

начальной

константой

ty

.

При при­

ведении к одной общей линии " t D "

суммарное

смешение

с м , вноси­

мое в значения " t0 n для

расстшювки, отвечающей какому-либо ПВ,

определяется уравнением

= f _

с^

.

Величину

С^

- 39 -

Расст ояние в к м

* А

9 .1 9 9

10.660

12, 92

13.716

15.290

16.769 16

—"—

* »----------

*-»----------

11

I----------

Ц----------

1—•—

Рис.1 0 . Схема, иллюстрирующая этапы интерпретации по методу временных задержек

называют связывающей или разностной константой. В результате по­ лучаются две линии " t 0 " , называемые кривыми относительных вре­ мен.

Этап Г . Посредине между кривыми относительных времен стро­ ится средняя кривая относительных времен. Кривые относительных времен будут параллельны между собой, если принятое при расчетах значение граничной скорости V# выбрано правильно. В противном случае величина, на которую они сходятся (или расходятся), явля­ ется мерой ошибки определения Уд . Линия, характеризующая раз­ ность времен рассматриваемых кривых, называется кривой схождения. Она является прямой линией, если Уд - величина постоянная. Если

J^ e c T b величина схождения на расстоянии J x

(р и с .II)', точное

значение граничной скорости дается выражением

 

M l

(9)

/ i x

 

- 40 -

К р и в а я с х о ж д е н и н __

I *

•ДГ

Рио.1 1 . Преобразованная оейсмозапись прелом­ ленной волны и соответствующие ей кривые, исполь­ зуемые для определения истинного значения гранич­

ной скорости

Этап Д. Времена t " делят на составляющие их временные

со

задержки, иопольвуя уравнения вида:

 

+ A t

 

 

tn - A T

( Ю )

(Р.=

- л ---------- ,

 

г

 

J

 

где / i t - разница во

времени между двумя

точками на средней

кривой относительных времен. Результирующая кривая временных аадержек должна быть параллельна средней кривой относительных времен. По шлучецвой кривой временных задержек рассчитываются глубины до преломляющей границы.

На практике часто используются более строгие и сложные за­ висимости и способы, нежели рассмотренные выше. Рассмотрим одну из таких модификаций метода временных задержек применительно к случаю криволинейной преломляющей границы. В этом случае уравне­ ние годографа (рис.12а) записывается в виде [30]

I

Xr - x s

|

Рис.12. Схемы, поясняющие вывод

основных

соотношений иетода временных

задержек

 

а - путь распространения преломленной

волны;

6 - пути распространения преломленной

водны для

определенных точек на преломляющей границе;

в - определение разности временных задержек

между точками п и

$

 

 

 

V

h *

J

 

- (II)

Тогда

соответствующее

общее время

задержки J)^ , (время " tf f n)

может

быть

описано уравнением

j

J

V

 

 

 

 

(12)

 

 

 

* « ® а Л 7 - £ ( Z j- X l)

.

где

-

неизвестное

истинное значение

граничной скорости;

Vr - принятое при расчетах предполагаемое значение гра­ ничной скорости.

-лг -

Если из общей временной задержки на пункхе приема

s

вы­

честь соответствующую задержку на

пункте

приема л

,

то

времен­

ная задержка на пункте возбуждения

л

будет исключена

(ом.

ри с.126):

п

 

 

 

 

 

 

 

Л л ~ Л 5 = ^

 

^ * Т£ - 2 1

 

 

 

 

СЛ 7 \Ц )

Аналогично записывается выражение для пункта возбуждения

с

, Для

точек

г

и 5 ,

если

рассматривать

их как пункты возбуждения,

 

справедливы соотношения

(ом .рио.12в ) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"г* Сг- _

Сл / л

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

v?__

 

 

 

 

( I * )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

^Л^Л ~ ^5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из ри с.12в

следует,

что

У,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_____

 

Л£ —JC

 

 

 

 

_ _

 

 

 

 

 

 

 

^

cr - * s cs

= ’ 7 £ T

' s in a r ,s

и

 

 

 

 

 

 

 

- (is )

Таким образом, окончательное выражение для разности временны*

задержек имеет

 

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. п

~

c o s t -

 

 

■ -*i>

• ^

 

 

 

 

(16)

 

 

 

 

 

 

\/f

 

(* л

Л Г , S

 

 

Аналогично для пунктов

л '

и 5 '

(см .ри с.126)

 

 

 

 

 

 

Л /Я

~ J £ ± k - ( x

r - x 'r ) .

sin ( - a r

s )

.

 

 

(I7 )

 

 

 

 

 

 

 

равна

нулю,

если

очитать,

vto jcr - x s

&x'n -JCs ,

и имея в виду,

что угол наклона

преломляющей границы мал. Следо­

вательно,

при

Vr

<* V# оумыа

разностей

общих временных

задержек

(см.уравнение (13)) должна быть

равна

нулю. Если же 1 ^ = 1 ^ ,

то

из

уравнений

(13,

(16) и

(17)

следует, .что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ 1 , ( х т + ! ~ х т ) c o s О ^т

 

 

 

 

(18)

 

 

 

^

 

2 ( * г ~ x s V

Уг ~ ( d'i ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При бо^ших угла^. наклона

в

выражении для

V#

должны

быть

учтены

члены ’

^

с

-SinO .^sj(xr - x s ) - ( х '- х '{j

я cosocm .

В атом

случае

значение

угла

Сс

устанавливается

споообом

последо­

вательных приближений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводимые

на

рио.13

графики, в

силу вышеизложенного,

по­

зволяют определить истинные значения граничной скорости на раз­ личных участках. Эти значения и соответствующие им участки, от-

- 43 -

вачающие рассматриваемым графикам, приведены в нижней час­ ти рис.14 .

Рис.13. Графики изменения вдоль профиля суммы разностей временных задержек на пунктах возбуждения и

пунктах приема. Параметром графиков является предполагаемое значение

граничной скорости, принятое при расчетах

Рис.14. Распределение ошибок во временах " t a " для двух вариантов изме­ нения значений граничной

скорости

Метод временны^ заде£жек_П£и_мно£ократном

пе£екрытии

1 м®

 

 

У.Хиршлебер [30J показал,

что операцию разделения времени

" t 0 " на временные задержку в

пункте приема

и в пункте возбуж­

дения можно выполнить намного точнее при наличии многократного перекрытия годографов, используя способ последовательных при­ ближений. Действительно, при системе наблюдений, подобной той, которая изображена на рио.З, одним последовательностям точек от­

вечают

одинаковые временные 'задержки

в

пункте возбуждения

t 0^

(точки

вдоль

отдельного

годографа из

ПВ

L ) , другим -

одна и та

же временная

задержка в

пункте приема

t0j

(все точки,

отвечаю­

щие одному и тому же пункту приема j

 

или

столбцы точек

на

р и с .З ).

 

 

 

 

 

 

 

 

Интерпретация производится следующим образом. В каждой точке оцениваемое каким-либо путем предполагаемое значение вре­ менной задержки в пункте возбуждения вычитается из общей задерж­

- 44 -

ки и , таким образом, получаются приближенные значения временной задержки в пунктах приема. Затем подсчитывается среднее значение временных задержек в точках приема в каждом столбце и величины отклонений в каждой точке от зтого среднего. Пооле этого вычис­ ляется среднее значение отклонений вдоль рядов, которое затем используется для уточнения временной задержки в пункте возбужде­ ния. Этот процеос повторяется до тех пор, пока не будет достиг­ нута требуемая точность.

Различия между временными задержками в пунктах взрыва

и приема d t 0 - используются каждый раз для определения граничной скорости по формуле (1 8 ). В овою очередь использование более точных значений граничной окорости при расчетах приводит к умень­

шению ошибок во

временах " t 0 " (в общих временных задержках),

как ато показано

на рис.14.

Метод временных членов (The time-term method)

Метод был сформулирован в 1957 г . А.Шейдеггером и П.Вильмо-

ром [72]и развит

П.Вильмором

и

А.Банкрофтом/'88] ,

Т.Смитом и др.

[8 0 ], М.Беррл и Г.Вестом [1 2

].

В нем использован

тот же принци­

пиальный подход,

что в методе временных задержек,

и ему свойст­

венны те же ограничения. Основное отличие метода временных членов состоит в том, что он предусматривает площадное расположение приемников и источников и дает непосредственно трехмерное пред­ ставление глубинной структуры. При этом используется другой путь определения е обменных задержек в источнике и приемнике. При ин­ терпретации этим методом временные задержки-(временные члены), овяаанные с каждым элементом (источник или приемнкг). оцениваются по методу наименьших квадратов путем сравнения рассчитанных вре­ мен о наблюденными для произвольного планового расположения ис­

точников и приемников.

 

 

Основные уравнения

метода для среды с к

преломляющими

границами записываются следующим образом:

 

 

 

(19)

4 <к )

■ ™ s(ocL)

( 20)

 

- 45 -

л* z ! Z . (L )

3d

( * ) s n .

— ^ -----

' C O S (O C L ) ,

 

(21)

где < V O

-

оценка

граничной

скорости;

 

 

7^(к)н% (kh

оценки временных

членов соответственно

5 - г о

 

 

источника и

c t -

го приемника дли

к

-го пре­

 

 

ломляющего

горизонта.

 

 

Большие углы наклона преломляющей поверхности являются главным источником ошибок при построениях этим методом [6 9 ]. Ыетод во многих случаях позволяет получать неплохие результаты при картировании поверхности фундамента. Скоростной контраот между осадочными отложениями и фундаментом, как правило,харак­ теризуется значительной величиной, следовательно,величина сноса будет небольшой, и ундуляциями рельефа в пределах этого расстоя­ ния обычно можно пренебречь.

Метод Хейлса

В1958 г . Ф.Хейлсом был предложен графо-аналитический метод

[27], который, отличаясь по форме,по существу во многом аналогичен

используемому

в СССР методу "

Се " . Сущность метода заключается

 

Z

в следующем. Расстояние X#

меж­

5

ду точками А и В выхода на

поверх­

ность наблюдений

лучей от

любой

 

 

точки 0 на преломляющей границе

 

 

' (при наблюдениях со встречными го­

 

 

дографами) используется для опре­

 

 

деления радиуса

г*

и центра

ок­

 

 

ружности, для которой преломляющая

 

 

граница должна быть касательной в

 

 

точке 0 (ри с.1 5 ).

При этом

прини­

 

 

мается допущение, что косинус уг­

 

 

ла наклона преломляющей границы ра­

 

 

вен единице, т . е .

ыетод применим

 

 

для построения границ с относи-

Рис.15. Схема, поясняющая

тельно небольшим наклоном.

Други-

принцип метода Хейлса

 

 

 

 

 

46 -

ни ограничениями метода являются условия постоянства оредней и граничной скорости. Преломляющая граница находится путем проведе­

ния дуги радиусом R иа центра С в каждой точке

наблюдений.

При принятом допущении для любой точки

А положение точки В

может быть установлено по годографам.

 

 

Основные соотношения, выведенные

Ф.Хейлсом,

приводятся ни­

же. Они легко получаются при рассмотрении рис.15, в верхней части

которого показан профиль 1ШВ с ПВ S M и

и

двумя точками наблю­

дений

Ra и

Rg , куда

приходят преломленные

водны от

общей точ­

ки 0 на преломляющей границе.,

 

 

 

В

нижней

части

рис.15 показана

центральная

часть про­

филя в более крупном масштабе о вспомогательной окружноотью, про»

ходящей через

точки А, В и 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A O * 0 8 ) ’ S t n i

 

V

 

 

A B = X # =

 

 

c o s ос

 

 

; s i m

= ——

;

(22)

СО -

0

1

 

 

+ 0 8

 

 

 

 

 

 

(23)

 

 

г co st

 

 

 

 

 

 

 

А О *

0 8 =

Va

мров

 

~

Va

* Vp ;

(24)

 

и

Ч а 'Т? Г S in С

гм л м

 

Va s i n l

(25)

 

 

 

COS ос

 

 

 

co s cc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г> —_ Ча ■Тк

 

t

 

 

 

 

 

 

(26)

л

в

2 c o st

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЕ =

 

V

 

 

гъ и

 

t y i

 

 

(27)

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наклон определяется

соотноиением

 

 

 

 

 

 

 

- J -

=

I/

S in

i

,

 

(28)

 

Va

 

 

■*

R

 

 

 

 

 

 

 

;

где

-

средня»

окорость

над

преломляющей границей;

 

 

Vо

-

граничная скорость

 

 

 

 

 

 

 

Т

-

Т

-

А О В

.

 

 

 

 

 

l R

~

1АОВ

"

 

ма

 

 

 

 

 

Ос.

-

угод

наклона

преломляющей границы.

 

 

- 47 -

 

 

Таким

образом, радиус

R

дается уравнением

(2 3 ), а точка

С

находится из уравнения

(2 7 ).

Ф.Хейлс показал, что игнориро­

вание

угла

наклона

границы

ос компенсируется в какой-то мере

путем

смещения центра^ окружности

на некоторую величину —^— .

При этом AR -■

с ”

'

 

 

 

 

 

 

2 со s i

 

 

 

 

 

 

Иллюстрация приемов определения необходимых величин дает­

ся

на рисЛ б. На рисЛба

показана процедура определения " взаим­

ного наклона",равного Va

■ SLnl

для пары точек А и В. На рисЛбб

приведена

"временная петля" ,

получаемая путем

переворота и

перемещения

одного

из годографов

таким образом,

чтобы начальная

а - исходные встречные годографы; б -врем ен ­ ная петля"; в - наблюденные годографы и соот­ ветствующая им "временная петля"

и конечная точки

одного годографа

соответственно

совместились

с конечной и начальной точкой другого. На рисунке

показано,

как

эта временная петля используется для установления

взаимного

на­

клона, времени

7^> , расстояния

X% и местоположения точки

^ ♦

 

 

 

 

Линия взаимного наклона может быть проведена между двумя ветвями временной петли из любой точки для определения времени

- 48 -

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ