n1
.pdf§ 12. Обработка данных МОГТ в системе RadExPro.
12.1. Основные принципы обработки данных МОГТ.
Метод отраженных волн (МОВ) с использованием многократных перекрытий, или
метод общей глубинной точки (МОГТ), основан на многократной регистрации отражений от общей глубинной точки (точнее, площадки) при разных расстояниях источник-приемник. При последующем суммировании этих записей с соответствующими временными (кинематическими) поправками обеспечивается усиление этих отражений относительно помех – многократных отражений,
поверхностных и некоторых других типов волн (Глава III, рис.21).
Часто используется также многократное возбуждение и суммирование сигналов на фиксированных точках возбуждения и приема для усиления полезных сигналов на фоне нерегулярных помех – накопление возбуждений (Глава III, рис.17). Такое накопление может быть сделано и непосредственно в поле в процессе работ, однако для получения лучших результатов часто регистрируют сейсмограммы от каждого возбуждения отдельно, чтобы в последующем суммировать только сейсмограммы с хорошим отношением сигнал/помеха.
Иногда идут также на суммирование записей соседних каналов (смешение), с целью усиления отраженных волн, приходящих к этим точкам почти одновременно.
Таким образом, при обработке данных МОГТ, часто возникает необходимость суммировать сейсмические трассы, собранные в группы (ансамбли) по определенному признаку: по общей глубинной точке – ОГТ, общему пункту возбуждения – ОПВ и т.д. (рис.49).
Для того, чтобы в последующем можно было делать такие сортировки трасс, в
системе RadExPro создается база сейсмических данных, в которой каждой сейсмической трассе присваиваются уникальные параметры: номер трассы (сквозной по базе), номер трассы в сейсмограмме, номер точки возбуждения, координаты точки приема и т.д. Эти параметры записываются в заголовок (этикетку или паспорт)
трассы. Поскольку, в основном, они относятся к геометрическому положению источника и приемника на местности, эта процедура называется присвоением
геометрии.
101
Рис.49. Принципы сортировки
(группирования)
трасс по различным признакам в сейсморазведке (по [9]).
Расположение источников и приемников относительно изучаемого объекта на местности называется системой наблюдений. В сейсморазведке принято системы наблюдений изображать графически на обобщенной плоскости (Глава III, рис.23).
Таким образом, можно сказать, что присвоение геометрии - это ввод параметров системы наблюдений в обрабатывающую программу.
Если полевые данные зарегистрированы в одном из стандартных сейсмических форматов (например: SEG-Y), то основные параметры системы наблюдений уже должны быть записаны в заголовки трасс. При вводе данных они автоматически копируются в базу данных RadExPro. Может потребоваться лишь некоторая их корректировка или дополнение. Но некоторые типы полевых записей не содержат параметры системы наблюдений. Тогда потребуется сделать присвоение геометрии вручную, руководствуясь полевым журналом оператора.
Главной целью обработки данных МОГТ является получение временного разреза ОГТ, на котором целевые отражающие горизонты прослеживаются наилучшим образом, помехи подавлены или существенно ослаблены. Определяются также
102
скорости в покрывающей толще, а в некоторых случаях оценивается и распределение коэффициентов отражения и поглощения.
Последовательность процедур обработки - граф обработки - допускает определенный произвол в зависимости от качества полевых данных, сложности геологического разреза, задач исследований и предпочтений обработчика.
Минимальный граф обработки должен содержать следующую последовательность обязательных процедур, без которых невозможно получить временной разреза ОГТ:
1.Ввод полевых данных и присвоение геометрии.
2.Сортировка трасс по ОТВ и накопление возбуждений.
3.Сортировка трасс по ОГТ, ввод априорных кинематических поправок и
суммирование трасс по ОГТ.
Далее, по мере необходимости граф дополняют следующими процедурами:
1.Редактирование (браковка) сейсмограмм и отдельных трасс.
2.Ввод статических поправок.
3.Обнуление(мьютинг) отдельных интервалов записи.
4.Скоростной анализ (коррекция кинематических поправок).
5.Частотная и пространственная фильтрация (для дальнейшего улучшения прослеживаемости отражений)
и т.д.
Рассмотрим подробнее эти процедуры. Но в начале вкратце о запуске программы
RadExPro и создании проекта.
12.2. Запуск программы RadExPro и создание проекта.
Обычно программа RadExPro для обработки данных МОГТ запускается через вспомогательную программу “starter.exe”, которая позволяет выбрать один из уже существующих в компьютере проектов, или создать новый, присваивая ему имя и созданный под тем же именем директорий.
После этого открывается основное окно программы RadExPro (рис.50), где создается дерево проекта: “Area”-“Line”-“Stream” («Площадь»-«Профиль»-«Поток»). Для этого подведите маркер к иконке “New” в правом нижнем углу окна и, нажав на левую клавишу мыши, перетащите иконку к кружочку в левом верхнем углу. На выскакивающем меню напечатайте название площади. Точно также создаются ветви
«Профиль» и «Поток».
103
Рис.50. Основное окно программы RadExPro.
Расположение профилей на площади может быть показано на карте. Хотя при обработке данных по отдельным профилям это не важно. Основные операции по обработке данных совершаются в потоках. Для каждого профиля может быть организовано достаточно много потоков, как для отдельных процедур, так и для различных вариантов обработки. Причем потоки могут быть сохранены на все время обработки, позволяя повторный вход в них в любой момент для проверки правильности ранее произведенных процедур и корректировки их при необходимости.
Создав новый поток, дважды кликните левой клавишей мыши по нему – Вы войдете в окно потока (рис.51), который разделен на две части. Справа дается список всех имеющихся в системе процедур обработки. Левая часть является рабочим окном, где можно собирать в задуманной последовательности процедуры обработки, задавать их параметры.
Выбранная процедура перетаскивается из правой части окна нажатием на левую клавишу мыши, после чего выскакивает меню задания параметров процедуры. В
последующем, для изменения параметров в это меню можно войти двойным кликом левой клавиши мыши по выбранной процедуре в левом окне. Для временного исключения процедуры из потока нужно кликнуть по ней правой клавишей мыши.
Повторный клик правой клавишей снова активирует процедуру.
104
Рис.51. Окно потока ввода полевых данных (01-DATA INPUT1) с открытым окном процедуры Data Input. Процедура настраивается на ввод данных нестандартного формата (отсутствуют паспорт файла и паспорта трасс).
В принципе, любой поток начинается с ввода данных (“Data Input”, “Trace Input” и
т.д.), содержит некоторые процедуры обработки данных, визуализацию на экране для
контроля (“Screen Display”) и сохранение обработанных данных в выходном файле
(“Trace Output”, “Data Output”), который, в свою очередь, может быть входным
файлом данных для следующего потока.
12.3. Ввод полевых данных и создание внутренней базы данных.
Назначение этого потока – открыть файлы полевых данных, считать данные и
записать их во внутреннюю базу данных RadExPro. Именно с этого надо начинать
обработку данных, так как многие операции могут совершаться только с базами
данных.
Во внутренней базе данных RadExPro сами сейсмические трассы хранятся отдельно
от заголовков трасс (Headers), но связаны вместе как один объект базы. Это разумно с
105
точки зрения использования памяти и машинного времени, так как многие операции выполняются только с заголовками трасс, не затрагивая сами сигналы.
12.3.1. Ввод данных в формате SEG-Y.
Обычно в этом формате данные уже в поле записаны в один единый файл с заполненными заголовками трасс. Поэтому такой файл достаточно считать процедурой
“SEG-Y Input” и сохранить процедурой “Trace Output” (вообще, ”Trace Input” и “Trace Output” являются процедурами чтения и записи во внутреннюю базу данных
RadExPro). Для контроля правильности считывания данных (длины трасс, формата записи, размеров заголовков и т.д.) после операции ввода данных следует включить процедуру визуализации трасс “Screen Display” (повальный вывод), и убедиться в отсутствии временных, амплитудных или других искажений сигналов, внимательно просматривая их, с подбором необходимого масштаба и амплитуды визуализации.
После сохранения данных во внутреннем формате (например, под именем file_ogt1)
нужно проверить заполнение заголовков трасс. Для этого следует войти в пункт меню
“Database”->”Geometry spreadsheet”, найти соответствующий сохраненный объект и открыть его. Открывается окно просмотра и редактирования заголовков трасс с загруженными заголовками этого объекта. Обычно вначале визуализируется только один параметр-столбец – “TRACENO” – сквозная нумерация трасс в базе. Однако к нему можно добавлять сколько угодно столбцов, входя в пункт меню “View”->”Add field” и выбирая необходимый параметр на всплывающем списке параметров (рис.52).
12.3.2.Ввод данных в нестандартном формате.
ВRadExPro предусмотрен также ввод данных, записанных в нестандартном формате, т.е. таких, в которых вообще отсутствуют заголовки файлов и трасс, или не все необходимые ячейки заголовков заполнены. Очевидно, что для правильной обработки данных эта информация необходима, но находится она в журнале оператора или в других записях. Обработчику придется эту информацию заносить в базу вручную.
Ввод данных в этом случае производится операцией “Data Input”, во всплывающем окне которого нужно ввести вручную такие параметры файла, как “Format” (“User defined”), шаг дискретизации “dt”, шаг по профилю “dx”, длина трассы в дискретах
“Trace points”, формат представления отсчетов сигнала “Data format” (рис.51).
Ошибка в задании любого из этих параметров приведет к неправильному чтению
106
сигнала, что может частично контролироваться по его изображению в процедуре
“Screen Display”.
Если полевые сейсмограммы (ОПВ) записаны каждая в отдельный файл, то возможны несколько способов формирования общей базы данных.
1.Чтение каждого файла своей процедурой “Data Input” (тогда в поток нужно включить столько этих процедур, сколько файлов нужно читать), сохранение всех данных одной процедурой “Trace Output”. Недостаток этого способа – громоздкость и большая трудоемкость.
2.Если файлы данных все однотипные и записаны без заголовков, то достаточно легко их можно объединить в один общий файл системными средствами компьютера (например: в DOSе или FARе), предварительно отсортировав их в нужной последовательности системными же средствами. Тогда одной процедурой “Data Input” можно прочитать весь этот большой файл, в котором сейсмограммы будут располагаться в той последовательности, в какой исходные
файлы были отсортированы системой.
После правильного чтения данных с исходного файла и сохранения их процедурой
“Trace Output”, нужно вручную сделать «присвоение геометрии», т.е. заполнить все параметры заголовков трасс, описывающие систему наблюдений. В данном случае автоматически в процессе создания базы данных заполняются только отдельные параметры заголовков трасс (например: те, что были введены в процедуре “Data Input”
- шаг дискретизации “dt”, шаг по профилю “dx”, а также автоматически делается сквозная нумерация трасс – “TRACENO”).
12.4. Присвоение геометрии (заполнение заголовков трасс).
Для этого нужно войти в пункт меню “Database”->”Geometry spreadsheet”, найти соответствующий сохраненный объект, и открыть его. Открывается окно просмотра и редактирования заголовков трасс с загруженными заголовками этого объекта. Обычно вначале визуализируется только один параметр-столбец – “TRACENO” – сквозная нумерация трасс в базе. Однако к нему можно добавлять сколько угодно столбцов,
входя в пункт меню “View”->”Add field”, и выбирая необходимый параметр на всплывающем списке параметров.
Изменять значения параметров можно вручную, входя в соответствующую ячейку двойным кликом левой клавиши мыши. Однако при большой базе данных это очень
107
трудоемко. Если известна какая-либо закономерность в заполнении параметров заголовков, то это можно поручить самой программе. Для этого следует войти в пункт меню “Data”->”Header Math”, и в выскакивающем окне ”Trace Header Math”
написать соответствующую математическую формулу, выражающую значения неизвестных параметров через значения известных (например, через “TRACENO”).
Причем можно написать сразу несколько формул, выполняемых последовательно друг за другом. После нажатия “OK” совершаются заданные операции с параметрами,
результаты проявляются в соответствующих ячейках (если они уже визуализированы).
Для последующих применений формулы рекомендуется предварительно сохранить –
“Save template”. Если хотите применить уже сохраненные формулы, то кликните по опции “Load template”, разыщите запись по имени и загрузите. Подробности работы с заголовками и правила написания формул приведены в разделах помощи “Using The
Geometry Spreadsheet Editor”, “Using Header Math”.
Примечание: следует иметь в виду, что присвоенные к заголовкам трасс в окне
“Database”->”Geometry spreadsheet” значения параметров загружаются в базу данных только после закрытия этого окна. Пока окно редактирования открыто, появляющиеся в окне новые значения параметров присваиваются лишь временной копии базы данных.
Операцию ”Trace Header Math” можно вставить и в поток обработки данных,
особенно, когда необходимость присвоения тех или иных значений каким-либо параметрам заголовков трасс вытекает из результатов или требований соответствующих этапов обработки. Правила написания формул здесь те же.
Еще один способ присвоения определенных значений тем или иным параметрам заголовков трасс – присвоение пикированных значений времени к определенным параметрам заголовка этих трасс (см. соотв. Help). Его удобно использовать, когда нужно выделить отдельные трассы по признакам, хорошо заметным только на экране
(например: большая импульсная помеха, случайный сдвиг сигнала во времени и т.д.).
12.5. Сортировка трасс по ОПВ и накопление возбуждений.
Для накопления многократных возбуждений в каждой точке возбуждения и приема,
нужно отсортировать сейсмические трассы так, чтобы в ансамбль (см. “Ensemble Stack”) попадали все трассы, полученные в каждой точке приема с определенного пункта возбуждения. С этой целью сначала какому-либо параметру заголовка трасс нужно присвоить такое значение, которое будет уникальным именно для таких трасс.
108
Например: пусть работы производились 24 канальной установкой с использованием поперечных (S) волн, на каждом пункте возбуждения производилось 10 ударов «левых»
(y-), 10 ударов «правых» (y+). Пункты возбуждения совпадали с пунктами приема:
сначала производилось 10+10 возбуждений у 1 пикета приема (1 канала), затем 10+10
возбуждений у 2 пикета, и т.д. Пусть мы эти сейсмограммы в такой же последовательности ввели и в нашу базу данных. Тогда 1 пикету приема при возбуждении «левых» ударов у 1 пикета соответствуют трассы 1, 25, …217, а 2 пикету
– 2, 26, …218 и т.д. При возбуждении «правых» ударов 1 пикету соответствуют трассы
241, 265,…457, а 2 пикету – 242, 266,…458 и т.д. Входим в пункт меню “Database”-
>”Geometry spreadsheet” и заполняем, к примеру, следующие заголовки трасс: “FFID”
– номер полевой сейсмограммы, “SOU_INL” – номер пункта возбуждения на профиле, “TRC_TYPE” – тип сейсмической трассы (например: 0 – «левый» удар, 1 – «правый» удар), “CHAN” – номер канала, “TR_FOLD” – этот параметр мы используем как раз для присвоения указанного выше уникального значения для накапливаемых трасс (см.
рис.52).
Далее создаем поток, в котором первой операцией является “Trace Input” - ввод сейсмических данных из внутренней базы данных (в данном случае – “RaTrcOut1”,
который был сохранен предыдущим потоком ввода полевых данных, и заголовки трасс которого мы указанным образом отредактировали).
Первым полем сортировки “Sort Fields” является “TR_FOLD”, который имеет уникальное значение для суммируемых по общему пункту возбуждения трасс. Вторым полем сортировки указан “TRC_TYPE” – в нашем случае тип удара («левый» или
«правый»). В поле “Selection” указано “*:1”, что означает: по первому полю сортировки читать все трассы, а по второму – только те, у которых TRC_TYPE=1, т.е.
только «правые» удары (для обработки «левых» ударов рекомендуется создать второй подобный поток).
Второй операцией включаем “Screen Display” – для визуального контроля правильности сортировки данных. В окне параметров визуализации “Display parameters” устанавливаем флажок на опции “Ensemble boundaries” – тогда на экране ансамбли – суммируемые трассы будут разделены белой полосой (рис.53). Запустив поток нужно убедиться, что суммируемые трассы правильно собраны в ансамбли, и,
что считаны только требуемые трассы, т.е. только правые удары. Внутри ансамбля в данном случае трассы никак не упорядочены. Если нужно их как-то упорядочить
109
(например: по порядку ударов), то можно в “Trace Input” добавить еще поля
сортировки (например: “FFID”).
Рис.52. Пример работы с потоком для накопления возбуждений – трасс, сгруппированных по общему пункту возбуждения и общему пункту приема - “TR_FOLD”. В накоплении участвуют только трассы, записанные при «правом» ударе (“TRC_TYPE”=1). Для иллюстрации возможностей одновременно открыты: окно ввода параметров процедуры “Trace Input”, окно помощи – RadExPro Plus Documentation, окно присвоения геометрии – Geometry Spreadsheet – с открытым окном математических выражений – Trace Header Math.
110