RU2670358C1 - Method of dynamic correction of reflected waves with use of refracted waves - Google Patents

Abstract

FIELD: data processing.SUBSTANCE: invention relates to methods of processing a seismic record and can be used in the process of correcting the dynamic characteristics of reflected waves due to the heterogeneity of the conditions of excitation and registration. According to the claimed solution, the influence of heterogeneity of the excitation and registration conditions is calculated from refracted waves using a three-factor mathematical model. Introduce an amendment for the geometric divergence of refracted waves. Extract the refracted waves from the seismic record and transfer to their amplitude spectra. Construct a system of equations according to the three-factor mathematical model and solve it at each frequency. Use the model parameters found in the process of reverse filtration of a seismic record. Correct the amplitude of the seismic record the same way. As a result, the influence of the excitation and registration conditions on the dynamic characteristics of the reflected waves leads to a single level.EFFECT: increasing the accuracy of the data obtained by correctly calculating and compensating for the effect of inhomogeneity of the excitation conditions and registration on the dynamic characteristics of the reflected waves.3 cl, 10 dwg

Description

ВОЛН ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯWAVE TECHNICAL FIELD TO WHICH THE INVENTION RELATES.

В общем, настоящее изобретение относится к способам обработки сейсмической записи и может быть использовано в процессе коррекции динамических характеристик отраженных волн за неоднородность условий возбуждения и регистрации.In general, the present invention relates to methods for processing seismic recording and can be used in the process of correcting the dynamic characteristics of reflected waves for heterogeneity of the excitation and recording conditions.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

При обработке сейсмических материалов важно скомпенсировать влияние неоднородности условий возбуждения и регистрации, искажающее сейсмический импульс, при этом сохранив действие глубинных факторов. Известна работа [3], в которой для достижения единственности решения задачи разделения глубинных и поверхностных факторов поля преломленных волн используют соотношения, полученные в работе [2]. Задействованные соотношения между преломленными волнами требуют, чтобы в одной и той же точке сейсмического профиля поверхностные условия оказывали одинаковое воздействие как на возбуждение сигнала, так и на его регистрацию. На практике в наземной сейсморазведке это условие не выполняется в связи с тем, что значительное воздействие на возбуждение сигнала оказывают условия заложения заряда во взрывной скважине, а качество регистрации сигнала во многом зависит от характера сцепления регистрирующего устройства с землей.When processing seismic materials, it is important to compensate for the influence of inhomogeneity of the excitation and recording conditions that distort the seismic pulse, while maintaining the effect of the deep factors. Known is the work [3], in which to achieve the uniqueness of the solution of the problem of separating the deep and surface factors of the field of refracted waves, they use the relations obtained in [2]. The involved relationships between the refracted waves require that the surface conditions at the same point of the seismic profile have the same effect on both the excitation of the signal and its registration. In practice, this condition is not fulfilled in ground seismic prospecting due to the fact that a charge in a blast hole has a significant effect on the excitation of a signal, and the quality of signal acquisition largely depends on the nature of the coupling of the recording device to the ground.

Известен способ пересчета головных волн [1, 5, 6], в котором также используют соотношения, полученные в работе [2], для выделения из сейсмической записи преломленных волн и построения сейсмических разрезов по преломленным волнам (в этих работах преломленные волны называют головными, предполагая, что эти волны скользят вдоль границы преломления). Реализуемый в этом способе пересчет преломленных волн не позволяет разделить волновое поле на глубинные и поверхностные факторы, а лишь пересчитывает волновое поле преломленных волн из одной точки наблюдения в другую. Поэтому возможное применение этого способа при обработке отраженных волн неэффективно.A known method of recalculation of head waves [1, 5, 6], which also uses the relations obtained in [2], to isolate refracted waves from a seismic record and to construct seismic sections along refracted waves (in these works, the refracted waves are called head waves, assuming that these waves slide along the refractive boundary). The recalculation of refracted waves implemented in this method does not allow to divide the wave field into deep and surface factors, but only recalculates the wave field of refracted waves from one observation point to another. Therefore, the possible application of this method in the processing of reflected waves is inefficient.

Однако науке неизвестен способ, в котором поверхностные и глубинные факторы определяют по преломленным волнам, а применяют их при обработке отраженных волн.However, science does not know the way in which the surface and deep factors are determined by the refracted waves, and they are used in the processing of reflected waves.

Характеристика прототипаCharacteristics of the prototype

Прототипом предложенного изобретения выступает способ, описанный в патенте США 5173879 «Surface-consistent minimum-phase deconvolution». К совпадающим существенным признакам относится необходимость представления сейсмической записи в виде математической модели, которая в трехфакторном виде оказывается единой как для прототипа, так и для настоящего изобретения.The prototype of the proposed invention is the method described in US Pat. No. 5,173,879 "Surface-consistent minimum-phase deconvolution". Coherent essential features include the need to present a seismic record in the form of a mathematical model, which in a three-factor form turns out to be the same for both the prototype and the present invention.

В качестве отличительных признаков выступает тип используемых в модели волн. В прототипе рассматривают модель отраженных волн, пренебрегая зависимостью амплитуды отражения в зависимости от угла падения волны. В настоящем способе используют трехфакторную модель преломленных волн и вычисление параметров модели выполняют по выделенным из сейсмической записи преломленным волнам.The distinctive features are the type of waves used in the model. In the prototype, a model of reflected waves is considered, neglecting the dependence of the reflection amplitude depending on the angle of incidence of the wave. In the present method, a three-factor model of refracted waves is used, and the calculation of model parameters is performed using refracted waves selected from a seismic record.

В прототипе рассматривают следующую математическую модель, предполагая, что геометрическое расхождение для отраженных волн введено корректно:The prototype considers the following mathematical model, assuming that the geometrical divergence for the reflected waves is entered correctly:

Где f(ω, x_S, x_R) - логарифм амплитудного спектра сейсмической трассы, зарегистрированной в пункте приема (ПП) x_R и связанной с пунктом возбуждения (ПВ) x_S; a(ω, x_S) - фактор условий возбуждения, содержащий логарифм амплитудного спектра сигнала источника в окрестности ПВ x_S и характеристику условий возбуждения; b(ω, x_R) - фактор условий регистрации, включающий логарифм АЧХ приемника и характеристику условий регистрации в окрестности ПП x_R;

- логарифм амплитудного спектра импульсной характеристики среды, относящейся к общей глубинной точке (ОГТ)

(структурный фактор); p(ω, x_S-x_R) - логарифм амплитудного спектра удаления источник-приемник (фактор удаления); ω - частота. Каждую сейсмическую трассу представляют в виде модели (1) и составляют систему линейных уравнений, которую решают методом Гаусса-Зейделя или методом наименьших квадратов. Решив систему уравнений, используют поверхностные факторы для расчета обратного фильтра, который сворачивают с соответствующей сейсмической трассой.Where f (ω, x _S , x _R ) is the logarithm of the amplitude spectrum of the seismic trace recorded at the receiving point (TL) x _R and associated with the point of excitation (PT) x _S ; a (ω, x _S ) is the excitation conditions factor, which contains the logarithm of the amplitude spectrum of the source signal in the vicinity of the PV x _S and the characteristics of the excitation conditions; b (ω, x _R ) is the factor of registration conditions, including the logarithm of the receiver’s frequency response and the characteristic of the registration conditions in the vicinity of the PCR x _R ;

- logarithm of the amplitude spectrum of the impulse response of the medium related to the common depth point (GBS)

(structural factor); p (ω, x _S -x _R ) is the logarithm of the amplitude spectrum of the source-receiver removal (removal factor); ω is the frequency. Each seismic trace is represented as a model (1) and constitutes a system of linear equations, which is solved by the Gauss-Seidel method or by the least squares method. Having solved the system of equations, they use surface factors to calculate the reverse filter, which is minimized with the corresponding seismic line.

Критика прототипаCriticism of the prototype

У составленной системы уравнений ранг матрицы оказывается меньше количества неизвестных и для регулярной системы наблюдений с шагом ПВ равным шагу ПП при достаточном количестве ПВ и ПП дефект матрицы равен девяти [7], что обуславливает вырожденность такой матрицы. Как известно, вырожденные матрицы обладают нуль многообразием, и системы уравнений с вырожденными матрицами имеют множество решений.For the compiled system of equations, the rank of the matrix is less than the number of unknowns and for a regular observation system with a step of SP equal to the step of the SP with a sufficient number of SPs and SPs, the matrix defect is nine [7], which causes the matrix to degenerate. As is known, degenerate matrices have zero manifold, and systems of equations with degenerate matrices have many solutions.

При исследовании рассматриваемой матрицы было установлено, что вектора нуль многообразия, описываются полиномиальными функциями [9]. Исследовав форму векторов нуль-многообразия, было предложено дополнить систему уравнений посредством введения ограничений на искомые параметры [4, 8]. Таким образом если, например, вектора нуль-многообразия описывается только линейной составляющей, то из решения устраняют линейную компоненту решения, даже если в действительности на местности имеет место быть линейный тренд поверхностных факторов.In the study of the matrix under consideration, it was found that the zero vector of the manifold is described by polynomial functions [9]. Investigating the form of the vectors of zero-manifold, it was proposed to supplement the system of equations by introducing restrictions on the desired parameters [4, 8]. Thus, if, for example, the vector of the null-manifold is described only by the linear component, then the linear component of the solution is eliminated from the solution, even if in reality there is a linear trend of surface factors on the ground.

Иногда рассматривают трехфакторную модель среды, принимая при этом структурный фактор модели за постоянное значение. В этом случае дефект матрицы уменьшается. В описании прототипа изобретения указано, что даже в случае четырехфакторной модели реализуемый этом прототипе способ предполагает независимость амплитуды отражения сигнала от угла падения луча на отражающую границу. При этом науке известно о сложном характере отражения сигнала в зависимости от угла падения волны на отражающую границу [8]. На основании вышесказанного следует, что с помощью четырехфакторной модели и, тем более, с помощью трехфакторной модели невозможно корректно описать изменение динамических характеристик отраженных волн. На практике это приводит к неправильному разделению поля отраженных волн на глубинные и поверхностные факторы, что в результате отрицательно сказывается на этапе динамической интерпретации.Sometimes a three-factor model of the environment is considered, taking the structural factor of the model as a constant value. In this case, the defect matrix is reduced. In the description of the prototype of the invention, it is indicated that even in the case of a four-factor model, the method implemented by this prototype assumes independence of the amplitude of reflection of the signal from the angle of incidence of the beam on the reflecting boundary. At the same time, science is aware of the complex nature of signal reflection, depending on the angle of wave incidence on the reflecting boundary [8]. Based on the above, it follows that using the four-factor model and, especially, using the three-factor model, it is impossible to correctly describe the change in the dynamic characteristics of the reflected waves. In practice, this leads to an incorrect separation of the field of reflected waves into deep and superficial factors, which, as a result, negatively affects the stage of dynamic interpretation.

Так как известная четырехфакторная модель (1) описывает изменение динамических характеристик именно отраженных волн, то при переходе этой модели в трехфакторную (в предположении о постоянстве структурного фактора), модель по-прежнему используется применительно к отраженным волнам, поэтому в расчетах оперируют динамическими характеристиками отраженных волн, что подтверждает новизну предлагаемого способа.Since the well-known four-factor model (1) describes the change in the dynamic characteristics of the reflected waves, then when this model transitions to the three-factor model (assuming that the structural factor is constant), the model is still used in relation to reflected waves, therefore, in the calculations, the dynamic characteristics of the reflected waves are used in the calculations that confirms the novelty of the proposed method.

Сложность поправки за геометрическое расхождение отраженных волн, которая рассчитывается эмпирически и требует знаний о глубинном строении (в простейшем случае знаний о средних скоростях), также относится к недостаткам существующего способа. Некорректный учет геометрического расхождения ведет к большему несоответствию математической модели и наблюденных данных.The complexity of the correction for the geometric divergence of the reflected waves, which is calculated empirically and requires knowledge of the deep structure (in the simplest case of knowledge of average speeds), also refers to the shortcomings of the existing method. Incorrect consideration of geometrical discrepancies leads to a greater discrepancy between the mathematical model and the observed data.

В предлагаемом способе рассматривается трехфакторная модель преломленных волн. Так как преломленные и отраженные волны возбуждаются и регистрируются единым для каждой сейсмической трассы источником и приемником, то рассчитанные по преломленным волнам поверхностные факторы оказывают схожее влияние и на отраженные волны. Отсутствие структурного фактора у преломленных волн и простота учета геометрического расхождения, которое в простейшем случае может быть рассчитано без дополнительных знаний о глубинном строении, обуславливают хорошее соответствие математической модели наблюденным данным, что является безусловным преимуществом настоящего изобретения.In the proposed method, a three-factor model of refracted waves is considered. Since the refracted and reflected waves are excited and recorded by a single source and receiver for each seismic path, the surface factors calculated from the refracted waves have a similar effect on the reflected waves. The absence of a structural factor in refracted waves and the simplicity of taking into account the geometric discrepancy, which in the simplest case can be calculated without additional knowledge of the deep structure, cause a good correspondence of the mathematical model with the observed data, which is an absolute advantage of the present invention.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа, позволяющего в процессе обработки отраженных волн корректно рассчитать и скомпенсировать влияние неоднородности условий возбуждения и регистрации.The present invention is to create a method that allows in the process of processing the reflected waves to correctly calculate and compensate for the influence of the heterogeneity of the conditions of excitation and registration.

Техническим результатом настоящего изобретения является корректный расчет и компенсация влияния неоднородности условий возбуждения и регистрации на динамические характеристики отраженных волн. Технический результат достигается тем, что влияние неоднородности условий возбуждения и регистрации рассчитывают по преломленным волнам с использованием трехфакторной математической модели.The technical result of the present invention is the correct calculation and compensation of the influence of heterogeneity of the conditions of excitation and registration on the dynamic characteristics of the reflected waves. The technical result is achieved by the fact that the influence of the heterogeneity of the conditions of excitation and registration is calculated from the refracted waves using a three-factor mathematical model.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Согласно настоящему изобретению предложен способ коррекции динамических характеристик отраженных волн за неоднородность условий возбуждения и регистрации.According to the present invention, a method is proposed for correcting the dynamic characteristics of reflected waves due to the non-uniformity of the excitation and recording conditions.

По сейсмической записи выделяют преломленные волны и вводят поправку за геометрическое расхождение для преломленных волн. Определяют диапазон удалений источник-приемник в котором наилучшим образом проявлены преломленные волны. Выделенные преломленные волны переводят в частотную область посредством прямого преобразования Фурье. Составляют систему уравнений, матрица которой соответствует расположению пунктов возбуждения и пунктов приема на местности, а также удалению источник-приемник. Правая часть системы уравнений представлена в виде амплитудных спектров выделенных преломленных волн. Для каждой частоты отдельно решают систему уравнений. С помощью найденных параметров модели рассчитывают необходимый обратный фильтр, который сворачивают с соответствующей сейсмической трассой, используемой для дальнейшего получения сейсмического разреза по отраженным волнам. В итоге влияние поверхностных факторов приводят к единому уровню.According to seismic recording, the refracted waves are isolated and a correction for the geometric divergence for the refracted waves is introduced. Determine the range of source-receiver deletions in which refracted waves are best manifested. The selected refracted waves are transferred to the frequency domain by means of the direct Fourier transform. They make up a system of equations whose matrix corresponds to the location of the points of excitation and points of reception on the ground, as well as the removal of the source-receiver. The right side of the system of equations is presented in the form of amplitude spectra of the selected refracted waves. For each frequency, the system of equations is solved separately. Using the found parameters of the model, the required return filter is calculated, which is minimized with the corresponding seismic line used to further obtain a seismic section using reflected waves. As a result, the influence of surface factors lead to a single level.

При необходимости корректируют амплитуду сейсмической записи. Для этого решают систему уравнений, у которой правая часть состоит из среднеквадратических значений амплитуд выделенных преломленных волн. Затем каждую сейсмическую трассу корректируют таким образом, чтобы привести влияние поверхностных факторов к единому уровню.If necessary, adjust the amplitude of the seismic record. To do this, solve the system of equations, in which the right side consists of the root-mean-square values of the amplitudes of the selected refracted waves. Then each seismic trace is adjusted in such a way as to bring the influence of surface factors to a single level.

К существенным признакам настоящего изобретения относится то, что разделение факторов на поверхностные и глубинные производят по преломленным волнам с введенной поправкой за геометрическое расхождение для преломленных волн, но используют рассчитанные факторы при обработке отраженных волн.The essential features of the present invention include the fact that the separation of factors into superficial and deep are produced by refracted waves with the introduced correction for the geometric divergence for refracted waves, but using the calculated factors when processing reflected waves.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Сопровождающими изображениями демонстрируется пример получения результата высокого качества при использовании настоящего изобретения, а также поясняется сущность изобретения. Представленные иллюстрации относятся к одному сейсмическому профилю, который включает 594 пункта возбуждения.The accompanying images demonstrate an example of obtaining a high quality result using the present invention, and also the essence of the invention is explained. The illustrations presented refer to a single seismic profile that includes 594 excitation points.

Фиг. 1 - схема распространения преломленной волны и отраженной.FIG. 1 is a diagram of the propagation of a refracted wave and a reflected one.

Фиг. 2 - пример сейсмической записи с введенной поправкой за геометрическое расхождение для отраженных волн в сортировке общего пункта возбуждения (ОПВ).FIG. 2 shows an example of a seismic record with an introduced correction for the geometric divergence for reflected waves in the sorting of a common excitation point (OPV).

Фиг. 3 - пример сейсмической записи с введенной поправкой за геометрическое расхождение для отраженных волн в сортировке общего пункта приема (ОПП).FIG. 3 is an example of a seismic record with an introduced correction for the geometrical divergence for reflected waves in the sorting of the common receiving point (RP).

Фиг. 4 - пример сейсмической записи с введенной поправкой за геометрическое расхождение для отраженных волн в сортировке общей глубинной точки (ОГТ).FIG. 4 shows an example of a seismic record with an introduced correction for the geometric divergence for reflected waves in the common depth point (GBS) sorting.

Фиг. 5 - пример выделенных преломленных волн с введенной поправкой за геометрическое расхождение для преломленных волн.FIG. 5 - an example of the selected refracted waves with the introduced correction for the geometrical divergence for the refracted waves.

Фиг. 6 - план сейсмических наблюдений.FIG. 6 - plan of seismic observations.

Фиг. 7А-7С - результат разложения поля преломленных волн с введенной поправкой за геометрическое расхождение для преломленных волн на фактор условий возбуждения, фактор условий регистрации и фактор удаления соответственно (представлены в логарифмическом масштабе).FIG. 7A-7C is the result of the decomposition of the field of refracted waves with the correction for the geometrical divergence introduced for the refracted waves into a factor of excitation conditions, a factor of registration conditions and a removal factor, respectively (presented on a logarithmic scale).

Фиг. 8 - результат компенсации влияния неоднородности условий возбуждения и регистрации сейсмической записи, изображенной на фиг. 2.FIG. 8 shows the result of the compensation of the influence of the non-uniformity of the excitation conditions and the recording of the seismic record shown in FIG. 2

Фиг. 9 - результат компенсации влияния неоднородности условий возбуждения и регистрации сейсмической записи, изображенной на фиг. 3.FIG. 9 is the result of the compensation of the influence of the non-uniformity of the excitation conditions and the recording of the seismic record shown in FIG. 3

Фиг. 10 - результат компенсации влияния неоднородности условий возбуждения и регистрации сейсмической записи, изображенной на фиг. 4FIG. 10 is the result of compensating for the influence of the heterogeneity of the excitation conditions and the recording of the seismic record shown in FIG. four

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Описание осуществления изобретения приводится на примере наземной сейсморазведки 2D, однако предлагаемый способ может быть применен к данным морской, донной и другим видам сейсморазведки с многократным перекрытием как 2D съемок так и 3D и др.Description of the implementation of the invention is given on the example of ground seismic surveys 2D, however, the proposed method can be applied to data of marine, bottom and other types of seismic surveys with multiple overlapping of both 2D surveys and 3D, etc.

Основная идея настоящего изобретения заключается в том, что неоднородность условий возбуждения и регистрации одинаково сказывается как на преломленных, так и на отраженных волнах. На фиг. 1 схематически пунктирными линиями показаны траектории распространения преломленной и отраженной волны в двухслойной модели среды, при чем преломленная волна распространяется по пути 1-2-3-4, а отраженная по пути 1-5-6-7-4. x_S и x_R означают положение пункта возбуждения и пункта приема соответственно, V₁ и V₂ скорость в слое выше границе преломления и ниже ее соответственно. Траектория распространения преломленной волны в верхнем слое (отрезки 1-2 и 3-4 на фиг. 1) близка к траектории распространения отраженной волны в этом же слое (отрезки 1-5 и 7-4 на фиг. 1). Это свойство широко применяется при расчете статических поправок по преломленным волнам. В настоящем изобретении это же свойство используется для динамической коррекции отраженных волн, в результате чего компенсируется эффект, оказываемый на динамические характеристики волны выше границы преломления.The basic idea of the present invention is that the heterogeneity of the excitation and registration conditions equally affects both the refracted and the reflected waves. FIG. Figure 1 shows schematically dotted lines the propagation trajectories of a refracted and reflected wave in a two-layer model of the medium, with the refracted wave propagating along the path 1-2-3-4, and reflected along the path 1-5-6-7-4. x _S and x _R indicate the position of the point of excitation and the point of reception, respectively, V ₁ and V _{2 are the} velocities in the layer above the refractive boundary and below it, respectively. The path of propagation of the refracted wave in the upper layer (segments 1-2 and 3-4 in Fig. 1) is close to the path of propagation of the reflected wave in the same layer (segments 1-5 and 7-4 in Fig. 1). This property is widely used in the calculation of static corrections for refracted waves. In the present invention, the same property is used for the dynamic correction of reflected waves, as a result of which the effect on the dynamic characteristics of the wave above the refractive boundary is compensated.

На первом этапе для сейсмической записи, полученной по методу отраженных волн общей глубинной точки (MOB ОГТ), определяют диапазон удалений источник-приемник, на котором наилучшим образом проявлены преломленные волны и производят их выделение. Для выделенных преломленных волн вводят поправку за геометрическое расхождение для преломленных волн. Выделение преломленных волн может быть осуществлено посредством пикировки преломленной волны с последующим заданием временного окна анализа. Поправка за геометрическое расхождение может быть рассчитана по следующей формуле:At the first stage, for the seismic recording, obtained by the method of reflected waves of the common depth point (MOB CDF), determine the range of source-receiver deletions, at which the refracted waves are best manifested and produce their selection. For selected refracted waves, a correction for the geometric divergence for refracted waves is introduced. The selection of refracted waves can be carried out by picking a refracted wave, followed by setting the analysis time window. The correction for the geometric discrepancy can be calculated by the following formula:

Где k(X_S, X_R) - поправка за геометрическое расхождение, которая умножается на амплитуды выделенных преломленных волн, t₀ - «время пробега» при продолжении годографа преломленной волны в точку с нулевым удалением, V₁ - средняя скорость до границы преломления. Информация о скорости и времени пробега может быть получена на этапе расчета априорной статики. В простейшем случае, при малой глубине залегания преломляющей границы, первое слагаемое в формуле (2) может быть опущено.Where k (X _S , X _R ) is the correction for the geometric discrepancy, which is multiplied by the amplitudes of the selected refracted waves, t ₀ is the “travel time” when the hodograph of the refracted wave continues to the point with zero distance, V ₁ is the average speed to the refractive boundary. Information on speed and travel time can be obtained at the stage of calculating a priori statics. In the simplest case, with a small depth of the refracting boundary, the first term in formula (2) can be omitted.

Пример сейсмической записи с введенной поправкой за геометрическое расхождение для отраженных волн в сортировке общего пункта возбуждения (ОПВ), общего пункта приема (ОПП), общей глубинной точки (ОГТ) представлены соответственно на фиг. 2-4, на которых видно, что динамические характеристики всех типов волн меняются в зависимости от положения источников и приемников, то есть являются поверхностно-согласованными.An example of a seismic record with the introduced correction for the geometric divergence for the reflected waves in the sorting of the common point of excitation (OPV), the common point of reception (OPP), the common depth point (GBS) are presented respectively in FIG. 2-4, which shows that the dynamic characteristics of all types of waves vary depending on the position of the sources and receivers, that is, they are surface consistent.

Пример выделенных преломленных волн с введенной поправкой за геометрическое расхождение для преломленных волн в сортировке ОПП представлен на фиг. 5. Диапазон удалений выбран от -3100 до -2400 м. и от 2400 до 3100 м. Для лучшего восприятия, на фиг. 6 преломленные волны приведены к нулевому времени с помощью кинематической поправки. При осуществлении настоящего изобретения, ввод кинематической поправки не обязателен.An example of the selected refracted waves with the introduced correction for the geometric divergence for the refracted waves in the OPP sorting is presented in FIG. 5. The range of deletions is chosen from -3100 to -2400 m. And from 2400 to 3100 m. For better perception, in FIG. 6 the refracted waves are reduced to zero time with the help of the kinematic correction. When implementing the present invention, the input of the kinematic correction is not required.

С помощью прямого преобразования Фурье вычисляют амплитудные спектры выделенных преломленных волн. Используют существующую в сейсморазведке математическую модель распространения преломленных волн [2]:Using the direct Fourier transform, the amplitude spectra of the selected refracted waves are calculated. A mathematical model of propagation of refracted waves existing in seismic exploration is used [2]:

Где F(ω, x_S, x_R) - комплексный спектр выделенных преломленных волн, зарегистрированных в ПП x_R при положении источника в ПВ x_S; A(ω, x_S) - комплексная спектральная характеристика источника в окрестности ПВ x_S (фактор условий возбуждения); W(ω, x_S, x_R) - комплексная спектральная характеристика среды вблизи границы преломления на интервале от x_S до x_R (фактор удаления), ассоциируемая с неупругим поглощением; B(ω, x_R) комплексная спектральная характеристика приемника в окрестности ПП x_R (фактор условий регистрации); ω - частота.Where F (ω, x _S , x _R ) is the complex spectrum of the selected refracted waves recorded in SP x _R at the position of the source in PV x _S ; A (ω, x _S ) is the complex spectral characteristic of the source in the vicinity of the PV x _S (factor of excitation conditions); W (ω, x _S , x _R ) is the complex spectral characteristic of the medium near the refractive boundary in the interval from x _S to x _R (removal factor) associated with inelastic absorption; B (ω, x _R ) is the complex spectral characteristic of the receiver in the vicinity of the PP x _R (factor of registration conditions); ω is the frequency.

С помощью формулы (4) переходят к амплитудным спектрам:With the help of formula (4) go to the amplitude spectra:

Науке известен экспоненциальный характер неупругого поглощения энергии сейсмической волны:Science knows the exponential nature of the inelastic absorption of seismic wave energy:

Где λ - коэффициент поглощения.Where λ is the absorption coefficient.

С учетом выражения (5) мультипликативную модель амплитудных спектров (4) удобно переписать в виде суммы логарифмов, изменив при этом буквенные обозначения с заглавных на строчные:Taking into account expression (5), it is convenient to rewrite the multiplicative model of amplitude spectra (4) as a sum of logarithms, changing the letter designations from uppercase to lowercase:

Переход к логарифмической записи позволяет рассматривать линеаризованную модель.The transition to a logarithmic record allows us to consider a linearized model.

Как правило, при оценке амплитудных спектров сейсмических волн выбирают достаточно широкие временные окна. В настоящем изобретении целесообразно применять оконное преобразование Фурье и/или сглаживать амплитудные спектры, так как зачастую наименее зашумленные преломленные волны на сейсмической записи, полученной по методу отраженных волн общей глубинной точки (MOB ОГТ), регистрируются в узком интервале времен.As a rule, when estimating the amplitude spectra of seismic waves, rather wide time windows are chosen. In the present invention, it is advisable to apply the window Fourier transform and / or smooth the amplitude spectra, since often the least noisy refracted waves in seismic recordings obtained by the method of reflected waves of the common depth point (MOB CDP) are recorded in a narrow time interval.

Составляют систему уравнений. Матрица данной системы соответствует расположению пунктов возбуждения и пунктов приема, а также расстоянию источник-приемник.Make up a system of equations. The matrix of this system corresponds to the location of the points of excitation and points of reception, as well as the distance of the source-receiver.

В случае, когда запись сортирована по «ПВ - УДАЛЕНИЕ», шаг ПВ равен шагу ПП и диапазон удалений подобран таким образом, что каждому источнику соответствует три приемника, то для фланговой расстановки матрица записывается в следующем виде:In the case where the record is sorted by "PV - DELETE", the PV step is equal to the step of the PP and the range of deletions is chosen so that each source corresponds to three receivers, then for the flank placement the matrix is written in the following form:

Где |1₁|, |1₂|, |1₃| - абсолютное значение удаления источник-приемник, которым для краткости записи было заменено выражение |x_S-x_R|.Where | 1 ₁ |, | 1 ₂ |, | 1 ₃ | is the absolute value of the source-receiver deletion, which, for the sake of brevity, was replaced with the expression | x _S -x _R |.

В составленной матрице (7) в первых трех строках меняется положение приемника при неизменном положении источника. Затем меняется положение источника и процесс повторяется. Согласно представленной матрице (7) фактор удаления в логарифмическом масштабе характеризуется поглощением с линейной зависимостью от расстояния и постоянным коэффициентом поглощения в пределах одной ОГТ.In the compiled matrix (7) in the first three lines the position of the receiver changes at the same source position. Then the source position is changed and the process is repeated. According to the presented matrix (7), the removal factor on a logarithmic scale is characterized by absorption with a linear dependence on distance and a constant absorption coefficient within the limits of a single GBS.

Стоит отметить, что в поставленной задаче важную роль играет план сейсмических наблюдений. Представленные на фиг. 2-фиг. 5 и фиг. 7-фиг. 10 материалы получены согласно плану наблюдений, изображенного на фиг. 6, где ось x_S означает положение пунктов возбуждения, a x_R положение пунктов приема. Матрица, составленная для такого плана сейсмических наблюдений, при достаточном количестве пунктов возбуждения и пунктов регистрации обладает дефектом равным одному.It is worth noting that the seismic observation plan plays an important role in the task. Presented in FIG. 2-fig. 5 and FIG. 7 FIG. 10 materials were obtained according to the observation plan shown in FIG. 6, where the axis x _S means the position of the excitation points, ax _{R the} position of the receiving points The matrix compiled for such a plan of seismic observations, with a sufficient number of excitation points and registration points, has a defect equal to one.

Составленную систему уравнений решают методом Гаусса-Зейделя либо методом наименьших квадратов:The composed system of equations is solved by the Gauss-Seidel method or the least squares method:

Где х - вектор неизвестных факторов в логарифмическом масштабе, А - составленная матрица, z - вектор, представленный логарифмом значений амплитудных спектров выделенных преломленных волн на определенной частоте. Решение находится для каждой частоты спектра.Where x is a vector of unknown factors on a logarithmic scale, A is a compiled matrix, z is a vector represented by the logarithm of the amplitude spectra of the selected refracted waves at a certain frequency. The solution is found for each frequency of the spectrum.

Для повышения устойчивости решения системы уравнений следует использовать регуляризацию:To increase the stability of solving the system of equations, regularization should be used:

Здесь ρ - параметр регуляризации, I - единичная матрица.Here ρ is the regularization parameter, I is the identity matrix.

Пример решения такой системы уравнений представлен на фиг. 7А-7С. При обработке отраженных волн, наиболее важными являются поверхностные факторы (фиг. 7А-7В), так как они используются для расчета обратного фильтра. Фактор удаления (фиг. 7С) характеризует поглощающие свойства среды.An example of solving such a system of equations is presented in FIG. 7A-7C. When processing the reflected waves, the most important are the surface factors (Fig. 7A-7B), as they are used to calculate the inverse filter. The removal factor (Fig. 7C) characterizes the absorbing properties of the medium.

Найденные факторы найдены в логарифмическом масштабе, поэтому находят их истинные значения с помощью возведения экспоненты в соответствующую степень. Так как в зависимости от способа решения системы уравнений, постоянная составляющая, характеризующая спектр сигнала источника, может входить либо в фактор условий возбуждения, либо в фактор условий регистрации, то предпочтительным вариантом осуществления изобретения является осреднение по всему сейсмическому профилю фактора условий возбуждения и фактора условий регистрации и для каждой сейсмической трассы определение отклонений этих факторов от осредненных значений. Найденные отклонения перемножают, результат возводят в квадрат и выполняют обратное преобразование Фурье. Так находят автокорреляционную функцию фильтра и подают ее на вход алгоритма Левинсона. В результате получают обратный фильтр, который сворачивают с соответствующей сейсмической трассой, используемой для дальнейшего получения сейсмического разреза по отраженным волнам.The found factors are found on a logarithmic scale; therefore, their true values are found by constructing the exponent in the appropriate degree. Since, depending on the method of solving the system of equations, the constant component characterizing the spectrum of the source signal can be included either in the excitation conditions factor or in the recording conditions factor, the preferred embodiment of the invention is averaging the excitation conditions and recording conditions factor over the entire seismic profile and for each seismic trace, the determination of the deviations of these factors from the averaged values. The found deviations are multiplied, the result is squared and the inverse Fourier transform is performed. So find the autocorrelation function of the filter and submit it to the input of the Levinson algorithm. The result is a reverse filter, which is folded with the corresponding seismic line used to further obtain a seismic section on the reflected waves.

В зависимости от способа нахождения обратного фильтра, коррекцию амплитуд за неоднородность условий возбуждения и регистрации выполняют отдельно от коррекции амплитудных спектров. В этом случае множитель z в формулах (8, 9) представляет собой логарифм среднеквадратических значений амплитуд выделенных преломленных волн. Решив систему уравнений (8) или (9), находят истинные значения найденных факторов с помощью возведения экспоненты в соответствующую степень. Определяют осредненное для всего сейсмического профиля значение фактора условий возбуждения и фактора условий регистрации. Амплитуду каждой сейсмической трассы корректируют пропорционально величине отклонение фактора условий возбуждения и фактора условий регистрации от осредненных значений. В итоге влияние поверхностных факторов приводят к единому уровню.Depending on the method of finding the inverse filter, the amplitude correction for the heterogeneity of the excitation and recording conditions is performed separately from the amplitude spectra correction. In this case, the factor z in formulas (8, 9) is the logarithm of the root-mean-square values of the amplitudes of the selected refracted waves. Having solved the system of equations (8) or (9), they find the true values of the factors found using the exponential construction to the appropriate degree. Determine the averaged value of the excitation conditions factor and the registration conditions factor for the entire seismic profile. The amplitude of each seismic trace is adjusted in proportion to the magnitude of the deviation of the excitation conditions factor and the registration conditions factor from the averaged values. As a result, the influence of surface factors lead to a single level.

На фиг. 8-фиг. 10 представлен результат обработки сейсмической записи, изображенной на фиг. 2-фиг. 4, описанным в настоящем изобретении способом. Высокое качество компенсации влияния неоднородности условий возбуждения и регистрации достигнуты преимущественно за счет хорошего соответствия математической модели наблюденным данным, а также за счет простоты учета геометрического расхождения для преломленных волн.FIG. 8 to FIG. 10 shows the result of the seismic recording processing shown in FIG. 2-fig. 4, as described herein. High quality compensation of the influence of heterogeneity of the excitation and recording conditions was achieved mainly due to the good agreement of the mathematical model with the observed data, as well as due to the simplicity of taking into account the geometric divergence for refracted waves.

В приведенном описании под словосочетанием «поверхностные факторы» понимается совокупность факторов за условия возбуждения и за условия регистрации, а под выражением «глубинные факторы» в случае трехфакторной модели подразумевается фактор удаления, в случае четырехфакторной модели подразумевается совокупность факторов удаления и структурного фактора. Это описание сделано с целью иллюстрирования и не должно истолковываться в смысле ограничения. Объем этого изобретения должен определяться исключительно формулировкой патентной формулы, которая следует ниже.In the above description, the phrase “surface factors” means a set of factors for the excitation conditions and registration conditions, and the expression “deep factors” in the case of a three-factor model means the removal factor, in the case of a four-factor model, the set of factors of removal and structural factor is meant. This description is made for the purpose of illustration and should not be construed in the sense of limitation. The scope of this invention should be determined solely by the wording of the patent claims, which follows.

Источники информации:Information sources:

1. Еманов, А.Ф. Динамический пересчет головных волн при обработке данных сейсморазведки / А.Ф.Еманов, В.С. Селезнев, Н.А. Коршик // Геология и геофизика. - 2008. - №10. - С. 1031-1045.1. Emanov, A.F. Dynamic recalculation of head waves in seismic data processing / A.F. Yemanov, V.S. Seleznev, N.A. Korshik // Geology and Geophysics. - 2008. - №10. - p. 1031-1045.

2. Крылов, С.В. Свойства головных волн и новые возможности автоматизации их обработки / С.В.Крылов, В.Н. Сергеев // Геология и геофизика. - 1985. - №4. - С. 92-102.2. Krylov, S.V. Head wave properties and new possibilities for automating their processing / S.V.Krylov, V.N. Sergeev // Geology and Geophysics. - 1985. - №4. - pp. 92-102.

3. Митрофанов, Г.М. Исследование линеаризованной модели для головной волны в связи с задачей обработки данных КМПВ / Г.М. Митрофанов, В.Н. Сергеев // Геология и геофизика. - 1986. - №8. - С. 98-108.3. Mitrofanov, G.M. Study of the linearized model for the head wave in connection with the task of processing the KMPV data / G.M. Mitrofanov, V.N. Sergeev // Geology and Geophysics. - 1986. - №8. - p. 98-108.

4. Митрофанов, Г.М. Псевдоаприорная информация в задаче коррекции частотно-зависимой статики / Г.М. Митрофанов // Математические проблемы интерпретации данных сейсморазведки. - Новосибирск: Наука, 1988. - С. 149-168.4. Mitrofanov, G.M. Pseudo-a priori information in the problem of correcting frequency-dependent statics / G.M. Mitrofanov // Mathematical problems of seismic data interpretation. - Novosibirsk: Science, 1988. - p. 149-168.

5. Полянский, П.О. Применение алгоритма динамического пересчета головных волн к обработке данных ОГТ (северо-западный участок опорного профиля 3-ДВ) / П.О. Полянский, А.С. Сальников, А.Ф. Еманов // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика Н.Н. Пузырева. - Новосибирск, 2014. - С. 238-243.5. Polyansky, P.O. Application of the algorithm for dynamic recalculation of head waves to the processing of GBS data (north-western section of the reference profile 3-DV) / P.O. Polyansky, A.S. Salnikov, A.F. Emanov // Proceedings of the All-Russian Conference dedicated to the 100th anniversary of the birth of Academician N.N. Puzyrev. - Novosibirsk, 2014. - p. 238-243.

6. Селезнев, B.C. Пересчет волновых полей головных волн фильтрами Винера / В.С. Селезнев, А.Ф. Еманов // Геология и геофизика. - 1998. - №4. - С. 536-546.6. Seleznev, B.C. Recalculation of the wave fields of head waves by Wiener filters / V.S. Seleznev, A.F. Yemanov // Geology and Geophysics. - 1998. - №4. - p. 536-546.

7. Cambois, G. Surface-consistent deconvolution in the log / Fourier domain / G. Cambois, P.L. Stoffa // Geophysics. -1992. - vol. 57 (6). - pp. 823-840.7. Cambois, G. Surface-consistent deconvolution in the log / Fourier domain / G. Cambois, P.L. Stoffa // Geophysics. -1992. - vol. 57 (6). - pp. 823-840.

8. Hilterman, F.J. Amplitudes of Seismic waves - a quick look / F.J. Hilterman // Geophysics. - 1975. - v. 40, no 5. - pp. 745-762.8. Hilterman, F.J. Amplitudes of Seismic waves - a quick look / F.J. Hilterman // Geophysics. - 1975. - v. 40, no 5. - pp. 745-762.

9. Wiggins, R.A. Residual analysis as a general linear inverse problem / R.A. Wiggins, K.L. Larner, R.D. Wisecup // Geophysics. - 1976. - vol. 41 (5). - pp. 922-938.9. Wiggins, R.A. General inverse problem / R.A. Wiggins, K.L. Larner, R.D. Wisecup // Geophysics. - 1976. - vol. 41 (5). - pp. 922-938.

Claims (3)

1. Способ коррекции динамических характеристик отраженных волн за неоднородность условий возбуждения и регистрации, заключающийся в том, что вводят поправку за геометрическое расхождение, выделяют участок сейсмической записи с высоким отношением сигнал/помеха, разделяют выделенный участок сейсмической записи на глубинные и поверхностные факторы волнового поля, используют поверхностные факторы для вычисления обратного фильтра, которым обрабатывают соответствующую сейсмическую трассу, отличающийся тем, что выделяемый участок сейсмической записи содержит преломленные волны с введенной поправкой за геометрическое расхождение для преломленных волн.1. The method of correction of the dynamic characteristics of the reflected waves for the heterogeneity of the conditions of excitation and registration, which consists in introducing a correction for the geometric discrepancy, allocate a seismic recording section with a high signal-to-noise ratio, divide the selected seismic recording section into the deep and surface wave field factors, use surface factors to compute the inverse filter that is used to process the corresponding seismic trace, characterized in that the allocated portion of the seismic This record contains refracted waves with the correction for the geometrical divergence introduced for refracted waves. 2. Способ коррекции по п. 1, в котором для расчета поверхностных факторов отраженных используют амплитудные спектры выделенных преломленных волн.2. The correction method according to claim 1, in which the amplitude spectra of the selected refracted waves are used to calculate the surface factors of the reflected factors. 3. Способ коррекции по п. 1, в котором для расчета поверхностных факторов отраженных волн используют среднеквадратические амплитуды выделенных преломленных волн.3. The correction method according to claim 1, in which the root-mean-square amplitudes of the selected refracted waves are used to calculate the surface factors of the reflected waves.

Images