Выбор параметров систем наблюдений

К параметрам систем наблюдений относятся (рис 1.11): длина расстановки L, L_max, расстояние Δх_ПВ и Δх_ПП. Поскольку современные работы производятся по методике многократных перекрытий или ОГТ (ОСТ), к параметрам расстановки относят и кратность наблюдений n. При этом на каждый регистрируемый канал обычно подключается несколько сейсмоприемников, ну и соответственно количество сейсмоприемников и база, на которой стоят эти сейсмоприемники тоже являются параметрами этих расстановок. При использовании невзрывных (например, вибрационных) источников, используется и группирование источников возбуждения, т.е. одновременно работают несколько вибрационных установок, тогда база группирования вибраторов и их количество, также являются параметрами расстановки.

Обычно рассчитывают основные параметры систем наблюдений – это L (длину расстановки), L_max, Δх_ПП, ну и в какой то степени Δх_ПВ. При этом с экономической точки зрения, все параметры желательно делать побольше, но с точки зрения качества материала, т.е. хорошей прослеживаемости отражающих горизонтов на сейсмограммах, желательно делать все параметры поменьше. Часто при проектировании систем наблюдений используют известную геолого-геофизическую информацию о параметрах среды, составляют модель соответствующего района исследований и на основе моделирования, т.е. расчета модельных или синтетических сейсмических трасс, которые позволяют проектировать различные системы наблюдений по качеству прослеживания целевых горизонтов. Т.е. мы можем создать модель среды, посчитать для разных удалений трассы и посмотреть куда будут попадать целевые горизонты (в зону помех, например) и выбрать наиболее подходящие параметры. По отношению к отраженным волнам, годографы которых являются гиперболами, расстояние между каналами обычно выбирается на основе простого соотношения, что Δх < λ/2 (для наименее глубокого отражающего горизонта и для x_max). Каждый отражающий горизонт выделяется по форме гиперболы, амплитуда колебаний которой, обычно превышает средний уровень амплитуд других колебаний (рис 1.12).

V – кажущаяся скорость, Т – период, λ – длина волны

В настоящее время чаще всего используются Δх_ПП = 25-30 или 50 метров.

H – глубина гор. Если L_max небольшая, то кривизна годографа будет тоже небольшой и определение скоростей по годографу дает большую погрешность. Если выбрать большую длину расстановки, то в этом случае годограф перестает быть гиперболой, за счет искажения параметров при обработке (Т₀ и динамические параметры) за счет негиперболичности годографа. Δх_ПВ обычно обусловлен кратностью систем наблюдений, которая зависит от строения участка и выбирается уже другим способом, путем расчета соответствующих характеристик.

В соответствии с вышеизложенным, например, для Пермского края, чаще используются Δх_ПП = 25 или 50 м, L_max = 1,5-2 км, n = 48-60, база группирования сейсмоприемников обычно составляет порядка 20-25 метров, число сейсмоприемников 12 на один канал (через 2-2,5 м), число вибраторов от трех до пяти, на базе 25-50 метров.

Общий порядок процедур обработки и интерпретации данных

В докомпьютерный период вся обработка и интерпретация делалась в камеральный период. Исходным материалом были полевые сейсмограммы. Фактически обработка сводилась к простановке специального штампа на каждую сейсмограмму, в этом штампе из рапорта оператора заносились число, пикеты ПВ, пикеты расстановки ПП, глубина взрыва, фамилия оператора. В совсем старых сейсмограммах при обработке вводили маркировку времени вручную и снимали времена Т₀ и Т_вз для каждой отражающей границы. Т₀ – это время прихода отраженной волны, когда ПП совпадает с ПВ. Т_вз – это время прихода отраженной волны на максимальное удаление. Рис 1.13. t_в1 - время пробега от точки возбуждения до поверхности. В случае рис 1.14. надо учитывать вертикальное время пробега. Первоначально на сейсмограммах определяли время Т₀ и по нему рассчитывали глубину до отражающих горизонтов. Однако за счет существования сложного рельефа местности и изменчивости скоростей в самой верхней части разреза, возникали значительные ошибки при расчетах глубины, в следствие чего необходимо было учитывать неоднородности разреза.

Рис 3.1. Зная скорость пробега и время пробега, мы могли просчитать глубину до границы. Однако с выходом в более сложные районы, возникла необходимость учитывать изменчивость скоростей в самой верхней части разреза, а также возникла необходимость преобразовать (использовать) не только времена t₀, но и все наблюденные времена для расчета глубин. К этому времени как раз появились достаточно мощные ЭВМ, которые позволили преобразовать сейсмограммы в, так называемые, временные разрезы. С учетом этого, весь этап интерпретации разделился на некоторое число процедур, ну или на несколько этапов. Перечислим эти этапы:

1. Документация и оценка качества полевых материалов;

2. Изучение и построение скоростной модели в верхней части разреза для последующего приведения времен к единому уровню;

3. Изучение скоростей и формирование скоростной модели глубинной части разреза. Эта модель необходима для точного расчета глубин;

4. Корреляция (прослеживание) отраженных волн на сейсмограммах или временных разрезах для построения карт t₀ (x, y), которые затем пересчитываются в карты глубин или структурные карты;

5. Кроме того, выделяется этап литолого-стратиграфической привязки отражений. Т.е. отождествить отражающие границы с геологическими;

6. Этап пересчета t₀ в глубины и построение соответствующих карт;

7. Этап оценки точности построений;

8. Интерпретация и выделение перспективных объектов.

Начнем с более подробного описания всех этапов.

Практика 1

Анализ сейсмограмм

График колебаний – зависимость от времени, профиль колебаний – от расстояния (рис 2.1 б). На графике колебаний видимая фаза – это экстремум графика колебаний. Амплитуда – наибольшее отклонение частиц среды от положения равновесия. В графике колебаний амплитуда сначала большая. Время вступление – время, когда к частице среды подходит фронт волны и она начинает смещаться. Т – период – промежуток времени между двумя соседними, промежуточными фазами. λ – длина волны – расстояние между одноименными экстремумами на профиле колебаний. Если с увеличением номера канала, время регистраций увеличивается, то зависимость прямая, наблюдения прямые. Если наоборот, то наблюдения встречные. Горизонтальные линии – марки времени. Последняя запись - это запись момента возбуждения. 0, 1,2 – это 100 милисикунд, 200, 300. Марки времени идут через 0,01. Поправка за момент возбуждения (+0,0006). Взрыв происходил в скважине, т.е. надо ввести поправку за глубину взрывной скважины, определяется она как на рис 2.3. Поправка за глубину скважины – это время от нулевой марки до первого срыва (0,026).

Задача: прорегулировать ось синфазности трех волн.

Лекция 2