книги из ГПНТБ / Регулируемое суммирование в способе общей глубинной точки
..pdf
УДК 5 5 0 .8 3 4 .5
Матусевич Ю.Ф., Миронов В .Я ., Бинкин И .Г ., Клочков Г.Д. Регулируемое суммирование в способе общей глубинной точки. Обзор. Сер.IX. Регион., разв. и промысл, геофизика. М., ВИЭМС, 1974, 52 с .с ил. Список лит.: 22 назв.
Рассмотрены вопросы теории, практической реализации на ЭВМ и применения регулируемого суммирования записей ОГТ.
Рассмотрены алгоритмы обработки и дана их классификация по параметру регулируемого суммирования. Показано, что для обеспечения технологичности цифровой обработки и при решении конкретных задач по коррекции поправок в способе ОГТ, анализу волнового поля и изучению скоростей должны применяться специа лизированные алгоритмы в двух основных модификациях - с ис пользованием априорных кинематических данных и без учета их. Реализация суммирования с регулируемой направленностью и, как частный случай, суммирование с заданной направленностью,реа лизуемое в способе ОГТ, оказываются тесно связанными програм мно я технологически.
Рассмотрены некоторые вопросы выбора параметров сзплмирующей системы и их влияние на точность, разрешающую способность и помехоустойчивость.
Исследованы вопросы интерпретации материалов регулируемо го суммирования как в относительно простых глубинных условиях, так и в случае инверсии скоростей и наклонов границ.
Рассмотрены области применения регулируемого суммирования.
М И Н И С Т Е Р С Т В О Г Е О Л О Г И И С С С Р
ВСЕСОЮЗНЫЙ н а у ч н о -и с с л е д о в а т е л ь с к и и и н с т и т у т
ЭКОНОМИКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ (ВИЭМС)
Отраслевой центр научно-технической информации (ОЦНТИ)
О Б З О Р
Серия IX — Региональная, разведочная и промысловая геофизика
УДК 550 .834 .5 |
Ю.Ф.Матусевич, |
В.Я.Миронов, |
|
. И.Г.Биыкин, Г.Д.Клочков |
|
|
(НИИМоргеофизика |
НПО КЖМОРГЕО) |
РЕГУЛИРУЕМОЕ СУММИРОВАНИЕ В СПОСОБЕ ОБ1ДЕЙ ГЛУБИННОЙ ТОЧКИ
В в е д е н и е
Прогресс, достигнутый в сейсморазведке благодаря широкому распространению методики многократного прослеживания и цифровой обработки данных, способствовал развитию на новой методической,
аппаратурной и технологической основе новых способов обработки-
регулируемого суммирования сейсмических записей /" 5 ,7 ,II и др -J.
Задача разделения волнового поля и задача структурных пост роений на основе измеряемых дифференциальных параметров волн в определенных условиях успешно решаются в методе РНП [16].
Многообразие решаемых задач и сейсмогеологических условий привело к необходимости решения задачи регулируемого суммирова ния по криволинейным годографам и на сравнительно больших базах нриена. Используемые в способе ОГГ сейсмограммы ОГТ ( т .е . сейсмо граммы, включающие трассы, зарегистрированные при симметричном расположении приемников и источников относительно некоторой, од-
(С) Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики
ной и той асе для данной сейсмограммы ОГТ, точки профиля),позволяю щие оперировать с симметричными годографами, форма которых опре деляется только скоростной характеристикой разреза, позволили найти практически приемлемое решение такой задачи.
Регулируемое суммирование сейсмограмм ОГТ обеспечивает раз
деление волнового поля и изучение скоростной характеристики сре ды. На его основе также проводится коррекция кинематических по
правок в способе ОГТ. |
|
|
Способ ОГТ |
и регулируемое суммирование записей ОГТ являются |
|
в совокупности |
важным и, во многих |
случаях, универсальным комп |
лексом обработки материалов многократного прослеживания. |
||
Один из первоначальных способов анализа записей ОГТ - дина |
||
мический корреляционный анализ [ 21] |
- предусматривал взаимную |
|
корреляцию трасс ОГТ и последующее |
разновременное суммирование |
|
серии корреляционных функций. Этот способ включал использование априорных сведений о' скоростях. Использование аппарата корреля ционного анализа обусловливало известные трудности.
Осуществление подобной обработки в пространственно-частот
ном представлении, на основе быстрого преобразования Фурье, позво лило предложить так называемый "способ анализа скоростей с высо кой разрешающей способностью {HRVA)" /"207, использующий представ ление результатов в виде энергетических "спектров" скоростей.
Параллельно развивалось другое направление, в основе которо
го лежит суммирование записей. Преимуществом операции суммирова ния является большая устойчивость, универсальность, простота и возможность тесного комплексирования с обработкой по способу ОГТ.
Регулируемому суммированию подвергают либо записи с введенными априорными кинематическими поправками с варьированием остаточных крутизн годографов [1 8 ], либо непосредственно записи до ввода поправок. Результаты представляются или в виде суммолент, или в виде энергетически преобразованных записей.
В теоретическом обосновании регулируемого суммирования запи
сей ОГТ важную роль |
сыграли исследования Е.А.Козлова [ 7 ] , |
касаю |
щиеся специфических |
особенностей годографов ОГТ различных |
типов |
волн,В.Б.Левянта [ 8] , |
рассмотревшего особенности преобразован |
||
ных годографов ОГТ в |
сравнении с обычными годографами, |
и В.И.Кеш- |
|
бея [1 2 ]. |
Разработке |
цифровых алгоритмов регулируемого |
суммиро |
вания, их |
реализации |
и изучению эффективности в различных усло |
|
- 2 -
виях посвящены исследования, проводившиеся с 1966 г . в КФ ВНИИГео-
физнки при участии авторов настоящего обзора.
В настоящее время во многих геофизических организациях стра
ны реализованы различные алгоритмы регулируемого суммирования,
применяемого |
в процессе первичной обработки материалов ОГТ на ЭВМ |
|
(В.А.Козлов, |
Ю.Ф.Матусевич, В.И.Мешбей и д р .) . |
Эти алгоритмы ха |
рактеризуется |
разной степенью технологичности |
и применимости и |
различаются: 1> использованием или неиспользованием априорных сведений о скоростях; 2 ) выбором параметра регулируемого суммиро вания; 3) способом представления результатов.
Для создания эффективных автоматизированных систем цифровой обработки данных необходим сравнительный анализ различных алго ритмов регулируемого суммирования и выявление областей их приме нимости.
Настоящая работа и является попыткой выполнить такой анализ.
НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РЕГУЛИРУЕМОГО СУММИРОВАНИЯ ЗАПИСЕЙ ОГТ
Регулируемое суммирование записей ОГТ в общем виде может быть охарактеризовано как многократное суммирование записей по некоторым криволинейным временным функциям - гиперболическим или параболическим; причем, параметром суммирования является величи на, определяющая кривизну параболы или гиперболы. Выбор парамет ра должен удовлетворять определенным условиям.
Практически, регулируемое суммирование может быть эффективно реализовано лишь при возможности аппроксимации наблюденных и преобразованных годографов ОГТ аналитическими зависимостями,
описываемыми единственным значением эффективного кинематического параметра. В этом случае будет обеспечиваться .эквивалентность реальных и рассчитываемых по измеренным значениям параметра го дографов .
Преобразованные введением кинематических поправок годографы ОГТ, как показано Е.А.Козловым [ 1 ] и В.Б.Левянтоы /"87, с доста точной для практики точностью аппроксимируются параболами второй степени, характеризуемыми единственным значением кинематического параметра.
- 3 -
Непреобразованные годографы ОГТ аппроксимируется в широких пределах длин годографов и градиентов скоростей аналитическими кривыми высших порядков - гиперболами или параболами высоких сте пеней
также характеризуемых [ 22] эффективным |
значением кинематического |
|||||
параметра |
(например, |
Ve /c o s (p ) . |
|
|
|
|
Степень расхождения эффективных скоростей, рассчитываемых |
||||||
для различной длины годографов, может |
|
быть оценена |
по |
формуле |
||
d x |
|
JL |
|
|
_____________ ( 2 ) |
|
Ve~ t 'd t |
' / |
x ? ZV[At,■ |
' |
2 LV?at; |
■я:» Lvfat,: 1 |
|
|
k^ A t; |
г (ZlfAt;)? |
8 |
LVfA tc- Ь |
||
получаемой с помощью модифицированного уравнения С.Ф.Больших для годографов многослойных сред^ ЗУ .
Как показывают расчеты, например для условий Предкавказья,
различия эффективных |
скоростей, |
определяемых с помощью вышепри |
|||
веденной формулы для |
годографов |
разной длины, |
могут |
быть отмечены |
|
в интервале наибольшего градиента скоростной |
кривой, |
причем |
эти |
||
различия на порядок меньше разности между эффективными и средними скоростями. Это означает, что годографы ОГТ будут характеризо ваться практически единственным значением эффективной скорости.
Скорости и другие кинематические параметры, определяемые по
результатам регулируемого суммирования, будут эффективными вслед ствие осредненного учета преломления лучей, а также вследствие компенсации углов наклона границ.
Специфические особенности исходных и преобразованных годогра
фов ОГТ создают предпосылки для осуществления различных вариантов регулируемого суммирования. Параметром регулируемого суммирования
может быть |
эффективная |
скорость Vg > нормальное приращение ATg |
|||
и степенной |
коэффициент |
— |
разложения годографа в ряд, |
||
что может быть показано с^помощыо следующих форм представления |
|||||
уравнений годографа ОГТ: |
|
|
|
||
+ATe COSZ(p |
|
z |
^dp ' g dtt2 |
X |
|
|
* tff * |
||||
|
(Ve/eos(j>)1 |
|
e |
8 t„ ■4 $ ) |
|
- 4 -
где ATe coszf =&те д, ~ нормальные |
приращения годографов |
ОГТ; |
Ve /cos<p =Уе,ф - скорости, |
компенсирующие влияние |
как пре- |
Уломления лучей, так и наклонов границ;
Oe>g> ~ |
cosZ(P~ обобщенный эффективный параметр. |
Каждая^из этих величин, являющихся различной формой представ |
|
ления единой кинематической характеристики годографа ОГТ, может |
|
выступать в качестве параметра регулируемого суммирования. |
|
Для годографов ОГТ, преобразованных введением априорных кине |
|
матических |
поправок л Т ( t0) , рассчитываемых с использованием |
априорных данных V (t0) 'bi№Cl(t0) о кинематической характеристи |
|
ке разреза, получаем в параболическом приближении следующие вы |
|
ражения: |
|
£пр ~t а т - ta +[ а т |
а т ] ~ ta + - |
(Ve - V ) |
cosz<p |
|
|
|
Z V 4 0 |
|
w |
|
|
|
т А lSp |
|
, ас fc o sz(p |
собг <р) |
, |
■ACе,<Р- |
|
°* г ( v ft0 |
V2 t0 ) ~ to+A (Л t)e>V~to *ZAT' |
|||
В данном случае в качестве параметров регулируемого сумми
рования будут выступать приращения вышеперечисленных величин, а
именно: |
|
|
|
|
А(АТ)е(р - |
остаточные |
приращения |
годографов; |
|
АУе.ср |
- |
относительные приращения скоростей; |
||
^A tZ ^ y- |
приращения |
обобщенного |
параметра. |
|
Параметр регулируемого суммирования в общем случае должен удовлетворять следующим условиям:
1 . Обеспечить формирование симметричных разрастаний амплитуд
в необходимом интервале времен, что будет достигаться, по анало гии с РНП, при равномерном изменении функций запаздывания.
2 . Обеспечить технологичность обработки, а именно: а) воз можность комплексирования с обработкой по способу ОГТ; б) просто ту задания варьируемых значений параметров; в; возможность непо средственного использования измеряемых значений параметра для расчета и коррекции кинематических поправок; rj. простоту интер претации; л) универсальность применения в различных сейсмогеоло-
гических условиях.
Выделенные выше параметры, как будет показано далее, в раз личной степени удовлетворяют перечисленным требованиям, что опре деляет области применения соответствующих им алгоритмов.
- 5 -
Помимо используемого параметра, алгоритмы регулируемого сум
мирования подразделяется на две модификации, в одной из которых тем или иным способом учитываются априорные сведения о кинемати ческой характеристике разреза, а в другой не учитываются.
Результаты регулируемого суммирования могут быть представле ны или в форме, подобной суммолентам РНП, или в форме, отображаю щей энергию колебании, в виде так называемых "энерголент" [ 2 0 , Z2] ,
Суммируя изложенное, приходим к следующим выводам:
1 . Наблюденные, а также преобразованные годографы ОГТ могут
быть аппроксимированы соответствующими аналитическими кривыми -
гиперболами и параболами различных степеней, характеризуемыми единственным значением эффективного кинематического параметра,
что является предпосылкой осуществления регулируемого суммиро
вания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 . |
Параметрами регулируемого |
суммирования могут быть ско |
||||
рость |
Vg7cp , временные |
сдвиги AT6t(p |
для |
максимального |
удале |
||
ния, |
обобщенный параметр |
*2 ^ ^ . |
|
|
|
|
|
|
3 . |
Регулируемое суммирование |
при каждом |
из параметров |
может |
||
осуществляться без использования априорных данных, когда изме ряются абсолютные значения параметра, или с использованием априор
ных сведений |
о скоростной характеристике разреза, когда измеряют |
ся приращения |
параметров. |
4 . Универсальный параметр регулируемого суммирования должен |
|
удовлетворять целому ряду перечисленных выше условий. Все пара метры в различной степени удовлетворяют этим условиям, поэтому соответствующие им алгоритмы регулируемого суммирования имеют свои конкретные области применения.
АЛГОРИТМЫ РЕГУЛИРУЕМОГО СУММИРОВАНИЯ ЗАПИСЕЙ ОГТ
Регулируемое суммирование может быть реализовано с исполь зованием или без использования априорных сведений о скоростной характеристике разреза.
В обеих модификациях структура алгоритма будет определяться параметром суммирования.
- 6 -
Алгоритмы, использующие априорные данные о скоростной характеристике разреза
Разнов£еменное_суымирование с предварительным введением в записи_кинематических поправок
Суммирование записей ОГТ в модификации, предусматривающей
использование априорных кинематических данных, впервые было осу ществлено путем разновременного суммирования записей с введенны ми кинематическими поправками; остаточные годографы характеризо
вались временными |
сдвигами |
А Тта х |
или параметром п = ~ ^ |
^ [lb]. |
|
Разновременное суммирование с параметром .^ ^ ^ п редУ см ^ три - |
|||||
вает задание для максимального удаления равномерно изменяемых |
|||||
временных сдвигов ATjm a x |
и пересчет |
их в поправки A T i j |
для |
||
промежуточных удалений |
по параболам второй степени |
|
|||
лТи |
Ш( ^ |
|
■а Т- |
|
(5; |
Ь ) а 'j тазе |
|
||||
После введения кинематических поправок, рассчитанных по ско ростям V , отличающимся в общем случае от истинных скоростей V ,
преобразованная ось синфазности будет характеризоваться времен ными сдвигами fit(J C ) , описываемыми следующим уравнением:
|
|
rm -i- |
* г {C °sZ(P |
J—) |
^ _ fcosz(p_ J _ \ |
|
X 2 |
~ . |
JC+ |
|
Ап. |
bmz ‘A n |
• « |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
OVq |
|
Измеряемые на подученных суммолентах ОГТ временные |
сдвиги |
|||||
d f/rra x бУДУт |
интерпретироваться, согласно приведенному |
уравнению, |
||||
как остаточные |
приращения f t t ( x т п -г) |
годографов ОГТ, |
которые |
|||
могут использоваться для коррекции априорных кинематических по правок или скоростей, используемых для ид расчета.
При использовании параметра п = |
^ |
для |
каждого значе |
ния a j этого параметра, изменяемого |
{&в/омерно с |
шатоиАП «осу |
|
ществляется непосредственный расчет временных поправок суммиро вания по вышеприведенному уравнению. На полученных суммолентах в этом случае будут измеряться приращения этого параметра.которые также позволяют осуществлять коррекцию либо поправок, либо ско ростей.
- 7 -
Данный алгоритм учета априорных данных, разделяющий обработ
ку на два независимых этапа - преобразование исходных записей к
виду, пригодному для суммирования по простым аналитическим зави
симостям, и этап собственно разновременного суммирования, в пол
ной мере учитывает особенности технологии аналоговой обработки,
где для каждого из названных этапов существуют специализирован
ные устройства.
При цифровой обработке, как будет показано далее, более це
лесообразны другие алгоритмы учета априорных данных, предусматри
вающие непосредственное суммирование исходных записей с исполь
зованием совокупности параметрических графиков: кинематических
поправок ATj (oc7t 0)i скоростей V /(t0) или обобщенного параметра
a j ( t 0) (рис . 1 ,2 ) .
IS |
ns |
Рис Л . Графики, характеризующие влияние изменения скоростного параметра на кинематические поправки при суммировании с постоян ными скоростями (1ft,б) и суммировании с параметрическими графи
ками скоростей (1Ха,б)
- Ь