Прямые кинематические задачи метода общей глубинной точки.

Полученные выше выражения для годографов отраженных волн выведены в предположении, что источник зафиксирован на профиле, а положение приемника из- меняется. Точно такие же выражения можно получить и для случая, когда зафиксиро- ван приемник, а пункт возбуждения перемещается вдоль профиля (метод общего пунк- та приема, ОПП). В последнем случае в выражения для годографов будет входить эхог- лубина под пунктом приема.

В настоящее время метод общего пункта возбуждения (ОПВ) практически вытес- нен методом общей глубинной точки или многократных перекрытий. В отличие от ме- тодов ОПВ и ОПП в методе общей глубинной точки (ОГТ) источник и приемник раз- носят вдоль профиля симметрично относительно некоторой фиксированной на профиле точки xk (рис. 1.23). При удалении приемника и источника на расстояние l от средней точки xk расстояние источник — приемник составляет 2l=L, а эхоглубина под пунктом возбуждения h (±l, xk) где xk — координата средней точки на профиле. При плоской наклонной границе, когда профиль направлен вкрест простирания ее, эхо-глубина под пунктом возбуждения h(-l) простым образом связана с эхоглубиной h0 в точке xk:

h(-l)=h0 ± l·sin φ. Подставляя в выражения для годографов ОПВ вместо х величину 2l и вместо h величину h(±l) = h0 ± l·sin φ , получаем уравнение годографа ОГТ. При го- ризонтальной плоской границе, в силу симметричности положения источника и прием- ника относительно средней точки О, точка отражения для всех позиций источник— приемник не сдвигается по отражающей границе. В этом смысле она и является общей. При наклонной границе точка отражения смещается по восстанию на величину

4H

8H

× sin 2j

(1.36)

Как видно из рис. 1.23, смещение ее оказывается меньшим, чем для ОПВ.

После указанной выше подстановки получаем выражения для годографов одно-

кратных и m-кратных волн для МОГТ:

t (l ) =2

cos2 j

2

(1.37)

vэф vэф

t ( m ) (l ) =

cos2 mj

v 2

(1.38)

эф

где vэф — эффективная скорость для слоистой толщи или истинная скорость для однородного слоя; φ — угол наклона соответствующей границы; m —кратность отра- женной волны.

Как видно из выражений (1.38) и (1.37), годографы ОГТ— гиперболы, минимум которых всегда расположен в точке профиля xk независимо от того, наклонной или го-

Рис.1.23 Ход лучей отраженных волн при наблюдениях МОГТ.

а—горизонтальная граница; б—наклонная граница;

1—приемник; 2 — источник; 3— общая глубинная точка;

4—общая отражающая площадка

ризонтальной является отражающая граница. Число позиций относительно точки xk, занимаемых на профиле расстановкой источник— приемник, называют кратностью пе- рекрытий, и оно определяет, сколько раз получают отражение от одной и той же глу- бинной точки.

Методика и системы наблюдений в методе отраженных волн. В методе отра- женных волн основную информацию извлекают из годографа отраженных волн. Полу- чение годографа возможно только тогда, когда на сейсмограмме надежно выделяются волны, отраженные от соответствующей границы. Для этого необходимо следующее:

а) интенсивность источника должна быть такой, чтобы отраженные от всех инте-

ресующих границ, волны значительно превышали уровень естественных помех;

б) расстояние между приемниками не должно превышать величину, при которой можно распознавать волны, отраженные от одной и той же границы;

в) длина приемной расстановки (длина годографа) должна позволять уверенно определять vэф;

г) шаг наблюдений (расстояние, на которое смещают всю измерительную уста- новку вдоль профиля) должен обеспечивать непрерывность прослеживания целевых горизонтов на всей изучаемой площади;

д) соблюдение всех условий, предъявляемых к сейсмическим данным в процессе их обработки.

Выбор типа источника (поверхностный или погружной) определяется условиями проведения работ. Достичь необходимой интенсивности при этом можно путем груп- пирования однотипных источников. Погружные источники, использующие ВВ, заглуб- ляют под кровлю рыхлых отложений на такую глубину, чтобы значительно ослабить поверхностные волны. Обычно глубина заложения заряда составляет 10—15 м. Вели- чину заряда выбирают в процессе опытных работ.

Для приема упругих волн используют вертикальные сейсмоприемники для MOB на продольных волнах и горизонтальные—на поперечных SV-волнах. Это обусловли- вается тем, что в большинстве случаев верхняя часть разреза представлена рыхлыми отложениями мощностью от нескольких до 30—50 м. Эти отложения образуют зону

малых скоростей (ЗМС). Скорость продольных волн в этой зоне изменяется от 300 до

800 м/с. Лучи отраженных волн при преломлении на подошве ЗМС идут почти верти- кально. Поэтому вектор смещения продольных волн также направлен почти вертикаль- но, а поперечных SV-волн—горизонтально вдоль профиля. Таким образом, вертикаль- ные сейсмоприемники будут реагировать преимущественно на продольные волны, а горизонтальные — на поперечные SV-волны.

Расстояние между пунктами приема Δx выбирают равным 6—12 м при детальном изучении верхней части разреза до глубин не более 500 м и 25—50 м при разведке на глубинах более 500 м. При таком шаге наблюдений разность времен прихода отражен- ных от одного и того же горизонта волн изменяется от долей миллисекунды при малых удалениях приемника от источника до нескольких миллисекунд для наиболее удален- ных пар. Принимается, что допустимый сдвиг не должен превышать половины видимо- го периода регистрируемых импульсов, следовательно, Δx<v·Tвидл/2.

Длину приемной расстановки в методе ОПВ определяют как хm= (п—1) Δx (где п—число каналов) и выбирают из условия, что для наиболее глубокого целевого гори- зонта разность t(xm)-t(0) должна составлять не менее 30—50 мс. По профилю измери- тельную установку обычно передвигают с шагом (0,3 - 0,5) xm. Расстояния между про- филями на исследуемой площади выбирают, исходя из масштаба съемки. Они могут изменяться от нескольких десятков метров при детальных работах до 500—1000 м и более.

Наблюдения ведут по схеме центральной или фланговой расстановки. В первом случае пункт возбуждения всегда располагают в центре приемной расстановки — по- лучают две ветви годографа. Во втором — пункт возбуждения удаляют от начала при- емной расстановки и располагают на фланге, левом или правом относительно движения вдоль профиля. Длина годографа при этом составляет xm. Расстояние между началом приемной расстановки и пунктом возбуждения (вынос) выбирают опытным путем. Оно изменяется от десятков до нескольких сотен метров. При этом получают односторон- ние годографы.

Рис.1.24 Система наблюдений в МОГТ.

1— 11 — номера глубинных точек

В методе ОГТ в каждой точке наблюдения на профиле необходи- мо получить несколько записей при симметричном разносе прием- ника и источника относительно этой точки. Число таких позиций определяет кратность перекрытия и эффективность дальнейшей обра- ботки получаемых сейсмических данных. Наблюдения ведут сле- дующим образом. Точки наблюде- ния располагают по линейному профилю с шагом Δx, равным шагу приемной установки (рис.1.24). При каждой позиции приемной расстановки пункт возбуждения располагают в одной из точек про- филя около первого приемника — фланговая расстановка без выноса или на расстоянии, кратном шагу наблюдения, — фланговая расста- новка с выносом. После возбужде-

ния и регистрации упругих волн всю расстановку источник — приемник перемещают на один шаг вдоль профиля. Таким образом, источник и приемники последовательно располагаются на всех точках наблюдения x1, x2,…….., xn вдоль профиля. В каждой точке наблюдения при соответствующем положении измерительной установки в свое время окажется и источник.

На рис.1.24 приведено несколько положений измерительной установки на профи- ле при нулевом выносе и шести приемных каналах. Как следует из рис.1.24, уже при положении источника в пункте x3 профиля от глубинной точки 5 получены отражения при разносе 4Δx, соответствующем положению источника в пункте x1 и приемника — в пункте x5 при первой позиции измерительной установки, при разносе 2Δx — при пунк- те возбуждения в точке x2 и пункте приема в точке x4 при нулевом разносе, когда ис- точник и приемник находятся в пункте x3. От глубинной точки 5, таким образом, полу- чены отражения при трех симметричных удалениях источник—приемник. Но это озна- чает, что в точке профиля x3, получен годограф ОГТ, образуемый при трех разносах l=0; Δx; 2Δx или при L=0; 2Δx; 4Δx соответственно.

Как видно из рис.1.24, такой же годограф ОГТ будет получен и для последующих точек профиля. Исключение составляют две первые и две последние точки на профиле. Если при каждом возбуждении использовать 2N приемных каналов, то на каждой точке профиля будет получен годограф ОГТ из N точек, т. е. каждая глубинная точка будет перекрыта N раз. Для выноса источника kΔx годограф ОГТ будет получен для удаления l=k·Δx; (k+1)·Δx,..., (k+N)·Δx.

Основное преимущество метода ОГТ перед методом ОПВ заключается в том, что он позволяет путем соответствующей обработки первичных данных на ЭВМ ослабить интенсивность регулярных волн-помех, в первую очередь полнократных отраженных волн. Как следует из выражений для годографов однократных и многократных волн в методе ОГТ, при одном и том же или близких значениях t0 годографы однократной и полнократных волн могут различаться только значением vэф.

Различия во временах прихода этих волн в зависимости от l при условии

L=2l<Нэф определяются функцией запаздывания τ:

t(L) = ç

1 -1 ö

(1.39)

2t ç2 2 ÷

0 èv2эф v1эф ø

Как следует из формулы (1.39), если

вания близка к нулю, и принципиально невозможно разделение полезных и полнократ- ных волн по их кинематике. Такая возможность появляется только тогда, когда ско- рость возрастает с глубиной, и поэтому полнократные волны, образующиеся в верхней части разреза, имеют меньшую vэф , чем однократные, распространяющиеся часть пути в отложениях с высокими скоростями упругих волн при близких значениях t0.