n1

(ПП) для каждого отдельного наблюдения отображаются вполне однозначно (рис.22, а,

в).

Рис.22. Системы наблюдений в МОВ: а, б - система простого непрерывного профилирования; в, г - система непрерывного профилирования через интервал (а, в - изображение систем на обобщенной плоскости; б, г - лучи и годографы).

Горизонтальная линия на обобщенной плоскости – это линия профиля, где расположены ПВ и ПП, пикеты которых в определенной последовательности обозначены. Через каждый пикет проходят вспомогательные линии под углом +450 и

-450 , образуя сетку. Для того, чтобы показать, на каком интервале профиля расположены ПП (интервал наблюдений) при возбуждении на каком-либо определенном ПВ, на вспомогательной линии, исходящей от этого ПВ под углом 450 ,

зачерняют тот интервал, на который проецируется линиями под углом -450 интервал расположения ПП.

Изображение на обобщенной плоскости не только однозначно определяет положение ПВ и ПП на профиле, но в случае многократных перекрытий позволяет легко формировать сейсмограммы общего пункта возбуждения (ОПВ), общего пункта приема (ОПП), общих удалений (ОУ), общей глубинной (ОГТ) или общей средней

(ОСТ) точки (рис.23).

61

4x) (	6)x (	)8x (
0Т СО	1Т СО	2Т ОС

	В	0
				1
П		В
О					2
		П		В
	О
				П
			О

	О
		П
О		П
	П		2
О	П
		1
П
П
	0

ПП

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

. Рис.23. Изображение системы наблюдений на обобщенной плоскости: ПП пункты приема (совмещенные с пунктами возбуждения ПВ), ОПП линии общего пункта приема, ОПВ линии общего пункта возбуждения, ОСТ линии общей средней (глубинной) точки.

Важным вопросом методики является выбор расстояния между пунктами приема

(шага наблюдений). Для надежного прослеживания фаз волны на соседних трассах необходимо, чтобы удовлетворялось следующее условие (рис. 24):

	t	T
	2
Из определения кажущейся скорости
		x
(1.14)	t V

Рис.24. К выбору шага наблюдений.			Отсюда получаем формулу для выбора
шага наблюдений
x	V T
	2

Если одновременно нужно зарегистрировать волны с разным частотным составом и кажущимися скоростями, то шаг наблюдений выбирается минимальный, т.е. исходя

62

из требований хорошей коррелируемости самой высокочастотной волны с наименьшей кажущейся скоростью.

Система наблюдений определяется исходя из возможности прослеживания полезных волн и свойств волн-помех. Так как интервалы прослеживания отраженных и преломленных волн разные, то и системы наблюдений в МОВ и МПВ существенно различаются.

Система наблюдений в методе преломленных волн (МПВ).

Преломленные волны вблизи пункта возбуждения не образуются (интервал 0В на рис. 3, § 2). На некотором удалении от пункта возбуждения преломленные волны приходят после прямой волны (интервал ВС) и из-за своей малой интенсивности практически не могут быть выделены на записях. Далее преломленная волна Г1

регистрируется в первых вступлениях (интервал СД). На больших расстояниях от пункта возбуждения (за точкой Д) в первые вступления выходит преломленная волна Г2 от более глубокой границы, или волна Г1 затухает. Поэтому область прослеживания волны Г1 ограничивается интервалом СД. При интерпретации данных МПВ для определения скорости в покрывающей толще часто используют годограф прямой волны, а для этого необходимо зарегистрировать также первые вступления волн в интервале ОС.

Рис.25. 4-х точечная система наблюдений в МПВ: а) лучи и годографы; б) изображение на обобщенной плоскости.

Полностью интерпретируемые данные получаются при 4-х точечной системе наблюдений. На каждой стоянке сейсмоприемников, перекрывающей по длине весь интервал прослеживания волн (ОД), наблюдения проводятся 4 раза: при возбуждении на концах стоянки (О1 и О2) получают прямой (t1) и обратный (t2) годографы (рис. 25),

при возбуждении с выносом (О3 и О4) - нагоняющие годографы (t3 и t4). Длина выноса

63

выбирается такой, чтобы в точках О1 и О2 в первых вступлениях регистрировались головные волны.

Нагоняющие годографы нужны для двух целей:

1. Вычисляя разности t p t3 t1 (рис. 26) можно выяснить природу волн. Если годографы соответствуют головным волнам, то величина разности постоянна на всем интервале наблюдения (рис. 26, а), если это - годографы отраженных волн, то разность растет с удалением от пункта возбуждения (рис. 26, 6), если волны рефрагированные,

то разность уменьшается по мере удаления от источника (рис. 26, в).

Рис.26. Графики разности:

а) для головных волн; б) для отраженных волн;

в) для рефрагированных волн.

2. Если волны головные, то, используя параллельность нагоняющего и нагоняемого годографов, можно достроить годограф головной волны в интервале вблизи пункта возбуждения. Для этого достаточно нагоняющий годограф опустить на величину t p . Это позволяет строить преломляющую границу на всем интервале наблю-

дения (см. § 11).

64

отр1

отр1

Изложенное выше справедливо в случае прослеживания по профилю одной преломляющей границы. При необходимости прослеживания нескольких границ указанные требования должны быть выполнены для всех границ. В таком случае длина интервала наблюдений выбирается исходя из интервалов прослеживания всех преломленных волн, а расстояние между пунктами возбуждения – исходя из интервала прослеживания на первых вступлениях преломленной волны от самой мелкой границы.

Системы наблюдений в методе отраженных волн (МОВ).

Теоретически, отраженные волны существуют на всех удалениях от источника.

Однако, на больших удалениях они интерферируют с прямыми и головными волнами

(рис. 3, § 2), а на некотором интервале (например: интервал АС на рис. 3, § 2)

прослеживанию их мешают прямые и поверхностные волны. Наиболее благоприятные условия для прослеживания отраженных волн существуют или вблизи пункта возбуждения (например: интервал ОА для t ), или на некотором удалении от него

(например: интервал АВ для t и интервал СД для tотр 2 ). Систему наблюдений выбирают исходя из подобных условий.

Для непрерывного прослеживания границ в MOB часто применяется система простого непрерывного профилирования (рис.22, а, б), когда прием производится в интервале, примыкающем к пункту возбуждения. Если на этом интервале присутствуют сильные помехи, то применяется система профилирования через интервал (рис.22, в, г), или через два интервала и т.д.

Системы наблюдений в МОГТ.

В МОГТ необходимо зарегистрировать отраженные волны от каждой точки границы при различных расстояниях источник-приемник. Делать это над каждой точкой, постепенно удаляя в разные стороны источник и приемник, нецелесообразно.

На практике поступают следующим образом (рис. 27):

Пусть R1 - начальная точка прослеживания границы на профиле, При первом возбуждении источник (О1) и приемную косу (каналы 1,2, 3,...) располагают так, что середина расстояния между источником и первым каналом косы находится над точкой

R1. После каждого возбуждения источник и приемную косу сдвигают вперед на расстояние, равное шагу наблюдений. При втором возбуждении (О2) отражение от точки R1 запишет канал 3, канал 1 запишет отражение от следующей точки границы -

R2. При третьем возбуждении (О3) отражение от R1 запишет канал 5, от R2 - канал 3, от

R3 - канал 1, и т. д. Таким образом, при каждом возбуждении на сейсмограмму

65

записываются трассы по числу каналов станции, соответствующие разным глубинным точкам. Сортировка трасс ОГТ на сейсмограммах из разных пунктов возбуждения и их суммирование с вводом кинематических поправок производится при обработке данных на ЭВМ (см. главу IV).

Рис.27. Системы наблюдений в МОГТ

Длину интервала наблюдений, расстояние между каналами и кратность перекрытия рассчитывают исходя из глубины залегания исследуемой границы,

соотношения эффективных скоростей целевых однократных волн и многократных волн-помех, соотношения их интенсивностей и частотного состава колебаний [2, 5, 10].

Профиль можно отрабатывать такой фланговой системой как в одну, так и в другую сторону (рис.27, а, б). При необходимости большого количества перекрытий используют центральную систему наблюдений, устанавливая сейсмоприемники по обе стороны от пункта возбуждения.

Площадные системы наблюдений - (3D) сейсморазведка.

В современной 3-х мерной сейсморазведке наблюдения выполняются по методике многократных перекрытий. Поэтому это можно рассматривать как дальнейшее развитие МОГТ. Площадные ситемы наблюдений расчитываются таким образом, чтобы многократно получить отражения от одной и той же площадки исследуемой границы,

но в отличие от профильных наблюдений, здесь отражения получают под разными

66

углами падения лучей не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной плоскости. Поэтому одновременно с усилением однократно отраженных волн на фоне разных помех, появляется воможность определить положение этой отражающей площадки в простанстве (пространственная миграция). Основные принципы проектирования площадных систем наблюдений изложены в работах [2, 13].

Наиболее простой и доступной для понимания, пожалуй, является крестовая

		расстановка (рис. 28). При этом
		по линии		наблюдения с
		равномерным				шагом
		размещаются приемные каналы,
		скажем	24,		а	на
		перпендикулярной				линии,
		проходящей между 12-м и 13-м
		каналами, - столько же пунктов
		возбуждения. Если сигналы,
		возбуждаемые		в	каждом
		источнике, принимаются				всеми
		приемниками, то в результате
		выполнения		работ	на	этой
		крестовой			расстановке
	Рис.28. Площадная система наблюдений на	формируется поле 576 средних
	основе крестовой расстановки (по [2]):
	1 - пикеты расположения приемников; 2 - пикеты	отражающих точек (24*24=576).
	расположения источников; 3 - средние точки для	Площадь,		занятая		этими
	каждой пары “источник-приемник” (общие
	глубинные точки).	точками –	точками		отражения

единичной кратности, представляет собой прямоугольних, стороны которого равны половине длины приёмной линии и половине длины линии возбуждения. Если последовательно смещать расстановку вместе с пересекающей ее линией источников вдоль оси OX на шаг x и повторять весь процесс регистрации, то в результате будет достигнуто 12-кратное перекрытие площади, занятой этими точками отражений.

Заметьте, что при этом отражения получаются не только при разных удалениях источник-приемник, как при профильных наблюдениях МОГТ, но и при разных азимутах падения волны на границу – от 0о до 90о.

В настоящее время, благодаря широкому распространению телеметрических сейсмических станций с числом приемных каналов в сотни и тысячи, применяются

67

более сложные системы площадных наблюдений, позволяющие значительно повысить производительность этих наиболее сложных сейсмических работ, а также обеспечить оптимальные подборки удалений и азимутов падения для исследуемых границ.

В качестве примера рассмотрим вкратце систему наблюдений, построенную с использованием уже рассмотренной крестовой расстановки [2] (рис.29).

1

23

5

RLI

SLI

Ly

6

4

Lx

Рис.29. Система площадных наблюдений (по [2]). Показана группа сейсмоприемников (шаблон) размером Lx и Ly: 1 - линии пунктов приема; 2 - линия пунктов возбуждения, отрабатываемых при данном расположении шаблона; 3 - линия пунктов возбуждения, отрабатываемых при следующем положении шаблона; 4 - единичная клетка; 5 - максимальное удаление “источник-приемник” в шаблоне; 6 - область общих средних

точек, получаемых при данном положении шаблона. RLI(Receiver Line Interval) - расстояние между соседними линиями пунктов приема; SLI(Source Line Interval) - расстояние между соседними линиями пунктов возбуждения.

Группа сейсмоприемников – шаблон (template) образует прямоугольник,

состоящий из нескольких параллельных приемных линий и одной или нескольких линий возбуждения, находящихся внутри этого прямоугольника. Для равномерного покрытия участка съемки бинами с заданной кратностью шаблон перемещается по площади по специальной технологии либо с «перекрытием линий приема», либо с

«перекрытием линий возбуждения».

68

Рис. 30. К определению бина (по [2]):

1- линии пунктов приема; 2 - линии пунктов возбуждения; 3 - один из бинов в клетке; 4 - центральный бин в клетке; 5 - группа бинов - супербин; 6 - наибольший минимальный вынос Xmin.

Бином называют прямоугольный участок площади съемки, имеющий по осям OX и OY

размеры, кратные шагу приемников

x и шагу источников y (рис.30).

Все средние точки, которые попадают вовнутрь этого участка –

бина, считаются принадлежащими одной и той же общей средней точке – ОСТ. Количество общих средних точек, попавших в любой заданный бин, принято называть

кратностью наблюдений (Fold).

Размеры бина определяют исходя из целей разведки, требуемой пространственной разрешенности съемки и экономических

соображений. В нефтяной сейсморазведке обычно используют бины с размерами сторон от 25 до 200м. В отдельных случаях в процессе обработки группы соседних бинов объединяют в один бин больших размеров – супербин.

Существует много других систем площадных наблюдений [13], использующих как ортогональное, так и неортогональное расположение линий источников и приемников. Рассмотренный пример относится к регулярным системам наблюдений

– в нем расстановки источников и приемников регулярно повторяются по площади исследований, обеспечивая постоянство кратности и азимутов наблюдений. В

действительности это возможно, разве что, в пустыне. На практике расположение источников и приемников приходится выбирать исходя из расположения имеющихся дорог, просек, речной сети, застроенных территорий и т.д. Тогда система наблюдений получается нерегулярной. При этом тем не менее нужно стремиться к более или менее равномерному распределению кратности наблюдений, охвату достаточно большого диапазона выносов и азимутов, а также учитывать экономические соображения.

Поэтому проектирование систем площадных наблюдений является достаточно сложной и трудоемкой, но очень важной задачей.

69

Контрольные вопросы к главе 3.

1.Как определяется отношение сигнал/помеха?

2.Какие помехи подавляются при накоплении сигналов? При группировании источников и приемников?

3.Какие преимущества имеет помещение источника в скважину?

4.По каким признакам разделяются волны при частотной фильтрации? При смешении сигналов соседних каналов? При веерной фильтрации?

5.Какие помехи, не подавляемые вышеуказанными способами, позволяет подавлять метод ОГТ?

6.Почему при суммировании по способу ОГТ подавляются поверхностные волны?

7.Что изменится, если при выполнении работ МОГТ, сохраняя число приемных каналов, уменьшить шаг наблюдений (расстояние между приемниками) в

несколько раз по сравнению с расчетным? Увеличить в несколько раз?

8.Какие помехи могут быть подавлены только при площадных наблюдениях?

9.Нарисуйте на обобщенной плоскости систему наблюдений МПВ.

10.Нарисуйте на обобщенной плоскости систему наблюдений 6-кратного МОГТ.

12-кратного МОГТ.

11. Как нужно перемещать по площади крестовую расстановку (рис. 28), чтобы для всех точек ОГТ получить 6-кратное перекрытие? 12-кратное перекрытие?

70