• Временные поля и годографы

Обобщенное поле времен (4.3) является функцией шести переменных (координат), что весьма затрудняет его анализ. Ограничивая пространство точек возбуждения и точек наблюдения, можно получить более ясное представление о распространении сейсмической волны. В зависимости от области расположения источников различают локальные временные поля нулевого, первого и второго порядков. Источник, соответственно, либо фиксирован в одной точке, либо перемещается по заданной линии, либо перемещается по заданной поверхности. Ограничивая также пространство точек наблюдения, рассматривают еще более простые частные временные поля.

Наибольший практический интерес представляет расположение пунктов наблюдения вдоль линии или на поверхности. Зависимость времени прихода волны от расположения источников и приемников называют линейным или поверхностным годографом волны соответственно. Размещение источников и приемников характеризуется двумя пространственными элементами годографа - дистанцией и точкой.

Дистанция, определяющая удаление приемника от источника, есть прямолинейный отрезок, соединяющий пункт возбуждения (ПВ) и пункт приема (Я/7) колебаний. Если эти пункты расположены на одной прямой, то дистанция - скалярная величина ±1. В площадном случае дистанция I - вектор, имеющий модуль / и определенное направление на поверхности наблюдения.

Дистанция указывает расположение приемника относительно источника, а их абсолютное положение в пространстве устанавливается заданием координат точки О. Эта точка принадлежит дистанции и является либо ее началом, где находится источник, либо ее концом, где находится приемник, либо ее центром, где находится середина дистанции.

Задание точки О и дистанции / или / однозначно определяет линейный t_L или поверхностный t_G годограф:

t_L = t_L(0,l), t_c=t_c(Oj).

Существует два типа годографов, различающиеся тем, какой из двух пространственных элементов фиксирован, а какой варьирует. Преимущественное применение получили годографы с фиксированной общей точкой, среди которых имеются следующие разновидности (рис. 4.2):

• Годограф общей точки возбуждения (ОТВ) - зависимость от дистанции времени прихода волны в точки приема при общем источнике в точке S (рис. 4.2, а).

V - пв А - пп х - ст

Рис. 4.2. Разновидности линейных годографов: а - ОТВ; б - ОТП; в - ОСТ (ОГТ); г - РД

• Годограф общей точки приема (ОТП) - зависимость от дистанции времени прихода волны в одну точку приема С при различных источниках (рис. 4.2, б).

Согласно принципу взаимности, для всякой волны годографы ОТВ и ОТП тождественны, если точки возбуждения и точки приема поменять местами.

• Годограф общей средней точки (ОСТ), называемый также годографом общей глубинной точки (ОГТ), - зависимость от дистанции времени прихода волны при условии совмещения середины всех дистанций в общей точке М (рис. 4.2, в).

Двойное наименование этого годографа сложилось исторически. Сначала он получил название ОГТ, которое в общем случае некорректно, но основательно укоренилось в сейсморазведочной практике, хотя и было позднее заменено более правильным названием ОСТ. Действительно, для всех лучей этого годографа Общая точка зеркальных отражений, расположенная под центром дистанций, существует только в случае простейшего строения разреза - горизонтально-слоистой среды с постоянными пластовыми скоростями. В иных случаях, более реальных на практике, такой общей глубинной точки не существует. В то же время общая средняя точка дистанций всегда имеет место, независимо от строения среды.

Ко второму типу годографов относятся годографы, у которых фиксирована величина дистанции (/ = const) при переменных координатах либо источника, либо приемника, либо средней точки дистанции. Такое представление частного временного поля называют годографом равных дистанций (РД), или равных удалений (РУ). Обычно времена линейного или поверхностного годографа РД относят к средней точке дистанции, которая перемещается в пространстве наблюдений (рис. 4.2, г).

Перечисленные выше годографы отображают времена регистрации некоторой волны на трассах многоканальных сейсмограмм (СГ), имеющих соответствующие названия - СГ ОТВ, СГ ОТП, СГ ОСТ (ОГТ), СГ РД. Из них при полевых наблюдениях получаются только СГ ОТВ. Другие виды сейсмограмм формируются при компьютерной обработке путем сортировки исходных трасс.

Линейный годограф является временной функцией одной переменной и обычно изображается в виде графика как зависимость времени от величины дистанции f = ?(/) с началом оси абсцисс / в общей точке О годографа.

Поверхностный годограф можно изобразить двумя способами. На рис. 4.3, а показана поверхность наблюдений G, расположенная в поле времен, которое задано поверхностями изохрон £?,, Q₂, Q₃ с временами

/₂. *з> ••• соответственно. Линии K_t, К₂, К_ъ пересечения поверхности G с изохронами являются линиями равных времен (изохрон), изображающими поверхностный годограф. Его можно представить картой изохрон (рис. 4.3,6). По-другому поверхностный годограф изображают в виде временной поверхности Г_с над поверхностью наблюдений G (рис. 4.3, в). Линейный годограф Г_L является сечением поверхностного годографа Г_с вертикальной поверхностью, проходящей вдоль линии L.

а б в

Рис. 4.3. Поверхностные годографы: а - фиксирование поля времен поверхностным годографом; б - карта изохрон; в - трехмерное изображение поверхностного и линейного годографов

Большей частью в сейсморазведке используют прямолинейные линии наблюдения (профили). При этом различают продольные годографы, когда источники расположены на линии наблюдения, и непродольные годографы в противном случае. Если линией наблюдения является ствол скважины, то говорят о вертикальном годографе, который может быть продольным или непродольным в зависимости от расположения источника возле устья исследуемой скважины или в стороне от нее, соответственно.

Пара годографов ОТВ, полученных на одном интервале профиля при источниках, расположенных по разные стороны от него, называется встречными годографами. Если оба источника расположены по одну сторону от интервала наблюдений, то полученные годографы называют нагоняющим и нагоняемым - для дальнего и ближнего источника соответственно.

Рассмотренные до сих пор годографы имеют общую точку (возбуждения, приема или центра дистанции), которая определена на поверхности (линии) наблюдения и никак не связана со свойствами исследуемой среды и природой наблюдаемых волн. Эти разновидности, однако, не исчерпывают все возможные типы годографов. В последнее время при обработке данных МОВ, полученных по методике многократных перекрытий в сложных структурных условиях, нашли применение сейсмограммы и годографы общей точки отражения (ОТО).

Они являются развитием концепции общей глубинной точки применительно к более сложной модели среды с наклонной отражающей границей.