n1

параметров системы наблюдений так, чтобы система однозначно распознавала каждую сейсмограмму и отдельную сейсмическую трассу. Конечно, оператор в полевом журнале должен записывать все эти данные. Но для цифровой обработки удобнее, если эти параметры уже в поле зарегистрированы определенным образом в файле данных вместе с сигналом. Поэтому сейсмические данные регистрируются в цифровом виде в специальном формате, который определяет не только формат представления цифровых отсчетов сигнала, но и то, в какой форме в этом же файле записывается информация о параметрах аппаратуры и методики работ.

Наиболее распространенным в настоящее время и, пожалуй, наиболее удобным для обработки данных на ЭВМ форматом является формат SEG-Y, разработанный Американским обществом геофизиков-разведчиков (SEG). В этом формате сейсмические данные записываются в один большой файл потрассно (в

демультиплексированном виде). Файл содержит заголовок с описанием всех общих для этих трасс параметров: год, число, месяц, номер профиля, параметры системы наблюдений, параметры регистрации и т.д. В то же время каждая трасса содержит свой заголовок с такими параметрами, как номер трассы, номер сейсмограммы, координаты точки наблюдения и т.д. (см. приложение 3 – краткое описание формата SEG-Y).

Так как большинство разработчиков геофизической аппаратуры и программного обеспечения придерживаются этого формата, то не возникает серьезных проблем в чтении и переносе данных в формате SEG-Y в разные сейсмические обрабатывающие и интерпретационные системы, так как система автоматически распознает и считывает соответствующую информацию с заголовка файла и с заголовков трасс.

По разным обстоятельствам были разработаны и другие форматы регистрации сейсмических данных, которые продолжают применяться в некоторых организациях и в настоящее время. С вводом таких данных в некоторые обрабатывающие системы могут возникать трудности, хотя при наличии хорошего описания формата и полевого журнала оператора такие трудности часто могут быть решаемы. При этом, возможно,

часть информации придется вводить в систему вручную.

Правильность ввода данных и качество первичного (полевого) материала оценивается при анализе волновой картины. Обычно для этого все введенные данные

(или определенная часть их) визуализируются на дисплее ЭВМ (повальный вывод) в

том порядке, в каком они были получены в поле, то есть в сортировке ОПВ, с

минимальным применением процедур обработки (только для целей оптимальной визуализации данных на экране).

72

10.2. Волновая картина.

Волновая картина - это то, в каком виде на сводных сейсмограммах отображается волновое поле данного источника, т.е. характер регистрации волн на сейсмограммах, их динамические и кинематические параметры, области прослеживаемости на профиле,

регулярные и нерегулярные помехи (рис.31).

ПК

Прямая (преломленная)

Отраженные

ms

Поверхностные

Рис.31. Сейсмограмма ОПВ. Взрыв тротилового заряда 0.5 кг в скважине на глубине 10 м. ПВ расположен между ПК-44 и ПК-45. Шаг между приемными каналами 25 м.

Динамические параметры волн: форма записи колебаний, амплитуда

(сравнительная или в мм), частотный состав (видимый период), выдержанность динамических параметров по профилю.

Кинематические параметры волн: времена вступлений, кажущаяся скорость, форма оси синфазности, изменения кажущейся скорости по профилю.

Помехи характеризуются амплитудой (сравнительной или в мм), частотным составом (видимым периодом), кажущейся скоростью (если регулярная помеха),

изменением этих свойств по профилю и во времени регистрации.

73

10.3. Корреляция волн.

Корреляцией (фазовой корреляцией, пикированием) волн называют процесс прос-

леживания от трассы к трассе какой-либо фазы (экстремума) волны. Линию,

соединяющую одинаковые фазы одной и той же волны на разных трассах, называют

осью синфазности. Она представляет собой годограф фазы волны в масштабе сейсмограммы.

Отождествление волн производят по совокупности динамических и кинематических признаков: 1) повторяемости формы записи от трассы к трассе; 2)

плавности изменения кажущейся скорости и амплитуды по мере удаления от источника.

Прямую волну и преломленные волны часто можно коррелировать по первым вступлениям, т.е. по началу колебаний (рис.37). Отраженные волны коррелируют только по фазе. При этом для уменьшения ошибки в определении глубины границы,

надо стремиться выбрать фазу волны возможно ближе к началу колебаний.

Одновременно с корреляцией волн определяется их природа и дается описание всей волновой картины (рис. 31).

10.4. Ввод статических поправок.

Для решения обратной задачи сейсморазведки геологические среды аппроксимируются сравнительно простыми моделями. Например: поверхность наблюдений предполагают плоской и горизонтальной, покрывающую толщу считают однородной и изотропной, отражающую границу считают плоской и т. д. Реальные среды могут сильно отличаться от этих моделей. Для того, чтобы наблюденные данные лучше соответствовали принятым моделям, вводят поправки, которые называются

статическими, так как их величина зависит лишь от местоположения точки приема

(возбуждения), но не зависит от взаиморасположения источника и приемников и от времени вступления волны.

Поправка за рельеф ( tР , рис.32, а). При вводе этой поправки сейсмоприемники как бы опускаются (или поднимаются) до уровня (линии) приведения

74

Поправка за ЗМС ( tЗМС , рис. 32, б). Так как в ЗМС отраженные и преломленные волны распространяются почти вертикально из-за большого перепада скоростей на подошве ЗМС, то при вычислении статических поправок лучи считаются вертикальными. Поправка за ЗМС вводится для того, чтобы исключить запаздывание волн, создаваемое за счет меньшей скорости в ЗМС, т.е. слой ЗМС как бы замещается слоем коренных пород

где V1 - средняя скорость в покрывающей толще (ниже ЗМС).

Поправка за ЗМС и поправка за рельеф образуют общую поправку за пункт

приема, которая вычитается из наблюденного времени

Рис.32. К определению статических поправок: а - за рельеф; б - за ЗМС; в - за пункт взрыва; г - за фазу.

ПВ V1

Поправка за пункт взрыва прибавляется к наблюденным временам всех сейсмограмм, полученных с этого пункта взрыва.

Поправка за фазу ( tФ , рис. 32, г) мало зависит от параметров среды и, можно сказать, является аппаратурной поправкой. При корреляции некоторой волны на одних участках сейсмограммы её можно выделять по первым вступлениям, на других - по первому или второму экстремуму. Чтобы построить годограф этой волны, все времена

75

надо привести к одному экстремуму, лучше всего ко времени первого вступления.

Тогда от значений времен, полученных по фазовой корреляции ( tФ1 или tФ 2 ) вычитают поправку за фазу

tФi t1 (4.15)

Значение поправки за фазу определяется по тем трассам, где хорошо видны первое вступление и фазы волны. При вводе поправки за фазу нужно следить за неизменностью формы волны от трассы к трассе, иначе могут быть существенные ошибки.

Коррекция статических поправок.

Для определения статических поправок нужно проводить специальные работы:

топографические, изучение ЗМС и т. д. Полученные по этим данным поправки называются априорными или расчетными. Очень часто точность определения поправок бывает недостаточная, что осложняет корреляцию волн на сейсмограммах,

снижает точность построений и, что особенно важно, резко ухудшает эффективность суммирования по методу ОГТ. Обычно ошибки в определении поправок выражаются на сейсмограммах в виде случайного разброса времен вступлений волн. Тогда, исходя из относительной гладкости границ и фронтов волн, можно определить остаточные поправки из самих сейсмограмм, и, введя их, сгладить оси синфазности. Эта процедура проводится на ЭВМ и называется коррекцией статических поправок.

Некоторые процедуры обработки одинаково успешно могут применяться как к данным МПВ, так и МОВ ОГТ, однако в целом обработка и интерпретация данных этих методов проводится по-разному, в разных системах обработки.

§ 11. Обработка и интерпретация данных МПВ в системе RadExPro.

МПВ расшифровывается обычно как «метод преломленных волн», хотя справедлива и такая расшифровка: «метод первых вступлений», так как здесь используются только волны, регистрируемые на первых вступлениях, то есть приходящие в точку приема раньше всех других волн от того же источника.

Очень важно определить время первых вступлений волн как можно точнее. Так как многие способы фильтрации могут существенно искажать форму сигнала, в

особенности в начальной части, то в МПВ их применение ограничено. Обычно первые вступления волн коррелируются на сейсмограммах без фильтрации. Только на

76

относительно больших удалениях, когда форма сигнала почти неизменна от трассы к трассе, и возможна фазовая корреляция, можно применять фильтры для улучшения прослеживаемости преломленных волн.

Первоначально волны, регистрируемые на первых вступлениях, интерпретировали как головные волны, то есть скользящие вдоль границы среды с более высокой скоростью (см. § 2). Однако последующие экспериментальные и теоретические исследования показали, что в реальных средах интенсивность головных волн должна быть очень мала, а регистрируемые на первых вступлениях волны являются обычно

рефрагированными волнами [5, 7].

Тем не менее, часто годографы первых вступлений интерпретируют как годографы головных волн, так как при наличии слоя повышенной скорости кинематические признаки головных и рефрагированных волн очень близки, а аппарат интерпретации головных волн оказывается более простым и удобным.

11.1. Принципы построения преломляющей границы.

При интерпретации данных МПВ определяется положение преломляющей границы и значение граничной скорости (скорости в подстилающей толще, при условии однородности этой толщи).

Скорость в покрывающей толще (средняя скорость) по годографам преломленных волн не определяется. Её значение можно найти по годографу прямой волны

Vср xt ,

или при построении преломляющей границы можно использовать значение средней скорости, полученное по другим данным (MOB, СК). Обычно покрывающая толща предполагается однородной, поэтому, если значение Vср определялось в нескольких точках профиля, то при интерпретации берут осредненное ее значение.

Если преломляющая граница горизонтальная, то граничная скорость VГ

определяется непосредственно по наклону годографа головной волны

VГ V * ,

а глубина границы - по точке пересечения продолжения годографа с осью времен

(согласно уравнению годографа, § 2)

77

Однако на практике нужно иметь такой способ, который позволяет строить преломляющую границу при более широких допущениях. Наиболее распространенным является способ t0 .

Условия применения его следующие:

1)радиус кривизны преломляющей границы значительно больше глубины ее залегания (граница "достаточно гладкая");

2)граничная скорость изменяется плавно;

3)проникание лучей во вторую среду отсутствует;

4)покрывающая толща однородная, скорость в ней известна.

Причины указанных ограничений будут ясны при выводе основной формулы способа, где можно сделать и их количественную оценку. Построение границы по

способу t0 возможно только на тех участках профиля, где имеется два встречных

годографа. Наблюдения должны быть проведены по 4-х точечной системе. Используя нагоняющие годографы, прямой и обратный годографы головной волны можно достроить в "мертвой' зоне. Полученные сводные годографы Г1 и Г2 увязываются между собой во взаимных точках, где время равно Т (рис. 33).

Вывод основной формулы. Времена прихода t1 и t2 обеих преломленных волн в

78

Если линия (x) аппроксимируется одной прямой линией, то получаем одно значение VГ , что говорит о горизонтальной однородности второй толщи. Если же (x)

прямой линией не аппроксимируется, то можно говорить об изменении свойств подстилающей толщи вдоль профиля, но это может быть обусловлено и ошибками наблюдений или обработки.

После определения VГ вычисляют значение коэффициента k и строят преломляющую границу как огибающую семейства окружностей

h j k t0 j .

При изменении VCP и VГ вдоль профиля, преломляющую границу строят, используя разные значения k для разных участков, в переходной зоне положение границы обычно находят интерполированием. Но здесь могут быть и разрывные нарушения.

11.2. Принципы интерпретации годографов рефрагированных волн.

Как уже отмечалось (§ 2), на практике в первых вступлениях чаще регистрируются рефрагированные волны, чем головные. Когда кинематика их близка к кинематике головных волн (переходный слой сравнительно тонкий), можно использовать аппарат интерпретации головных воли (способ t0 ). Однако иногда это может приводить к большим ошибкам. Если наблюденные годографы на вид криволинейные, и если

80