Нелинейные искажения вибрационных сигналов и перспективы их использования в малоглубинной сейсморазведке

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Временные разрезы, полученные при корреляции с основной и второй гармоникам

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Фрагменты волнового разреза и спектры волн, полученные по основному сигналу и второй гармонике

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Сопоставление разрезов показывает, что привнесение вторых гармоник повысило разрешенность записей, улучшило прослеживаемость отдельных горизонтов и привело к смещению спектральных характеристик волн в сторону высоких частот. Наиболее отчетливо эти изменения видны в интервале времен 1,30-1,65 с. На больших временах (1,9-2,15 с) волновая картина и соответствующие спектры волн практически не изменились, что обусловлено затуханием высокочастотных составляющих волн и снижением уровня вторых гармоник.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Фрагменты временных разрезов и спектры волн, полученные по основной и второй гармоникам

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Фрагменты временных разрезов, полученных при корреляции с основной частотой и субгармоникой

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Обработка материалов по способу гармоник показала, что при использовании разверток с повышением частоты на коррелограммах с определенным смещением во времени появляются ложные оси синфазностей, чаще всего параллельные первым

вступлением волн. Образование этих помех обусловлено тем, что в процессе корреляции происходит совпадение по частотам колебаний гармоники и свипа, что и приводит к возникновению помех. Время их появления определяется временным сдвигом управляющего сигнала на частоту, равную его начальной частоты. Оно зависит от частотного диапазона и длительности сигнала корреляции. Возможно два способа решения этой задачи.

Первый - заключается в выборе управляющих сигналов с разверткой вниз по частоте, что исключает совпадение частот управляющего сигнала и волн – гармоник.

Второй - основан на выборе управляющих сигналов с такими параметрами, при которых ложные колебания будут появляться на временах, превышающих времена регистрации целевых волн. Тогда полезная область будет свободна от этих помех. Необходимым и достаточным условием этого является выбор такой скорости изменения частоты управляющего сигнала, при которой полоса частот, равная его начальной частоте, преодолевалась бы за промежуток времени, превышающий время регистрации самого глубокого отражающего горизонта. Для этого длительность управляющего сигнала Т должна выбираться из следующего условия:

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru	:

где tn - временная глубина освещения разреза; fн, fK - начальная (максимальная) и конечная (минимальная) частоты управляющего сигнала.

Технологическим ограничением использования гармоник является необходимость, как минимум, двухкратной

корреляции виброграмм с основным и дополнительным управляющимсигналом.

Это ограничение частично может быть преодолено путем корреляции исходных, полевых записей с модифицированным управляющим сигналом, рассчитанным на выделение волн основных и кратных частот. В простейшем случае - это сумма исходного управляющего сигнала и его второй гармоники. Такая корреляция обеспечивает сложение энергии волн разного частотного состава, расширение частотного диапазона волн и более полное использование технических возможностей вибраторов.

Предложенный способ корреляции виброграммы был опробован и позволил получить материалы, иллюстрирующие его возможность. Первоначально виброграммы, полученные в одном из районов России, были прокоррелированы с основным управляющим сигналом и обработаны до уровня временного разреза. Затем те же самые виброграммы были повторно прокоррелированы с синтетическим сигналом, образованным путем сложения сигналов, соответствующих основному управляющему сигналу и его второй гармонике, т.е. расчет был сделан на одновременное выделение волн от основного сигнала и второй гармоники.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Полученный фрагмент разреза приведен на следующем слайде.

Фрагмент разреза при корреляции	Фрагмент разреза с основным
с суммарным сигналом	сигналом

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Заключение:

-гармоники являются следствием искажения излучаемого вибратором волнового поля;

-гармоники могут использоваться для расширения спектрального состава зарегистрированных волн и повышения разрешенности записей на временах до 1,4 – 1,6;

-наиболее перспективно использование гармоник повышенной частоты для изучения малоглубинных отражающих горизонтов