Расчет параметров системы наблюдений в методе ОГТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВОГО ДЕЛА

КАФЕДРА Геофизики

Курсовая работа по сейсморазведке:

” Расчет параметров системы наблюдений в методе ОГТ ”

Выполнил: ст. гр.

Проверил:

Содержание

Введение

1. Теоретические основы метода общей глубинной точки

1.1) теория метода ОГТ

1.2) особенности годографа ОГТ

1.3) интерференционная система ОГТ

2. Расчет оптимальной системы наблюдений метода МОГТ.

2.1) сейсмологическая модель разреза и ее параметры

2.2) Определение требуемой степени подавления кратной волны-помехи

2.3) Построение остаточного годографа кратной волны

2.4) Построение функции запаздывания

2.5) Расчет параметров системы наблюдений МОГТ

3. Технология полевых сейсморазведочных работ.

3.1) требования к сети наблюдений в сейсморазведке

3.2) условия возбуждения упругих волн

3.3) условия приема упругих волн

3.4) выбор аппаратурных средств и спецоборудования

3.5) организация полевых сейсморазведочных работ

4.Заключение

5.Список литературы

Введение.

Этот метод модификация МОВ. Принципиальными достоинствами МОГТ яляются:

- индивидуальность каждой сейсмограммы ОГТ, сформированной из трасс сейсмограмм общего пункта возбуждения (ОПВ), не повторяющихся ни в одной другой сейсмограмме ОГТ;

- симметричность годографа ОГТ отраженной волны относительно данной средней точки и допустимость его гиперболической аппроксимации;

- избыточность системы многократных перекрытий.

В сейсморазведке полезные сигналы регистрируются, как правило, на фоне разнообразных помех. Выделяют группу волновых помех, которая объединяет кратные волны, возникающие на глубинных границах раздела. Кратные волны приходят по направлениям, близким к направлению прихода однократных отражений, одинаков и спектральный состав этих волн. Кратные отражения зачастую обладают меньшей эффективной скоростью, и соответственно большей крутизной годографа, чем полезные волны. При этом рассматривают годографы, которые всегда симметричны относительно начала координат независимо от угла наклона отражающей границы и типа волны - годографы ОГТ. Минимум годографа ОГТ всегда совмещен с началом координат.

1. Теоретические основы метода общей глубинной точки.

1.1 Теория метода ОГТ

Метод (способ) общей глубинной точки (МОГТ) — модификация МОВ, основанная на системе многократных перекрытий и отличающаяся суммированием (накапливанием) отражений от общих участков границы при различных расположениях источников и приемников. Метод ОГТ базируется на допуще­нии о коррелируемости волн, возбужденных удаленными на разное расстояние источниками, но отразившимися от общего участка границы. Неминуемые различия спектров разных источников и погрешности во временах при суммировании требуют понижения спектров полезных сигналов. Основное преимущество метода ОГТ состоит в возможности усиления однократно отраженных волн на фоне многократных и обменных отраженных волн путем уравнивания времен отраженных от общих глубинных точек и их суммирования. Специфические особенности метода ОГТ определяются свойствами направленности при суммировании, избыточностью данных и статистическим эффектом. Они наиболее успешно реализуются при цифровой регистрации и обработке первичных данных.

достаточной точностью аппроксимируется гиперболой. При этом минимум гиперболы близок к проекции на линию наблюдения общей глубинной точки. Это свойство годографа ОГТ во многом определяет относительную простоту и эффективность обработки данных.

Для преобразования совокупности сейсми­ческих записей во временной разрез в каж­дую сейсмограмму ОГТ вводят кинематиче­ские поправки, величины которых определя­ются скоростями сред, покрывающих отражающие границы, т. е. они рассчитываются для однократных отражений. В результате ввода поправок оси синфазностей однократ­ных отражений трансформируются в линии t₀ = const. При этом оси синфазностей регулярных волн-помех (многократных, обменных волн), кинематика которых отличается от введенных кинематических поправок, трансформируются в плавные кривые. После введения кинематических поправок трассы исправленной сейсмограммы одновременно суммируют. При этом однократно отраженные волны складываются в фазе и таким образом подчеркиваются, а регулярные помехи, и среди них в первую очередь многократно отраженные волны, складываемые с фазо­выми сдвигами, ослабляются. Зная кинема­тические особенности волны-помехи, можно заранее рассчитать параметры системы наблю­дений методом ОГТ (длину годографа ОГТ, число каналов на сейсмограмме ОГТ, равное кратности прослеживания) при которых обеспечивается требуемое ослабление помехи.

Сейсмограммы ОГТ формируют путем вы­борки каналов с сейсмограммы от каждого пункта возбуждения (называемых сейсмо­граммами общего пункта возбуждения – ОПВ) в соответствии с требованиями эле­мента системы, приведенного на рис. 1., где показаны: первая запись пятого пункта возбуждения, третья запись четвертого и т. д. до девятой записи первого пункта воз­буждения.

Указанная процедура непрерывных выбо­рок вдоль профиля возможна лишь при много­кратном перекрытии. Она соответствует нало­жению временных разрезов, получаемых неза­висимо от каждого пункта возбуждения, и свидетельствует об избыточности информации, реализуемой в методе ОГТ. Эта избыточность является важной особенностью метода и лежит в основе уточнения (коррекции) стати­ческих и кинематических поправок.

Скорости, требуемые для уточнения вводимых кинематических поправок, определяют по годографам ОГТ. Для этого сейсмограммы ОГТ с рассчитанными приблизительно кине­матическими поправками подвергаются разно­временному суммированию с дополнитель­ными нелинейными операциями. По суммолентам ОГТ, помимо определения эффективных скоростей однократно отраженных волн, находят кинематические особен­ности волн-помех для расчета параметров приемной системы. Наблюдения методом ОГТ проводят вдоль продольных профилей.

Для возбуждения волн применяют взрыв­ные и ударные источники, которые требуют наблюдений с большой (48—96) кратностью перекрытий.

Обработка данных МОГТ на ЭВМ делится на ряд этапов, каждый из которых заканчи­вается выводом результатов для принятия решения интерпретатором 1) предваритель­ная обработка; 2) определение оптимальных параметров и построение окончательного временного разреза; З) определение скорост­ной модели среды; 4) построение глубинного разреза.

Системы многократных перекрытий состав­ляют в настоящее время основу полевых наблюдений (сбора данных) в МОВ и опреде­ляют развитие метода. Суммирование по ОГТ является одной из главных и эффективных процедур обработки, которые можно реализовать на базе этих систем. Метод ОГТ является основной модификацией МОВ при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений практически во всех сейсмогеологических условиях. Однако результатам суммирования по ОГТ свойственны некоторые ограничения. К ним относятся: а) существен­ное снижение частоты регистрации; б) ослаб­ление свойства локальности МОВ за счет увеличения объема неоднородного простран­ства при больших удалениях от источника, характерных для метода ОГТ и необходимых для подавления многократных волн; в) нало­жение однократных отражений от близких границ вследствие свойственного им сближе­ния осей синфазности при больших удале­ниях от источника; г) чувствительность к бо­ковым волнам, мешающим прослеживанию целевых субгоризонтальных границ вслед­ствие расположения основного максимума пространственной характеристики направлен­ности суммирования в плоскости, перпендикулярной к базе суммирования (профилю).

Указанные ограничения в целом обуслов­ливают тенденцию снижения разрешающей способности МОВ. Учитывая распространенность метода ОГТ, их следует учитывать в конкретных сейсмогеологических условиях.

1.2 Особенности годографа ОГТ.

Пусть плоская отражающая граница залегает под углом φ, а покрывающая толща характеризуется скоростью v = const (рис. 2). Обозначим глубину по нормали от центра систему наблюдений до границы раздела (расстояние OO’) через h₀ . Тогда глубина по нормали, проведенной к границе раздела из пункта взрыва, сдвинутого от центра О системы на расстояние –х/2,

1) годограф ОГТ однократно-отраженной волны для однородной покрывающей среды представляет собой гиперболу с минимумом в точке симметрии (точке ОГТ);

2) с увеличением угла наклона границы раздела крутизна годографа ОГТ и соответственно приращение времени уменьшаются;

3) форма годографа ОГТ не зависит от знака угла наклона границы раздела (эта особенность вытекает из принципа взаимности и является одним из главных свойств симметричной системы взрыв – прибор;

4) для данного t₀ годограф ОГТ является функцией только одного параметра – v_ОГТ , который называется фиктивной скоростью.

Указанные особенности означают, что для аппроксимации наблюденного годографа ОГТ гиперболой необходимо подобрать удовлетворяющее данному t₀ значение v_ОГТ , определяемое по формуле (v_ОГТ =v/cosφ). Это важное следствие позволяет легко реализовать поиск оси синфазности отраженной волны путем анализа сейсмограммы ОГТ по вееру гипербол, имеющих общее значение t₀ и различные v_ОГТ .

1.3 Интерференционная система ОГТ

В интерференционных системах процедура фильтрации со­стоит в суммировании сейсмических трасс вдоль заданных ли­ний τ(х) с весами, постоянными для каждой трассы. Обычно линии суммирования соответствуют форме годографов полез­ных волн. Взвешенное суммирование колебаний разных трасс y_n (t) является частным случаем многоканальной фильтрации, когда операторы индивидуальных фильтров h_n (t) пред­ставляют собой δ-функции с амплитудами, равными весовым коэффициентам d_n :

(1)

где τ_{m - n} – разность времен суммирования колебаний на трассе m, к которой относят получаемый результат, и на трассе n.

Соотношению (1) придадим более простую форму, учиты­вая, что результат не зависит от положения точки т и опре­деляется временными сдвигами трасс τ_n относительно произ­вольного начала отсчета. Получим несложную формулу, описы­вающую общий алгоритм интерференционных систем,

(2)

Их разновидности отличаются характером изменения весо­вых коэффициентов d_n и временных сдвигов τ_n : те и другие могут быть постоянными или переменными в пространстве, а последние, кроме того, могут изменяться и во времени.

Пусть на сейсмических трассах регистрируется идеально ре­гулярная волна g(t,x) с годографом вступления t(x)=t_n :

Подставляя это в (2), получаем выражение, описывающее колебания на выходе интерференционных системы,

где θ_n =t_n – τ_n .

Величины θ_n определяют отклонение годографа волны от заданной линии суммирования. Найдем спектр профильтрованных колебаний:

Если годограф регулярной волны совпадает с линией сумми­рования (θ_n ≡0), то происходит синфазное сложение колебаний. Для этого случая, обозначаемого θ=0, имеем

Интерференционные системы строят с целью усиления син­фазно суммируемых волн. Для достижения такого результата необходимо, чтобы H ₀ (ω) было максимальным значением мо­дуля функции H _θ (ω) .Чаще всего применяют одинарные интерференционные системы, имеющие для всех каналов равные веса, которые можно считать единичными: d_n ≡1. В таком случае

В заключение отметим, что суммирование неплоских волн можно осуществлять с помощью сейсмических источников путем введения соответствующих задержек в моменты возбуждения колебаний. На практике эти виды интерференционных систем реализуют в лабораторном варианте, вводя необходимые сдвиги в записи колебаний от отдельных источников. Сдвиги можно подбирать таким образом, чтобы фронт падающей волны имел форму, оптимальную с точки зрения повышения интенсив­ности волн, отраженных или дифрагированных от локальных участков сейсмогеологического разреза, представляющих осо­бый интерес. Такая методика известна как фокусирование падающей волны.

2. Расчет оптимальной системы наблюдений метода МОГТ.

а) сейсмологическая модель разреза и ее параметры.

Пласт	1	2	3	4	5
Н ,м	296	296	1090	495	395
V ,м/с	1585	2081	2477	3468	3667
G ,кг/м	2 0 81	216 0	2230	2388	2477

б) Определение требуемой степени подавления кратной волны-помехи.

в) Построение остаточного годографа кратной волны.

д) Расчет параметров системы наблюдений МОГТ

3. Технология полевых сейсморазведочных работ.

3.1 требования к сети наблюдений в сейсморазведке.

Системы наблюдений .

В настоящее время в основном применяют системы многократных перекрытий (СМП), обеспечивающей суммирование по общей глубинной точке (ОГТ) , и тем самым резкое повышение соотношения сигнал/помеха. Применение не продольных профилей сокращает затраты на полевые работы и резко повышает технологичность полевых работ.

В настоящее время практически используются только полные корреляционные системы наблюдений , позволяющие проводить непрерывную корреляцию полезных волн.

При рекогносцировочной съемке и на стадии опытных работ с целью предварительного изучения волнового поля в районе исследований применяют сейсмозондирования. Система наблюдений при этом должна обеспечивать получение информации о глубинах и углах наклона исследуемых отражающих границ, а также определение эффективных скоростей. Различают линейные , представляющие собой короткие отрезки продольных профилей , и площадные (крестовые, радиальные, круговые) сейсмозондирования , когда наблюдения производят на нескольких (от двух и более) пересекающихся продольных или не продольных профилях.

Из линейных сейсмозондирований наибольшее применение получили зондирования общей глубинной точки (ОГТ) , представляющие собой элементы системы многократного профилирования. Взаимное расположение пунктов возбуждения и участков наблюдений выбирают таким образом , чтобы записывались отражения от одного итого же участка изучаемой границы. Получаемые при этом сейсмограммы монтируют.

На системах многократного профилирования (перекрытия) основан метод общей глубинной точки , при котором используют центральные системы , системы с изменяющимся пунктом взрыва в пределах базы приема , фланговые односторонние без выноса и с выносом пункта взрыва , а также фланговые двухсторонние (встречные) системы без выноса и с выносом пункта взрыва .

Наиболее удобны для производственных работ и обеспечивают максимальную производительность системы , при реализации которых база наблюдений и пункт возбуждения смещаются после каждого взрыва в одном направлении на равные расстояния.

Для прослеживания и определения элементов пространственного залегания крутопадающих границ , а также трассирования тектонических нарушений целесообразно применить сопряженные профили . которые почти параллельны , а расстояние между ними выбирают из расчета обеспечения непрерывной корреляции волн , они составляют 100-1000 м.

При наблюдении на одном профиле ПВ располагают на другом , и наоборот. Такая система наблюдений обеспечивает непрерывную корреляцию волн по сопряженным профилям.

Многократное профилирование по нескольким (от 3 до 9) сопряженным профилям составляет основу способа широкого профиля. Пункт наблюдения при этом располагают на центральном профиле , а возбуждения производят последовательно с пунктов , находящихся на параллельных сопряженных профилях. Кратность прослеживания отражающих границ по каждому из параллельных профилей может быть различной. Общая кратность наблюдений определяется произведением кратности по каждому из сопряженных профилей на их общее число. Увеличение затрат на проведение наблюдений по столь сложным системам оправдывается возможностью получения информации о пространственных особенностях отражающих границ.

Площадные системы наблюдений , построенные на основе крестовой расстановки , обеспечивают площадную выборку трасс по ОГТ за счет последовательного перекрытия крестообразных расстановок, источников и приемников, Если шаг источников δy и сейсмоприемников δx одинаков , а сигналы , возбуждаемые в каждом источнике , принимаются всеми сейсмоприемниками , то в результате такой обработки формируется поле из 576 средних точек. Если последовательно смещать расстановку сейсмоприемников и пересекающую ее линию возбуждения вдоль оси x на шаг δx и повторить регистрацию , то в результате будет достигнуто 12-кратное перекрытие , ширина которой равна половине базы возбуждения и приема вдоль оси y на шаг δy достигается дополнительное 12-кратное перекрытие , а общее перекрытие составит 144.

На практике применяют более экономичные и технологичные системы , например 16-кратную. Для ее реализации используют 240 каналов записи и 32 пункта возбуждения, Показанное на рис.6 фиксированное распределение источников и приемников называют блоком, После приема колебаний от всех 32 источников блок смещают на шаг δx , вновь повторяют прием от всех 32 источников и т.д. Таким образом , отрабатывают всю полосу вдоль оси x от начала идо конца площади исследований. Следующую полосу из пяти линий приема размещают параллельно предыдущей таким образом , чтобы расстояние между соседними (ближайшими) линиями приема первой и второй полос равнялось расстоянию между линиями приема в блоке. В этом случае линии источников первой и второй полос перекрываются на половину базы возбуждения и т.д. Таким образом , в данном варианте системы линии приема не дублируются , а в каждой точке источника сигналы возбуждаются дважды.

Сети профилирования.

Для каждой разведочной площади существует предел числа наблюдений , ниже которого невозможно построение структурных карт и схем , а также верхний предел , выше которого точность построений не увеличивается. На выбор рациональной сети наблюдений влияют следующие факторы : форма границ , диапазон изменения глубин залегания , погрешности измерения в точках наблюдения , сечения сейсморазведочных карт и другие. Точные математические зависимости пока не найдены в связи с чем пользуются приближенными выражениями.

Различают три стадии сейсморазведочных работ : региональную , поисковую и детальную. На стадии региональных работ профили стремятся направлять в крест простирания структур через 10-20 км. От этого правила отступают при проведении связующих профилей и увязке со скважинами.

При поисковых работах расстояние между соседними профилями не должно превышать половины предполагаемой длины большой оси исследуемой структуры , обычно оно составляет не более 4 км. При детальных исследованиях густота сети профилей в разных частях структуры различна и не превышает обычно 4 км. При детальных исследованиях густота сети профилей в разных частях профилей различна и не превышает обычно 2 км. Сеть профилей сгущают в наиболее интересных местах структуры (свод , линии нарушения , зоны выклинивания и т.д.). Максимальное расстояние между связующими профилями не превышает удвоенного расстояния между разведочными профилями. При наличии разрывных нарушений на площади исследования в каждом из крупных блоков усложняют сеть профилей для создания замкнутых полигонов. Если размеры блоков небольшие , то проводят только связующие профили,


29-04-2015, 00:43