Глава iV. Обработка данных и интерпретация.

 

Современная сейсморазведка – высокоразвитая область науки и производства. Она использует самые последние достижения теории и техники обработки информации. Применение ЭВМ не только автоматизирует многие ранее известные способы обработки, но и позволяет реализовать новые способы, а также обеспечивает успех ранее неосуществимых приемов полевых наблюдений. Однако это вовсе не снижает роль геофизика в обработке информации: выбор оптимальной последовательности процедур и параметров обработки, принятие решений, и окончательная интерпретация данных всегда остаются задачей геофизика – обработчика.

Успех обработки во многом определяется правильным пониманием волновой картины, то есть того, в каком виде регистрируются те или иные волны, каковы их характерные признаки (кинематические и динамические), какое соотношение сигнал/помеха для целевых волн. Исходя из этого, обработчик выбирает необходимые процедуры обработки с целью выделения полезных волн и ослабления помех.

Далее производится построение сейсмических временных разрезов (МОВ) или преломляющих границ (МПВ). Применяются также процедуры для определения таких параметров среды, как скорости распространения волн, коэффициенты отражения, коэффициенты поглощения и т.д. Наконец, производится построение сейсмогеологических разрезов и геологическая привязка сейсмических границ. Последние процедуры, скорее всего, надо отнести к интерпретационным системам. Хотя разделение на обрабатывающие и интерпретационные системы во многом условно, так как некоторые процедуры обработки позволяют одновременно с улучшением соотношения сигнал/помеха определять и параметры среды (например: при суммировании по способу ОГТ методом подбора определяются скорости в среде).

 

§ 10. Ввод и предварительная обработка данных. Форматы цифровой регистрации сейсмических данных.

Ввод сейсмических данных в обрабатывающую систему.

Прежде чем начать обработку, сейсмические данные должны быть введены в соответствующую обрабатывающую систему. Это означает не только считывание зарегистрированных сейсмических сигналов, но и ввод параметров регистрации и параметров системы наблюдений так, чтобы система однозначно распознавала каждую сейсмограмму и отдельную сейсмическую трассу. Конечно, оператор в полевом журнале должен записывать все эти данные. Но для цифровой обработки удобнее, если эти параметры уже в поле зарегистрированы определенным образом в файле данных вместе с сигналом. Поэтому сейсмические данные регистрируются в цифровом виде в специальном формате, который определяет не только формат представления цифровых отсчетов сигнала, но и то, в какой форме в этом же файле записывается информация о параметрах аппаратуры и методики работ.

Наиболее распространенным в настоящее время и, пожалуй, наиболее удобным для обработки данных на ЭВМ форматом является формат SEG-Y, разработанный Американским обществом геофизиков-разведчиков (SEG). В этом формате сейсмические данные записываются в один большой файл потрассно (в демультиплексированном виде). Файл содержит заголовок с описанием всех общих для этих трасс параметров: год, число, месяц, номер профиля, параметры системы наблюдений, параметры регистрации и т.д. В то же время каждая трасса содержит свой заголовок с такими параметрами, как номер трассы, номер сейсмограммы, координаты точки наблюдения и т.д. (см. приложение 3 – краткое описание формата SEG-Y).

Так как большинство разработчиков геофизической аппаратуры и программного обеспечения придерживаются этого формата, то не возникает серьезных проблем в чтении и переносе данных в формате SEG-Y в разные сейсмические обрабатывающие и интерпретационные системы, так как система автоматически распознает и считывает соответствующую информацию с заголовка файла и с заголовков трасс.

По разным обстоятельствам были разработаны и другие форматы регистрации сейсмических данных, которые продолжают применяться в некоторых организациях и в настоящее время. С вводом таких данных в некоторые обрабатывающие системы могут возникать трудности, хотя при наличии хорошего описания формата и полевого журнала оператора такие трудности часто могут быть решаемы. При этом, возможно, часть информации придется вводить в систему вручную.

Правильность ввода данных и качество первичного (полевого) материала оценивается при анализе волновой картины. Обычно для этого все введенные данные (или определенная часть их) визуализируются на дисплее ЭВМ (повальный вывод) в том порядке, в каком они были получены в поле, то есть в сортировке ОПВ, с минимальным применением процедур обработки (только для целей оптимальной визуализации данных на экране).

Волновая картина.

Волновая картина - это то, в каком виде на сводных сейсмо­граммах отображается волновое поле данного источника, т.е. характер регистрации волн на сейсмограммах,их динамические и кинематические параметры, области прослеживаемости на профиле, регулярные и нерегулярные помехи (рис.31).

 

Динамические параметры волн: форма записи колебаний, ампли­туда (сравнительная или в мм), частотный состав (видимый период), выдержанность динамических параметров по профилю.

Кинематические параметры волн: времена вступлений, кажущаяся скорость, форма оси синфазности, изменения кажущейся скорости по профилю.

Помехи характеризуются амплитудой (сравнительнойили в мм), частотным составом (видимым периодом), кажущейся скоростью (если регулярная помеха), изменением этих свойств по профилю и во времени регистрации.

Корреляция волн.

Корреляцией (фазовой корреляцией, пикированием) волн называют процесс прос­леживания от трассы к трассе какой-либо фазы (экстремума) волны. Линию, соединяющую одинаковые фазы одной и той же волны на разных трассах, называют осью синфазности. Она представляет собой годо­граф фазы волны в масштабе сейсмограммы.

Отождествление волн производят по совокупности динамических и кинематических признаков: 1) повторяемости формы записи от трассы к трассе; 2) плавности изменения кажущейся скорости и амплиту­ды по мере удаления от источника.

Прямую волну и преломленные волны часто можно коррелировать по первым вступлениям, т.е. по началу колебаний (рис.37). Отраженные волны коррелируют только по фазе. При этом для уменьшения ошибки в определении глубины границы, надо стремиться выбрать фазу волны возможно ближе к началу колебаний.

Одновременно с корреляцией волн определяетсяих природа и дается описание всей волновой картины (рис. 31).

 

Ввод статических поправок.

Для решения обратной задачи сейсморазведки геологические среды аппроксимируются сравнительно простыми моделями. Например: поверхность наблюдений предполагают плоской и горизонтальной, покрывающую толщу считают однородной и изотропной, отражающую границу считают плоской и т. д. Реальные среды могут сильно отличаться от этих моделей. Для того, чтобы наблюденные данные лучше соответствовали принятым моделям, вводят поправки, которые называются статическими, так каких величина зависит лишь от местоположения точки приема (возбуждения), но не зависит от взаиморасположения источника и приемников и от времени вступления волны.

Поправка за рельеф (, рис.32, а). При вводе этой поп­равки сейсмоприемники как бы опускаются (или поднимаются) до уровня (линии) приведения

(4.11)

Поправка за ЗМС (, рис. 32, б). Так как в ЗМС отраженные и преломленные волны распространяются почти вертикально из-за боль­шого перепада скоростей на подошве ЗМС, то при вычислении статичес­ких поправок лучи считаются вертикальными. Поправка за ЗМС вводится для того, чтобы исключить запаздывание волн, создаваемое за счет меньшей скорости в ЗМС, т.е. слой ЗМС как бы замещает­ся слоем коренных пород

(4.12)

где - средняя скорость в покрывающей толще (ниже ЗМС).

Поправка за ЗМС и поправка за рельеф образуют общую поправку за пункт приема, которая вычитаетсяиз наблюденного времени

(4.13)

Поправка за пункт взрыва (, рис. 32, в) приводит точку взрыва к поверхности однородной среды

(4.14)

Поправка за пункт взрыва прибавляется к наблюденным временам всех сейсмограмм, полученных с этого пункта взрыва.

Поправка за фазу (, рис. 32, г) мало зависит от параметров среды и, можно сказать, является аппаратурной поправкой. При корреляции некоторой волны на одних участках сейсмограммы её можно выделять по первым вступлениям, на других - по первому или второму экстремуму. Чтобы построить годограф этой волны, все времена надо привести к одному экстремуму, лучше всего ко времени первого вступления. Тогда от значений времен, полученных по фазовой корре­ляции ( или ) вычитают поправку за фазу

(4.15)

Значение поправки за фазу определяется по тем трассам, где хорошо видны первое вступление и фазы волны. При вводе поправки за фазу нужно следить за неизменностью формы волны от трассы к трассе, иначе могут быть существенные ошибки.