книги из ГПНТБ / Цифровая обработка сейсмических данных

а, с/ к м 2

на суммолента х ОГ Т д о ввода (а) и посл е ввода

(б) кинематически х п о ­ правок .

1 — п р о д о л ь н ы е о д н о к р а т ­ ные волны, о т р а ж е н н ы е от н а к л о н н ы х г р а н и ц , г — п о ­ п е р е ч н ы е , з — м н о г о к р а т н о -

шшь

Для многократных отраженных волн справедливы уравнения (4.6) и (4.6') с заменой параметров v и ср на соответствующие эффек­ тивные параметры кратной волны.

Асимметрия среды (наклон и кривизна отражающих и прело­ мляющих границ, горизонтальный градиент скорости) влияет лишь на крутизну параболы, но не ведет к разрушению симметрии годо­ графа и не меняет положения минимума. Поэтому регулярные волны практически всех типов дают на суммолентах ОГТ разрастания такого же облика, что и однократно-отраженные волны. Однако

120

благодаря различиям в кривизне годографов разрастания разных типов волн располагаются на разных участках плоскости t0, 1>0гт- Особенности взаимного расположения разрастаний иллюстри­ руются рис. 50, а, построенным для параметров среды, приведенных

в табл. 2.

Из рисунка видно, что:

1. Разрастания разных типов волн располагаются в пределах плоскости t0, ^огт весьма неравномерно. На малых временах, как и следовало ожидать, преобладают разрастания с низкими значе­ ниями УогТ) н а больших — с высокими. Диапазон значений ,^огт

сувеличением времени t0 уменьшается.

2.Области расположения разрастаний волн разных типов в зна­ чительной степени перекрываются.

Неравномерность размещения разрастаний в плоскости t0, х>огт ведет к необходимости перебирать значения ь>огт в очень широком диапазоне и, следовательно, к большим затратам машинного вре­ мени. Эту неравномерность можно существенно ослабить, если пред­ варительно ввести исходные кинематические поправки (рис. 50, б). Поэтому в большинстве случаев рабочие алгоритмы подбора преду­ сматривают предварительный ввод исходных поправок, и, таким образом, могут рассматриваться как коррекция поправок.

Перекрытие областей расположения разрастаний не устраняется с вводом исходных поправок. Оно существенно затрудняет интерпре­ тацию суммолент, поэтому система регулируемого суммирования должна обладать высокой разрешающей способностью.

Таким образом, коррекция кинематических поправок путем ре­ гулируемого суммирования сейсмограмм ОГТ и интерпретации по­ лучаемых суммолент предполагает в качестве промежуточных эта­

с; мостоятельный интерес. В последнее время получению этих сведе­ ний стало придаваться неменьшее значение, чем коррекции кинема­ тических поправок.

Рассмотрим коротко наиболее освоенные и широко используемые алгоритмы регулируемого суммирования.

Алгоритмы регулируемого суммирования

Используемые в настоящее время алгоритмы регулируемого сум­ мирования различаются по характеру исходного материала (вве­ дены или нет исходные поправки), по выбору варьируемого пара­ метра (^огт или эквивалентного ему) и способу представления результатов. Рассмотрим три таких способа.

Первый способ — регулируемое суммирование до ввода кинема­ тических поправок по набору изменяющихся со временем t0 гипербол,

заданных таким образом, чтобы каждая п трасса суммоленты ОГТ отвечала условию v0TT А (t0) = const. Этот алгоритм просто

121

воспроизводит описанную выше общую схему регулируемого сум­ мирования.

Пучок суммирующих гипербол определяется заданием диапазона возможных значений г^огт и шагом Д^огт этих значений. Последний

ваясь (рис. 52).

Одновременно с выполаживанием происходит сужение пучка гипербол. Поэтому разрешающая способность этого способа меняется во времени, и разрастания на получаемых суммолентах с ростом t0 «растягиваются» по параметру ^огт (см. рис. 51).

Для практической реализации этого алгоритма требуется рас­ считывать, хранить и использовать N таблиц кинематических по­ правок — по таблице на каждую трассу суммоленты. Этот алгоритм, по-видимому, наиболее громоздок из всех и поэтому применяется редко.

времени пр и сумми ­

122

степени после ввода исходных кинематических поправок. Этот

способ нашел наибольшее применение в силу своей малой тру­ доемкости, поэтому на нем целесообразно остановиться более под­ робно. Выпишем выражения для остаточных кинематических сдвигов At (!) (недоспрямление или переспрямление, см. рис. 48), которыми характеризуются оси синфазности основных типов регулярных волн после введения исходных кинематических поправок. Очевидно,

Для случая, когда вместо реальной скорости v использована ошибочная, отличающаяся от v на величину Av, будем иметь

ния волн по величине остаточных кривизн в соответствии с (4.44) нужно осуществлять по пучку парабол, перекрывающему весь диа­ пазон возможных значений коэффициентов правой части (4.44). Чтобы найти этот диапазон и оценить степень парабол, проанали­ зируем предельные значения первого и второго слагаемых правой

поправок годографы однократных, дифрагированных и многократ­ ных волн могут быть удовлетворительно аппроксимированы парабо­ лами второй степени. При этом следует иметь в виду, что при'наи­ лучшей аппроксимации суммирующая парабола будет отклоняться от годографа на величину, не превышающую половины второго слагаемого. В то же время из табл. 2 следует, что при аппроксима­ ции исправленных годографов обменных и поперечных волн прене­ брегать членом с Е4 нельзя. Однако учитывая, что при регистрации продольных волн обменные и поперечные волны являются помехами, их ослабление за счет неоптимального разновременного суммирова­ ния на больших базах вполне допустимо. В то же время при работах на поперечных и обменных волнах либо при изучении волнового поля должны проводиться специальные наблюдения, при которых максимальное расстояние взрыв — прибор для поперечной волны может быть сокращено до 0,4—0,5 км, а для обменной до 1 км. На данных базах, учитывая низкочастотный спектральный состав

ными коэффициентами ап таким образом, чтобы обеспечивался посто­ янный сдвиг 66 на крайнем канале сейсмограммы между двумя

125

Т а б л и ц а 2

126

Smax постоянная, переход от ап к Э„ означает лишь изменение мас­ штаба.

Сравнивая рассматриваемый способ регулируемого суммирова­ ния с первыми двумя, можно видеть, что он является существенно менее трудоемким, так как число значений варьируемого параметра,

предложить менее трудоемкие модификации первых двух способов, при которых не будут вычисляться участки суммоленты, соответ­ ствующие области маловероятных значений варьируемого пара­ метра ( У ( ) Г Т или 6Я ).

Такой подход означает использование априорных данных о рас­ пределении скоростей и в сущности эквивалентен вводу исходных кинематических поправок.

На основании этого подхода может быть предложен алгоритм регулируемого суммирования, похожий на второй способ, но в сущ­ ности эквивалентный третьему способу. Для исследуемого участка вычисляется таблица кинематических поправок, т. е. для каждого

процедура, очевидно, обеспечивает расчет суммолент с предвари­ тельным вводом кинематических поправок. Поэтому центральная трасса суммоленты, полученная при п — 0, совпадает с суммарной трассой временного разреза ОГТ. Несмотря на то, что поправка Эп (£), дополняющая Атк н для каждого ^ и в, находится на основании выражения для параболы второй степени, фактически регулируемое направленное суммирование выполняется по пучку гипербол, каждая из которых представляет собой сумму исходной гиперболы (4.7) плюс парабола 6„ (Е) = а„ЕА В то же время реализация данного алго­ ритма предусматривает Л^-кратное повторение операции суммирова­ ния с введением кинематических поправок в каждый канал, что тре­ бует существенных затрат машинного времени.

В заключение остановимся на некоторых приемах, предназначен­ ных для повышения статистического эффекта суммирования с целью получения качественных, легко интерпретируемых суммолент.

Одним из таких приемов является увеличение числа суммируе­ мых трасс за счет совмещения нескольких сейсмограмм ОГТ, при­ надлежащих соседним общим точкам. Рассмотрим рис. 55, а, где изображена система наблюдений, соответствующая 6-кратному про­ слеживанию. Из рисунка видно, что шести соседним 24-канальным сейсмограммам ОТВ соответствуют четыре сейсмограммы ОГТ со следующей комбинацией трасс: первая — 1, 5, 9, 13, 17, 21; вторая—

127

а

E E EL

взрыва.

очевидно, можно собрать одну сводную 24-канальную. Годограф отра­ женной волны на такой сводной сейсмограмме будет выглядеть, как показано на рис. 55, б, е. Соседние трассы такой сводной сейсмо­ граммы ОГТ, в отличие от исходных сейсмограмм ОТВ, будут при­ надлежать разным пунктам взрыва и разным общим глубинным точ­ кам (см. схему хода лучей на рис. 55, б, в).

При горизонтальной отражающей границе годографы отраженной волны на сейсмограмме ОТВ и на сводной сейсмограмме ОГТ совпа­ дают. При наклонной границе сводный годограф оказывается состоя­ щим их шести отрезков годографа, расположенных кулисообразно

128

Р и с . 56. П о я с н е н и е к р а з н о ­ в р е м е н н о м у с у м м и р о в а н и ю суммолент .

St

а:

(рис. 55, в). Очевидно, что построение таких сводных сейсмограмм ОГТ допустимо лишь при малых углах ср.

В случае значительных углов наклона помехоустойчивость спо­ собов подбора поправок может быть повышена с помощью суммиро­ вания нескольких суммолент ОГТ для соседних общих глубинных точек с учетом наклона отражающей границы. Из рис. 56 следует, что при произвольном залегании границ раздела сдвиг Д£ между суммарными амплитудами разрастаний волн, отраженных от одного и того же горизонта, на суммолентах соседних общих глубинных точек определяется выражением (4.55). Таким образом, для обеспе­ чения синфазного суммирования одноименных разрастаний необ­ ходимо осуществить суммирование одноименных трасс, сдвигая их относительно друг друга на величину А^. Учитывая, что величина Д£ заранее неизвестна и может принимать различные значения для различных горизонтов, оптимальную величину Д£ для суммирова­ ния каждой волны найдем путем последовательного разновремен­ ного суммирования одноименных трасс суммолент (рис. 56). Число М вариантов суммирования, очевидно, определится из выражения

Поскольку данный вариант суммирования эквивалентен обыч­ ному РНП, шаг суммирования 60 можно принять равным 8—10 мс. Если одновременно суммируется К суммолент, каждой из которых соответствует Ж-канальная сейсмограмма ОГТ, результирующая суммарная суммолента по своим свойствам эквивалентна разновре­ менному суммированию сейсмограмм с числом каналов KN. Одно­ временно с увеличением статистического эффекта и связанного с ним