Следует заметить, что одноканальное профилирование и одноканальная обработка данных не всегда позволяет добиться приемлемого отношения сигнал/помеха на временных разрезах, к тому же при этом нет возможности определения по одноканальным данным скоростей сейсмических волн в покрывающей толще, значит перестроения временных разрезов в масштабе глубин.
При многоканальных наблюдениях появляется возможность проследить годографы волн, т.е. их времена вступлений в зависимости от удаления приемника от источника (рис. 9, 10).
Уравнение годографа отраженной волны (рис. 9)
, (1.2)
в случае горизонтальной границы принимает вид
, (1.3)
т.е. форма годографа зависит и от значения скорости в покрывающей толще, следовательно, при соответствующей обработке многоканальных данных можно определить скорости в покрывающей толще.
Кажущаяся скорость отраженной волны
, (1.4)
меняется от ∞ при x=0 до V* = V при x → ∞.
Рис. 9. Лучи и годографы волн
Рис. 10. Сейсмограмма ОПВ. Шаг между приемными каналами 25 м
Регистрируемые на сейсмограммах волны различаются по видимому периоду и частотному спектру, по кажущейся скорости (наклону осей синфазности), по кривизне осей синфазности, следовательно, можно их разделять по этим признакам. Для этого применяются частотные фильтры, веерные (пространственные) фильтры, суммирование по способу ОГТ, что позволяет существенно повысить отношение сигнал/помеха на временных разрезах, определить скорости в покрывающей толще и другие свойства отложений.
Главной целью обработки данных МОГТ является получение временного разреза ОГТ, на котором целевые отражающие горизонты прослеживаются наилучшим образом, помехи подавлены или существенно ослаблены. Определяются также скорости в покрывающей толще, а в некоторых случаях оценивается и распределение коэффициентов отражения и поглощения.
Последовательность процедур обработки – граф обработки – допускает определенный произвол в зависимости от качества полевых данных, сложности геологического разреза, задач исследований и предпочтений обработчика. Минимальный граф обработки должен содержать следующую последовательность обязательных процедур, без которых невозможно получить временной разреза ОГТ:
- Ввод полевых данных и сохранение их в базе данных системы.
- Предварительная обработка данных (фильтрация, регулировка амплитуд).
- Присвоение геометрии и сортировка трасс по ОГТ.
- Ввод априорных кинематических поправок и суммирование трасс по ОГТ.
- Далее, по мере необходимости граф дополняют следующими процедурами:
- Редактирование (браковка) сейсмограмм и отдельных трасс.
- Ввод статических поправок.
- Обнуление (мьютинг) отдельных интервалов записи.
- Скоростной анализ (коррекция кинематических поправок).
- Миграция и т.д.
Обработка многоканальных сейсмоакустических данных возможно на специальных сейсмических обрабатывающих программных комплексах. Одним из таких комплексов является система “RadExPro”, разработанная на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ, и развиваемая далее в компании “RadExPro” (radexpro.ru). Изначально комплекс начал разрабатываться для обработки георадарных и сейсмоакустических данных, однако постоянно совершенствовался и в настоящее время может применяться как для обработки малоглубинных сейсмических данных, так и данных нефтегазовой сейсморазведки.
Подробное руководство для работы с системой можно найти на сайте компании. Данное учебное пособие предназначено для освоения основных принципов обработки многоканальных сейсмических данных в системе “RadExPro”. В нем рассматриваются основные этапы обработки данных на реальных примерах.
Практические занятия по изучению системы “RadExPro” оформлены в виде отдельных задач целевого назначения c определенной последовательностью процедур, выполнение которых с правильно подобранными параметрами приводит к заметному улучшению материала. Это позволяет понять на собственном опыте возможности таких способов обработки и влияние задаваемых параметров на конечные результаты.
Первые 3 задачи предназначены для начального ознакомления с системой и освоения способов поканальной обработки данных. Поэтому эти задачи рекомендуется выполнять на примерах одноканального непрерывного сейсмического профилирования, или с одним выбранным каналом многоканальных данных, т.е. на примере временных разрезов, где результаты наглядно видны, как было показано выше на рисунках 5–8.
Следующие 3 задачи предназначены для ознакомления с обработкой данных многоканального сейсмического профилирования по методу общей глубинной точки (ОГТ), что заканчивается суммированием данных по способу ОГТ.
Рис. 11. К оценке видимого периода волн. Для отраженной волны
T=60 ms (f=17 Hz), для поверхностной волны T=300 ms (f=3 Hz)
Рис. 12. Частотные спектры сигналов в окнах, соответствующих
отраженным и поверхностным волнам
Рис. 13. К оценке кажущихся скоростей волн:
a) и b) отраженных волн; c) поверхностной (Рэлеевской) волны
Рис. 14. Фрагменты сейсмоакустического временного разреза:
а – разрез по одному каналу; б – результат суммирования 16 каналов по ОГТ
Рис. 15. Пример кинематической и динамической обработки данных по одному из профилей: a) суммарный временной разрез ОГТ; б) тот же разрез после деконволюции;
в) график средней амплитуды отраженной от дна волны; г) разрез мгновенных
амплитуд (указаны значения пластовых скоростей по результатам скоростного анализа);
д) разрез полярности отражений
На рис.11, 12, 13 показано, что регистрируемые на сейсмограммах волны различаются по видимому периоду и частотному спектру, по кажущейся скорости (наклону осей синфазности), по кривизне осей синфазности, следовательно, можно их разделять по этим признакам. Для этого применяются частотные фильтры, веерные (пространственные) фильтры, суммирование по способу ОГТ, что позволяет существенно повысить отношение сигнал/помеха на временных разрезах (рис.14), определить скорости в покрывающей толще и другие свойства отложений (рис.15).
На представленных ниже задачах студенты практически знакомятся с этими принципами обработки сейсмических данных с использованием материалов, полученных при проведении реальных научных и производственных работ.
Более подробно аппаратурой, методикой рассмотренных выше исследований, а также способами обработки данных можно ознакомиться по следующим учебникам и учебным пособиям: Гайнанов В.Г., 2006, 2016, Ермаков А.П., 2012, Ермаков А.П., Ли В.О., Гриневский А.С., 2014, Хаттон Л., Уэрдингтон М., Мейкин Дж., 1989, Шалаева Н.В., Старовойтов А.В., 2010, Yilmaz Oz., 2001.