Вы здесь

Міграційні перетворення поля заломлених хвиль для визначення будови геологічного середовища

Автор: 
Верпаховська Олександра Олегівна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2006
Артикул:
3406U002839
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
КІНЕМАТИЧНА МІГРАЦІЯ ЗА ПОЛЕМ ЗАЛОМЛЕНИХ ХВИЛЬ
Серед геологічних задач, які вирішуються за допомогою обробки та інтерпретації
поля заломлених хвиль, значне місце займають проблеми мало глибинної сейсміки.
Визначення товщі осадків, які складаються з рихлих порід, над корінними більш
щільними породами; виділення зон порушень, тріщинуватості корінних порід під
осадками; визначення положення рівня ґрунтових вод; вивчення будови верхньої
частини розрізу (ВЧР) - це неповний перелік найбільш важливих задач мало
глибинної сейсміки.
До ВЧР належить зона малих швидкостей (ЗМШ), присутність якої в розрізі
призводить до затримки часу підходу хвиль на денну поверхню. Величина цих
затримок різна і залежить від горизонтальних неоднорідностей, товщини та
швидкості у ЗМШ. Уникнути спотворень спостереженого годографу дозволяє внесення
поправок за ЗМШ. Визначити часові поправки можна, якщо відомі глибинне
положення границі заломлення та гранична швидкість на ній. Ці параметри
отримують застосуванням процедури кінематичної міграції поля заломлених хвиль
до вхідних даних. Основою проведення кінематичної міграції є продовження
часових полів за зустрічною системою годографів.
Вивчення ЗМШ є однією з прикладних задач, яку необхідно вирішити при проведенні
тривимірної сейсморозвідки. Для вирішення цієї задачі проводять додаткові
спостереження: це можуть бути профільні спостереження, або точкові зондування,
які мають більш спрощену схему порівняно з першими та вимагають значно менших
затрат. Ще однією безсумнівною перевагою точкових зондувань є можливість
довільно розміщувати пункти збудження в місцях, які найбільш придатні для
цього. Кінематична обробка даних точкових зондувань дозволяє отримати всю
необхідну інформацію про ЗМШ досліджуваного району та розрахувати часові
поправки.
Існує багато методик, які спрямовані на розрахунок поправок за локальну
неоднорідність верхньої частини розрізу, а відповідно і поправок за ЗМШ. В
будь-якому пакеті обробки сейсмічної інформації є своя програма, яка виконує ці
обчислення. Але в багатьох випадках при обробці даних точкових зондувань
необхідно провести аналіз вхідного матеріалу та проміжних результатів, змінити
параметри обробки під час роботи програм, що не враховано в існуючих методиках.
Тому виникла необхідність розробити спеціальну методику, в якій процес
кінематичної обробки даних точкових зондувань був би інтерактивним та в якій
було б враховано великий об‘єм вхідного матеріалу, що характеризує дані
тривимірної сейсморозвідки. Автором було розроблено алгоритм, створено
відповідний граф обробки даних точкових зондувань та написано програми, які
реалізують нову методику і повністю відповідають згаданим вимогам. Всі програми
об‘єднано в один пакет.
Необхідно відмітити, що розроблена методика з використанням кінематичної
міграції поля заломлених хвиль розрахована на різні схеми точкових спостережень
та може застосовуватись не лише при обробці даних точкових зондувань, а, з
деякими змінами, і інших сейсмічних спостережень.
Продовження часових полів як основа кінематичної міграції
Однією з процедур обробки даних точкових зондувань є кінематична міграція.
Основу розрахунків кінематичної міграції складають продовження часових полів
двох зустрічних годографів з відомою швидкістю в покриваючій товщі.
Головними методами інтерпретації годографів заломлених хвиль є точний метод
полів часу, який дозволяє визначити як границю заломлення, так і граничну
швидкість, та наближені методи: різницевого годографа для визначення граничної
швидкості і спосіб для побудови границь. Метод полів часу дозволяє виконувати
точні, в рамках можливостей геометричної сейсміки, розрахунки граничних
швидкостей та побудови складних за будовою заломлюючих границь. Відомі три
варіанти методу полів часу: графічний, променевий та чисельний. Чисельний
варіант, запропонований Пилипенко В.М. [27-29], базується на продовженнях
часового поля в середовищі шляхом вирішення рівняння ейконалу
скінчено-різницевим методом і є найбільш стійким. Часове поле характеризує
скалярна функція , яка визначає час приходу фронту сейсмічної хвилі в будь-яку
точку простору . Продовження часового поля полягає в визначенні величини для
деякої двовимірної області середовища, яка характеризується заданим розподілом
швидкості , якщо відомі значення на деякій лінії .
Поширення хвиль в двовимірному неоднорідному середовищі в переважній більшості
задач сейсморозвідки описується хвильовим рівнянням [26]:
Кінематичні властивості хвильового рівняння тісно пов‘язані з поняттям
характеристичних ліній, які для хвильового рівняння мають вигляд:
З цього рівняння отримуємо формально рівняння ейконалу, якщо лінію подамо у
вигляді :
де - функція просторових координат.
Рівняння ейконалу описує поведінку фронту хвилі в просторі та часі, або
визначає поведінку лінії рівних фаз. У випадку окремої хвилі такою лінією може
бути фронт хвилі. Якщо відомо положення фронту в часі , то за останньою
формулою може бути визначено його положення в будь-який момент часу . Згідно з
нашим визначенням функція є часовим полем, а рівняння ейконалу описує його
поведінку.
Скінчено-різницеве продовження часового поля базується на сітковому вирішенні
рівняння ейконалу:
, (2.1)
яке записано в декартових координатах x, z. Розрахунок провадиться з
використанням спеціального виду косокутної сітки (рис.2.1a).
Нехай в просторі за безперервним годографом, заданому на інтервалі лінії
профілю , необхідно знайти часове поле. Швидкість у середовищі відома. Для
побудови сітки з крайових