12. Обработка, интерпретация и обхват на сеизмични проучвания
12.1. Обработка на сеизмични данни
12.1.1. Същност и крайни резултати от обработката на сеизмичните данни.
За разлика от други методи на геофизиката, интерпретацията на сеизмичните данни е предшествана от много трудоемък етап на обработка на сеизмограми и магнитограми, насочен към извличане на няколко полезни вълни от стотици записани вълни. С помощта както на рационална система за наблюдение, така и на сложна цифрова обработка на материали е необходимо да се потиснат много регулярни и нерегулярни интерферентни вълни и да се разкрият кинематичните (време на пристигане) и динамичните (амплитуда на сигнала) характеристики на вълните. Освен това те трябва да бъдат идентифицирани чрез единични отразени или пречупени (пречупени) вълни.
По този начин, в резултат на обработка на сеизмичните данни, се получават времената () на пристигане на определени вълни на различни разстояния от PW (). Според тях ръчно или автоматично с помощта на компютър се изграждат:
вълнови ходографи (поставени хоризонтално, вертикално нагоре -) (виж Фиг. 4.2 - 4.7);
профилограми (хоризонтални, вертикални надолу записи на всички полезни вълни);
времеви отрязъци (обикновено в MOB и CDP): хоризонтални, вертикални надолу, истински или конвертирани (вижте 12.1.2).
Обработката завършва с качествена интерпретация на идентифицираните първични вълни, т.е. дава се характеристика на изменението на сеизмичния разрез по хоризонтала и вертикала. Особено ясни са времевите разрези, които показват всички структурни (геометрични) характеристики на разреза (виж фиг. 4.13).
Фиг. 4.13.MOB времева секция
12.1.2. Обработка на сеизмограми и магнитограми.
1.Ръчна обработка на сеизмограми. За ръчна обработка на сеизмичните данни се използват сеизмограми, върху които се извършва непрекъснат аналогов записпредставени във видим вид (фиг. 4.10). За целта при магнитен запис магнитограмите се копират върху фотографска или ролна хартия.
На първия етап от обработката на сеизмограмите се поставят времеви отпечатъци от момента на експлозията. След това се извършвакорелацияили избор на пристигащи или фази на една и съща вълна в различни канали на сеизмограмата. Пристигащите вълни (първото рязко отклонение на записа на сигнала от позицията на равновесие) са лесни за определяне за вълните, които са пристигнали първи (първи пристигащи). По правило това са директни или пречупени вълни. На фиг. 4.10 - директни, - пречупени, - отразени вълни. Трудно е да се определи навлизането на други полезни вълни, особено тези, идващи от дълбоки граници и при условия на вълнова интерференция, следователно се извършвафазова корелация. За да направите това, сеизмограмите проследяват синфазните оси или фазите на трептенията, т.е. максимуми и минимуми в записа, наблюдавани след пристигането на вълната и характеризиращи се със същата стабилна форма и амплитуда на съседни следи.
За да подобрят записа и да улеснят избора на определени полезни вълни в процеса на презапис на полеви материали, те променят филтрирането, усилването и сумирането на сигналите, за да направят записа визуално по-ясен и по-добър за ръчна обработка. След като се отделят синфазните оси, е лесно да се намеривремето на пристиганена фазата на една или друга вълна към всеки сеизмичен приемник, като се използват времеви отпечатъци. В полученото време на пристигане на вълната се въвеждат т. нар.статични корекции: за зоната на ниски скорости с дебелина няколко първи десетки метра, където скоростите винаги са по-ниски от тези в скалната основа, за релефа, за дълбочината на експлозията и други, както и корекцията за фазата, чрез която се определя точното време на навлизане на вълната.
2.Цифрова обработка на сеизмични данни. Решаване на най-труднотопроблеми на сеизмичното изследване - изборът на полезни единични отразени и пречупени (пречупени) вълни от редица интерфейси на фона на стотици интерферентни вълни би бил невъзможен без цифрова обработка на сеизмични данни на компютър. „Дигиталната революция“ в геофизиката се състоя през 60-те и 70-те години, а нивото на компютъризация в сеизмичните проучвания е едно от най-високите сред всички научни и приложни дисциплини.
Три вида математически операции формират основата на цифровата обработка на сеизмичните данни: трансформации на Фурие, навиване (конволюция) на сигнали и корелация.
Трансформациите на Фурие преобразуват функции във времевата област (например кратък импулс при възбуждане на еластична вълна) във функции в честотната област (например дълъг хармоничен запис на сигнал, взет от геофон) и обратно. Важно е, че информацията в хода на такива трансформации не се губи фундаментално, но нейната обработка е по-удобна и визуална, понякога в честотната област, понякога във времевата област.
Конволюцията на сигнала е математическо решение на проблема с филтрирането, т.е. операцията за заместване на всеки елемент от входния сигнал с някакъв изходен сигнал с определена тегловна функция. Един от тези сигнали се взема с главата надолу, т.е. в противофаза.
Корелацията разкрива мярка за сходство между две последователности (извадки от някои данни). Подобно е на конволюцията, но без обръщане на една от функциите. Например, използвайки метода на кръстосана корелация, се определя сходството на сигналите на две следи от геофонни записи. За подобряване на сходството може да се въведе времево изместване в един от каналите.
Целта на различните методи за цифрова обработка е да се увеличи съотношението сигнал/шум, за да се филтрират надеждно множество и други интерферентни вълни, за да се съпоставят общите оси на полезно единично отразено или пречупеновълни, определят времето на пристигането им за всички следи и промяната в амплитудите на сигнала по тях.
3.Изграждане на времеви разрези. При обработката на SW данните се изграждат времеви разрези (фиг. 4.13).Времеви разделпредставлява избрани и трансформирани по определен начин сеизмограми, на които записите се отнасят към нулево време (), т.е. време на движение на вълната на нулево разстояние от приемника до източника. За да направите това, в наблюдаваните сеизмограми се въвеждат така наречените кинематични корекции.
Такива участъци се получават автоматично при работа сметодаилицентралния лъч, когато геофонът е разположен близо до точката на възбуждане и записът се извършва от един канал за сеизмично записване, например при метода на непрекъснато сеизмично профилиране във водни площи. Ако направим монтаж на следите от такива записи (за целта времевата ос на всяка следа е насочена надолу, а всички съседни следи са разположени в близост на определени разстояния, съответстващи на позицията на точките на изстрел), тогава това ще бъде времеви разрез.
При многоканален автоматичен запис времевите секции се изграждат с помощта на компютър. Избирайки синфазните оси на времеви участъци, съответстващи на моментите на пристигане на единични отразени вълни, получаваме линии, всяка от които съответства на една от отразяващите граници на геоложкия разрез.
Времевите раздели, въпреки че не носят информация за дълбочините на отразяващите граници, но дават представа за основните характеристики на геоложката структура и са важен резултат от качествената интерпретация на данните за отразяване. Ако средната скорост не се променя по протежение на профила, тогава линията може да бъде директно сравнена с отразяващата граница. Познавайки средната скорост в дебелината над отразяващата граница и закона за нейното изменение с времето,например, според графика, наличен за дадена област, е лесно да се преустрои времева секция в дълбочина. В случай, че тя остава постоянна по протежение на профила, такава трансформация се свежда до замяна на мащаба на времето с мащаба на дълбочината (виж фиг. 4.13). При несъответствие преобразуването на времеви отрязъци в дълбоки е трудно и се извършва с помощта на компютър.
4.CDP обработка на данни. Както е отбелязано в 11.2.4, при метода на общата точка на дълбочина (CDP), за всяка точка на профила () се получават няколко () сеизмични следи, т.е. запис от различни точки на възбуждане (SP) и сеизмични приемници (SP), разположени симетрично от (точка на запис) (виж Фиг. 4.14). С такава система от наблюдения във всички точки на профила SP и SP могат да бъдат разположени последователно и броят на такива пермутации е равен на множествеността на припокриване ().
Фиг. 4.14.Към CDP обработка на данни
Тъй като в допълнение към първичните вълни (фиг. 4.14), сеизмограмите записват много многократно отразени вълни от всички интерфейси (фиг. 4.12), те маскират полезните първични вълни. Целта на CDP обработката на данни е поне частично потискане на множество отразени вълни. За това се използват сложни многоетапни методи за сумиране на всички сеизмични следи с въвеждане на кинематични корекции в тях и получаване на така наречените сумирани следи. Обработката изисква големи изчисления и се извършва автоматично на компютър.