12. Обробка, інтерпретація та сфери застосування сейсморозвідки

12.1. Обробка даних сейсморозвідки

12.1.1. Сутність та кінцеві результати обробки даних сейсморозвідки.

На відміну від інших методів геофізики, інтерпретації даних сейсморозвідки передує дуже трудомісткий етап обробки сейсмограм та магнітограм, спрямований на виділення із сотень зареєстрованих хвиль кількох корисних. З допомогою як раціональної системи спостережень, і складної цифрової обробки матеріалів треба придушити безліч регулярних і нерегулярних хвиль-перешкод і виявити кінематичні (час приходу) і динамічні (амплітуда сигналів) характеристики хвиль. Далі їх треба ідентифікувати одноразовими відбитими чи заломленими (рефрагованими) хвилями.

Таким чином, в результаті обробки сейсмічних даних виходять часи () приходу тих чи інших хвиль на різних відстанях від ПВ (). За ними вручну або автоматично за допомогою ЕОМ будуються:

годографи хвиль (по горизонталі відкладаються, по вертикалі вгору -) (див. рис. 4.2 - 4.7);

філограми (по горизонталі, по вертикалі вниз запису всіх корисних хвиль);

тимчасові розрізи (зазвичай у МОВ та МОГТ): по горизонталі, по вертикалі вниз, дійсне чи перетворене (див. 12.1.2).

Обробка закінчується якісною інтерпретацією виявлених одноразових хвиль, тобто. дається характеристика зміни сейсмічного розрізу по горизонталі та вертикалі. Особливо наочні часові розрізи, у яких видно всі структурні (геометричні) особливості розрізу (див. рис. 4.13).

Мал. 4.13.Тимчасовий розріз МОВ

12.1.2. Обробка сейсмограм та магнітограм.

1.Ручна обробка сейсмограм. Для ручної обробки даних сейсморозвідки використовуються сейсмограми, на яких безперервний аналоговий записпредставлена у видимій формі (рис. 4.10). З цією метою у разі магнітної реєстрації магнітограми листуються на фото-або рулонний папір.

На першому етапі обробки сейсмограм ставлять марки часу з моменту вибуху. Далі ведуть кореляцію, або виділення вступів або фаз однієї і тієї ж хвилі по різних каналах сейсмограми. Вступ хвилі (перше різке відхилення запису сигналу від положення рівноваги) легко визначити для хвиль, що прийшли першими (перші вступи). Як правило, це прямі чи заломлені хвилі. На рис. 4.10 - пряма, - заломлена, - відбита хвилі. Визначити вступ інших корисних хвиль, що особливо прийшли від глибинних кордонів та в умовах інтерференції хвиль, важко, тому ведеться фазова кореляція. І тому на сейсмограмах простежуються осі синфазності, чи фази коливань, тобто. максимуми та мінімуми на записи, що спостерігаються слідом за вступом хвилі і що характеризуються однаковою стійкою формою та амплітудою на сусідніх трасах.

Для поліпшення запису та полегшення виділення тих чи інших корисних хвиль у процесі перезапису польових матеріалів змінюють фільтрацію, посилення, роблять підсумовування сигналів для того, щоб зробити запис візуально чіткішим і кращим для ручної обробки. Виділивши осі синфазності, за марками часу легко знайтичас приходуфази тієї чи іншої хвилі до кожного сейсмоприймача. В отриманий час приходу хвиль вводяться так звані статичні поправки: за зону малих швидкостей потужністю в кілька перших десятків метрів, де швидкості завжди нижчі, ніж у корінних породах, за рельєф, за глибину вибуху та інші, а також поправка за фазу, завдяки якій визначається точний час вступу хвилі.

2.Цифрова обробка сейсмічних даних. Рішення найскладнішихпроблем сейсморозвідки - виділення корисних одноразових відбитих і заломлених (рефрагованих) хвиль від низки меж розділу і натомість сотень хвиль-перешкод було б неможливим без цифрової обробки сейсмічних даних на ЕОМ. " Цифрова революція " у геофізиці відбулася 60 - 70-ті роки, а рівень комп'ютеризації в сейсморозвідці - одне із найвищих серед усіх науково-приклад-них дисциплін.

Основу цифрової обробки сейсмічних даних становлять три види математичних операцій: перетворення Фур'є, згортка (конволюція) сигналів та кореляція.

Перетворення Фур'є перетворюють функції у часовій області (наприклад, короткий імпульс при збудженні пружної хвилі) у функції частотної області (наприклад, тривалий гармонійний запис сигналу, що знімається з сейсмоприймача) і назад. Важливо, що інформація в ході таких перетворень принципово не втрачається, але її обробка зручніша і наочніша іноді в частотній, іноді в тимчасовій областях.

Згортка сигналів - це математичне рішення задачі фільтрації, тобто. операція заміщення кожного елемента вхідного сигналу деяким вихідним із певною ваговою функцією. Одне з цих сигналів береться перевернутим, тобто. у протифазі.

Кореляція виявляє міру подібності двох послідовностей (вибірок якихось даних). Вона аналогічна пакунку, тільки без перевороту однієї з функцій. Наприклад, за допомогою методу взаємної кореляції визначається схожість сигналів двох трас записів сейсмоприймачів. Для покращення подібності до одного з каналів можна ввести тимчасовий зсув.

Метою різних методів цифрової обробки є збільшення відношення сигнал/перешкода, щоб надійно відфільтрувати кратні та інші хвилі-перешкоди, прокорелювати осі синфазності корисних одноразово відбитих або заломлениххвиль, визначити час їхнього приходу по всіх трасах і зміна амплітуд сигналів по них.

3.Побудова тимчасових розрізів. Під час обробки даних МОВ будуються тимчасові розрізи (рис. 4.13).Тимчасовий розрізє певним чином підібрані і перетворені сейсмограми, на яких записи віднесені до нульового часу (), тобто. часу пробігу хвилі при нульовому віддаленні від приймача до джерела. Для цього в спостерігані сейсмограми вводяться так звані кінематичні поправки.

Такі розрізи автоматично виходять при роботахметодомабоцентрового променя, коли сейсмоприймач розташовується поблизу пункту збудження, а запис проводиться одним сейсмореєструючим каналом, наприклад, у методі безперервного сейсмічного профілювання на акваторіях. Якщо зробити монтаж із трас таких записів (навіщо спрямувати вісь часів кожної траси вниз, а поряд на певних відстанях, що відповідають положенню пунктів збудження, розташувати всі сусідні траси), то це і буде тимчасовий розріз.

При багатоканальному автоматичному записі будуються тимчасові розрізи за допомогою ЕОМ. Виділяючи на тимчасових розрізах осі синфазності, відповідні часом приходу одноразових відбитих хвиль, отримуємо лінії , кожна з яких відповідає одній з меж геологічного розрізу, що відбивають.

Тимчасові розрізи хоч і не несуть інформації про глибини залягання меж, що відображають, але дають уявлення про основні риси геологічної будови і є важливим результатом якісної інтерпретації даних МОВ. Якщо середня швидкість не змінюється вздовж профілю, то лінія може бути безпосередньо зіставлена з межею, що відбиває. Знаючи середню швидкість в товщі над межею, що відображає, і закон її зміни з часом,наприклад, за наявним для даного району графіком, легко перебудувати тимчасовий розріз у глибинний. У разі коли залишається постійної вздовж профілю, таке перетворення зводиться до заміни шкали часу на шкалу глибин (див. рис. 4.13). У разі непостійності трансформація тимчасових розрізів у глибинні утруднена і здійснюється за допомогою ЕОМ.

4.Обробка даних МОГТ. Як зазначалося в 11.2.4, у методі загальної глибинної точки (МОГТ) кожної точки профілю () виходить кілька () сейглядас, тобто. запис з різних пунктів збудження (ПВ) та сейсмоприймачів (СП), розташованих симетрично від (точки запису) (див. рис. 4.14). За такої системи спостережень у всіх точках профілю послідовно можуть розташовуватися ПВ і СП, а кількість таких перестановок дорівнює кратності перекриттів ().

Мал. 4.14.До обробки даних МОГТ

Оскільки, крім одноразових хвиль (рис. 4.14), на сейсмограмах реєструється безліч багаторазово відбитих хвиль від усіх меж розділу (рис. 4.12), вони маскують корисні одноразові хвилі. Метою обробки даних МОГТ і є хоча б часткове придушення багаторазово відбитих хвиль. Для цього використовуються складні багатоступінчасті прийоми підсумовування всіх сейглядас із введенням у них кінематичних поправок та отриманням так званих сумотрас. Обробка вимагає великих розрахунків і виконується автоматично на ЕОМ.