книги из ГПНТБ / Цифровая обработка сейсмических данных

выбора параметров полосовой фильтрации удобен блок-тест, где для обработки одной сейсмограммы последовательно применяется серия узкополосных фильтров, сумма которых охватывает весь по­ лезный диапазон частот. Искомые параметры полосового фильтра определяются на основе анализа результатов фильтрации и осредненных значений амплитуд сейсмограммы на выходе различных фильтров. Описанные блоки-тесты применяются при обработке первого про­ филя на новой площади, а также каждый раз, когда изменение ис­ ходных сейсмических материалов требует выбора новых параметров фильтрации.

Кроме программ, предназначенных собственно для обработки данных, целесообразно иметь программы для анализа: вычисление энергетических спектров участков сейсмограмм, построение экспе­ риментальных функций распределения, функций взаимной корреля­ ции каналов, определение соотношения энергий когерентной и некогерентнон составляющих сейсмической записи в различных диапа­ зонах частот, вычисление истинных амплитуд сигналов и т. д. При­ менение их ограничивается задачами исследований и разработки новых приемов методики полевых работ и обработки данных.

Перейдем теперь к рассмотрению возможных графов обработки, в которых используют перечисленные выше варианты обработки. Наиболее простым и требующим минимальных затрат машинного времени является граф I — I I — X I I I , где коррекция кинематических поправок осуществляется визуально на основе выборки сейсмограмм ОГТ, коррекция же статических поправок не делается. Этот граф обработки оказывается довольно эффективным в благоприятной ситуации, когда корректирующие статические поправки малы (vt]- <

и статических поправок. При этом целесообразно в блоках V и V I процедуры ВОТВ-1 и ВОТП-1 выполнять для небольшой части кана­ лов, ближайших к пункту взрыва. Порядок обработки I — I I — V I I — V I I I — X I I I включает весьма эффективную процедуру визуальной кор­ рекции статических поправок по временным разрезам ОТП и ОТВ. При этом в процедурах СУМ-2 и СУМ-3 по аналогии с предыдущим случаем можно ограничиться суммированием части сейсмических трасс.

280

I X — X I I — X I I I в ряде случаев обеспечивает большую точность коррекции статических поправок, но обладает меньшей помехоустой­ чивостью и является заведомо более медленным.

На последней стадии обработки в условиях, когда не требуется специальных мер по увеличению разрешенное™ сейсмической записи, предпочтительным вариантом обработки, включающим оценку сте­

ными из перечисленных, так как их эффективность остается устой­

простого суммирования ОГТ является недостаточным, могут быть реализованы графы I - I I - I V - V I I - X I - X V I I и I — I I — I V — V I I — V I I I — X I — X I V — X I X . При этом следует иметь в виду, что в первом

Итак, нами рассмотрено 17 графов обработки в порядке увеличения их сложности, трудоемкости и соответствующего роста затрат ма­ шинного времени. Указанные характеристики могут быть оценены количественно по числу обращений в ходе обработки к внешним устройствам ЭВМ, количеству вариантов этапов (блоков) и входя­ щих в них процедур, их технологичности и быстродействию. Важ­ ным фактором, влияющим на выбор того или иного графа, является количество и содержание ручного труда, т. е. работы геофизиковинтерпретаторов .

Процесс обработки будет эффективен только при тщательно пред­ усмотренном и организованном взаимодействии ЭВМ—интерпретатор. В частности, весьма важный вопрос об оптимальном количестве од­ новременно обрабатываемых сейсмических профилей решается с уче­ том числа этапов обработки, трудоемкости и продолжительности выполнения каждого этапа на ЭВМ и в группе интерпретации. Со­ вершенно очевидно, что оптимизация графа обработки может быть ^произведена только с учетом конкретных особенностей конфигура­ ций ЭВМ и организации процесса обработки на геофизическом вы­ числительном центре (ВЦ).

Таким образом, формализованный (обоснованный количественно) выбор оптимальных графов обработки представляет достаточно

281

сложную вариационную задачу. Для ее решения требуется принять некоторые количественные критерии, характеризующие быстродей­ ствие графа, его геофизическую эффективность, технологичность, учитывая также используемую конфигурацию ЭВМ и организацион­ ную структуру геофизического предприятия. Разработка этих кри­ териев и методики решения подобных задач при обработке сейсмиче­ ских данных является одной из важнейших задач ближайшего будущего.

О Р Г А Н И З А Ц И Я Ц И Ф Р О В О Й О Б Р А Б О Т К И С Е Й С М И Ч Е С К И Х Д А Н Н Ы Х

Организационная структура подразделения, занятого цифровой обработкой сейсмических данных, строится по принципу четкого разделения труда между отдельными специализированными группами исполнителей, одни из которых непосредственно участвуют в под­ готовке и обработке материалов, другие выполняют функции обслу­ живания и контроля. Один из возможных вариантов организации об­ работки сейсмических данных показан в виде блок-схемы на рис. 118.

Непосредственно при вычислительном центре создается отдел централизованной обработки и интерпретации сейсмических мате­ риалов, который содержит ряд независимых интерпретационных групп, обслуживающих полевые партии. Центральная интерпрета­ ционная группа (ЦИГ) является в этой структуре основным звеном, так как ею проводится вся обработка и интерпретация материалов, подготавливается и защищается отчет по данному проекту. ЦИГи связаны с вычислительным центром через группу приема и выдачи данных (ГПВД) х . Эта группа осуществляет диспетчерские функции:

д а н н ы х на Э В М .

ГРОМО

282

распределение машинного времени между ЦИГами, контроль за расходованием и учет его; проводит проверку заданий, поступающих из ЦИГов, и передает их на ВЦ вместе с магнитными пленками, со­ держащими сейсмические записи; получает из ВЦ результаты компиляционной проверки вариантов обработки и результаты обработки в виде временных разрезов; проводит их первичное оформление и передает в ЦИГи.

Пробивку перфокарт по заказам ЦИГов осуществляет группа перфорации (ГП). В данной схеме связь ГП и ЦИГов проводится через ГПВД, однако в отдельных случаях может быть целесообразна прямая связь между ЦИГами и ГП, особенно в тех случаях, когда отдел перфорации оборудован в том же здании, где расположены ЦИГи.

Вычислительная машина и устройства для воспроизведения вре­ менных разрезов обслуживаются группой операторов (ГО), в функ­ ции которых входит загрузка информации (перфокарт и магнитных лент) в ЭВМ перед началом и в процессе исполнения заданий в соот­ ветствии с указаниями ЦИГ; проверка правильности считывания информации и контроль за ходом исполнения варианта обработки по предусмотренным системой математического обеспечения диагно­ стикам, выдаваемым на АЦПУ; устранение некоторых ошибок в за­ дании, если это можно сделать в короткий промежуток времени *; работа за пультами устройства воспроизведения временных разре­ зов 2 .

Проверку, профилактическое обслуживание и ремонт всех элек­ тронных блоков машины и внешних устройств проводит группа обслуживания электроники (ГОЭ), состоящая из нескольких инже­ неров-радиотехников и техников-механиков, обеспечивающих конт­ роль за работой системы электропитания и кондиционирования воздуха. Сотрудники этой группы, так же как и операторы, работают посменно, так как эффективное использование всего оборудования возможно только при его круглосуточной работе.

устройства устаревают значительно медленнее, чем математическое обеспечение. Это объясняется тем, что именно математическое обес­ печение определяет геофизическую сущность обработки и влияет на геологическую эффективность работ в целом. Кроме того, совер­ шенствование математического обеспечения не требует капитальных затрат. Поэтому, даже получив обрабатывающий центр с готовым математическим обеспечением, необходимо иметь группу квалифи­ цированных геофизиков и математиков-программистов, которые на начальном этапе производят опробование и запуск общего и геофи-

283

зического математического обеспечения, а затем переключаются на совершенствование геофизического обеспечения. Группа необ­ ходима также для совершенствования математического обеспечения с целью сокращения затрат машинного времени и дополнения ком­ плекса новыми программами, направленными на решение специфи­ ческих для данного региона геологических задач. ГРОМО непосред­ ственно связана с вычислительным центром, контролируя работу существующего математического обеспечения и проводя отладку и тесты новых программ. Кроме того, эта группа имеет тесный кон­ такт с ЦИГами, получая от них заказы на создание модификаций существующих и разработку новых программ.

Организацию взаимодействия отдельных групп и контроль за технологией работ, геологическими и экономическими результатами осуществляет группа технического руководства (ГТР). В ее состав входит начальник подразделения, главный инженер, отвечающий прежде всего за состояние работ на вычислительном центре, главный геофизик, контролирующий весь технологический процесс обработки данных, и главный геолог, концентрирующий внимание на геоло­ гических результатах. Кроме того, должна быть небольшая группа наиболее квалифицированных геофизиков, выполняющих консуль­ тации в ЦИГах, обобщающих и распространяющих передовой опыт отдельных групп, внедряющих стандартные последовательности об­ работки и параметры применяемых программ, организующих и конт­ ролирующих взаимодействия полевых партий и ЦИГов.

Такой в самых общих чертах должна быть организационная структура подразделения, проводящего цифровую обработку сей­ смических данных на ЭВМ среднего класса. Последовательность работ выглядит следующим образом. Полевая партия по мере за­ полнения магнитных пленок записями высылает их с сопроводитель­ ными документами в центр, где они сразу поступают в архив при ВЦ. Интерпретационная группа в полевой партии на основе сопроводи­ тельных документов (первичных воспроизведений сейсмограмм, то­ пографических данных, геометрии расстановки, данных микросейсмокаротажа, рапортов операторов) подготавливает документы, не­ обходимые при последующей обработке и интерпретации сейсмиче­ ских материалов. В число этих документов входят данные о первичных поправках за пункт взрыва и пункт приема, схема наблюдений с ука­ занием всех отклонений от стандартов, имевших место при проведе­

не требовалось их дополнительной переработки в ЦИГе, т. е. чтобы они могли непосредственно использоваться для пробивки перфокарт, наклейки на окончательные временные разрезы и т. п. Оформленные материалы после подготовки профиля целиком доставляются в ЦИГ данной партии, где происходит официальная передача материалов, оформляемая актом. В акте, кроме перечисления принимаемых ма­ териалов, дается оценка его качества и формулируются рекоменда-

284

ции по методике дальнейших полевых работ. Целесообразно к мо­

фом обработки. Отдаются на пробивку перфокарты с командами управления 1 и данными. После исполнения заказа в ГП перфокарты поступают в ЦИГ, где они проверяются и складываются в нужной последовательности. Подготовленный таким образом обрабатыва­ ющий блок передается в ГПВД и далее на ВЦ для проведения его компиляции. Результаты компиляции с диагностиками выявленных ошибок, отпечатанные на АЦПУ, возвращаются в ЦИГ для оконча­ тельной проверки и устранения ошибок. Только после этого блок вместе с памяткой оператору и заказом на вариант воспроизведения

результатов обработки, его направляют на исполнение. Воспроиз­ веденные временные разрезы оформляются в ГПВД, подписывается шифр заказа, район работ, партия, номер профиля, номера сейсмо­ грамм.

Получив результат обработки и убедившись в отсутствии техни­ ческих ошибок, ЦИГ приступает к интерпретации данных, если это необходимо. Например, уточняет статические поправки или закон изменения скоростей. После этого ЦИГ приступает к подго­ товке следующего задания по данному профилю, готовит перфокарты, проводит компиляцию и т. д.

Так последовательными этапами обработка проводится по всем профилям. Как уже отмечалось, в обработке параллельно находится несколько профилей и состав ЦИГа подбирается таким образом, чтобы скорость обработки соответствовала скорости получения по­ левых материалов.

Частично во время обработки, но главным образом после ее завершения ЦИГ приступает к окончательной интерпретации мате­ риалов и подготовке отчета. В том случае, когда внутри ЦИГ су­ ществует четкое разделение труда и составлением заданий занимается специальный персонал, то целесообразно по завершению обработки по данному проекту не переключать его на интерпретацию, а пере­ водить в другую ЦИГ с однотипным характером обработки.

Таким образом, мы рассмотрели в общих чертах один из вариантов организации и технологии цифровой обработки сейсмических данных. При широком внедрении цифровых обрабатывающих центров есте­ ственно будут возникать и другие варианты организационной струк­ туры применительно к конкретным условиям каждого предприятия.

1 Во многих случаях "перфокарты с командами управления могут исполь­ зоваться многократно, поэтому в ЦИГах создается картотека таких перфокарт и тем самым уменьшается средний объем пробивки перфокарт на одну сейсми­ ческую запись.

285

П Р И М Е Р Ы О Б Р А Б О Т К И С Е Й С М И Ч Е С К И Х Д А Н Н Ы Х Н А ЭВМ

Многообразие способов обработки сейсмических данных и гра­ фов обработки обусловлено обилием различных сейсмогеологических условий. По мере развития методики сейсморазведки в исследуемых

тех или иных геологических задач. При условии достаточной разве­ дочной эффективности оптимальным графом обработки может счи­ таться наиболее экономичный, технологически совершенный и быст­ родействующий граф.

Использование ЭВМ среднего класса (типа БЗСМ-4, М-222, Минск-32 и др.) приводит к необходимости разделения выполняемых на ЭВМ процедур на две категории. К первой могут относиться обя­ зательные процедуры предварительной обработки: ЦАРА, ввод и коррекция поправок, фильтрация, суммирование по ОГТ, соста­ вляющие фонд стандартных операций. К нестандартным процедурам отнесем такие, как веерная и некоторые другие виды многоканаль­ ной фильтрации, Д-преобразование (миграция), а в простых районах также обратную фильтрацию.

Разделение процедур на стандартные и нестандартные является условным. Выполнено оно, прежде всего, по признаку трудоемкости. По мере переоснащения парка ЭВМ машинами более высокого класса, совершенствования математического обеспечения и техно­ логии процесса обработки данных на ЭВМ многие из ныне нестан­ дартных процедур станут вполне приемлемыми по трудоемкости, масштабы их применения могут возрасти и они, таким образом, пе­ рейдут в разряд стандартных.

Следовательно, сложность графа обработки информации также является условной — временной характеристикой.

Рассмотрим примеры применения нескольких графов предвари­ тельной обработки сейсмических записей, различающихся по слож­ ности. Простой граф обычно состоит из стандартных процедур. Он применяется при обработке массового материала. Сложный граф отличается включением более трудоемких процедур. Он может применяться лишь в опытно-методическом порядке для решения особо сложных задач.

Примеры простых графов обработки. На рис. 119, а представлен временной разрез, полученный в процессе аналоговой обработки дан­ ных 12-кратного прослеживания методом ОГТ. Применение метода ОГТ в данном районе (Восточно-Кубанский прогиб) обусловлено нало­ жением интенсивных кратных волн, исключающих возможность визу­ альной корреляции на временах, превышающих 2,8 с. Методом отра­ женных волн в данном районе изучено строение третичных и меловых отложений. Структура юрских и триасовых отложений, несогласно залегающих под меловыми, данными MOB совершенно не освеща­ лась. В результате аналоговой обработки данных метода ОГТ зна­ чительно ослаблены многократные отражения. Вместе с тем из-за

286

фазовых сдвигов, вызванных неточным вводом расчетных статиче­ ских и априорных кинематических поправок, динамическая вырази­ тельность основных горизонтов очень низкая, что сказывается на точности построений. Процесс цифровой обработки включал в каче­ стве дополнительных элементов коррекцию статических поправок по временным разрезам ОТП и ОТВ и коррекцию кинематических поправок на основании регулируемого суммирования с постоян­ ными скоростями, с представлением результата в виде энергосечений (рис. 119, б). Коррекция поправок позволила существенно повысить динамическую выразительность разреза и соответственно надежность построений.

На рис. 120 приведен временной разрез ОГТ, полученный в резуль­ тате аналоговой и цифровой обработки материалов 12-кратного прослеживания в Волгоградском Поволжье. Как и в рассмотренном выше случае, из-за ошибок в статических и кинематических поправ­ ках аналоговая обработка данных метода ОГТ не обеспечила реше­ ние задачи картирования осадочных отложений. Обработка на ЭВМ позволила выделить ряд горизонтов, прослеживание которых ранее было невозможно.

Примеры сложного графа обработки. Рассмотрим пример иссле­ дования подсолевых отражающих горизонтов в районе, характери­ зующемся наличием мощной соленосной толщи в пластовом за­ легании. Априорные сведения о строении участка, основанные на данных MOB, аналогового варианта обработки ОГТ и скважинных работ, сводились к следующему (рис. 121).

Отражающие горизонты в надсолевой толще имеют квазигори­