Выбор условий возбуждения колебаний при сейсморазведке МГТ 2Д. В условиях западно – прикаспийской впадины

При проведении опытных работ использовались источники возбуждения упругих колебаний - вибраторы R-Vib (группа из 2-3).

Перед началом опытных работ, вибраторы прошли сверку. Все показатели работы были в норме.

Анализ коррелограмм проводился визуально по выводам на бумаге и количественно в обрабатывающем комплексе Focus .

Были рассчитаны амплитуды в окне полезного сигнала (W 1, время 1180-1755 мс, удаление 750-1290 м), окне поверхностной волны (W 2, время 2000-2980 мс, удаление 600-870) и в окне микросейсм (W 3, время 0-250 мс, удаление 1890-3600) (прил. 2.2.1). По этим окнам были вычислены среднеквадратичные амплитуды и  амплитудно-частотные характеристики в окне полезного сигнала.

Цикл опытных работ.

• Опробование линейно-частотно модулированного сигнала (ЛЧМ) и выбор нижней частоты свип-сигнала

В приложениях 2.2.2-2.2.5 приведены спектры в окне полезного сигнала W1 для нижней частоты свип-сигнала 8 Гц, 10 Гц, 12 Гц и 14 Гц соответственно. В приложениях 2.2.6, 2.2.7 приведены зависимости среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала и поверхностной волны от нижней частоты свип-сигнала.

При увеличении нижней частоты свип-сигнала с 8 до 14 Гц происходит изменение вида и эффективной полосы спектральной функции. Доминантная частота смещается в большую сторону. Из графиков зависимостей видно, что при выборе начальной частоты 14 Гц происходит резкое падение уровня амплитуды полезного сигнала и соотношения амплитуд полезного сигнала и поверхностной волны. Таким образом, было принято решение использовать свип-сигнал с нижней частотой 12 Гц.

• Выбор верхней частоты свип-сигнала

В приложениях 2.2.8-2.2.11 приведены спектры в окне полезного сигнала W 1 для верхней частоты свип-сигнала 80 Гц, 90 Гц, 110 Гц и 120 Гц при нижней частоте 12 Гц соответственно. В приложении 2.2.12 приведена зависимость среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала от верхней частоты свип-сигнала.

При увеличении верхней частоты свип-сигнала амплитудный спектр практически неизменен.

На основании анализа коррелограмм и из соображений повышения разрешенности сигнала было принято использовать свип-сигнал с верхней частотой 110 Гц.

• Опробование длительности свип-сигнала

В приложении 2.2.13 приведена зависимость среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала при длине свип-сигнала 8, 10 и 12 секунд. Протестировать значения 14 и 16 секунд не представилось возможным по техническим причинам, связанными с работой сейсмостанции.

Можно видеть, что с увеличением длины свип-сигнала с 8 до 12 с среднеквадратичная амплитуда в окне полезного сигнала (Прил. 2.2.13) и её отношение к амплитудам микросейсм (Прил. 2.2.14) и поверхностной волны (Прил. 2.2.15) монотонно возрастают.

На основании анализа коррелограмм было принято решение использовать свип-сигнал с максимально возможной длиной 12с.

• Выбор количества накоплений

 В приложениях 2.2.16–2.2.19 приведена зависимость среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала и её отношение к амплитудам микросейсм при изменении количества накоплений при работе 2-мя и 3-мя виброустановками.

Из рисунков хорошо видно, что с увеличением числа накоплений среднеквадратичная амплитуда полезного сигнала возрастает, а соотношение сигнал/микросейсм также в среднем растет. Поскольку предпочтительнее выбрать 2 виброисточника, чем 3, то принято решение использовать 2 источника, 8 накоплений на одно физ. наблюдение за оптимальное.

• Выбор оптимального усилия (мощности) виброисточников.

В приложении 2.2.20 приведена зависимость среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала от усилия на грунт.

Из рисунка видно, что с увеличением усилия на грунт амплитуда линейно возрастает. Но при возрастании усилия на грунт увеличиваются и нелинейные искажения. При 50-60% наблюдается стабильная работа виброисточников и нелинейные искажения находятся в допустимых пределах. Очевидно выбрать 60% за оптимальное значение.

• Опробование нелинейно-частотно модулированного сигнала (НЧМ).

В приложениях 2.2.21-2.2.27 приведены спектры в окне полезного сигнала W1 для двух виброисточников с ЛЧМ свип-сигналом и логарифмическим законом изменения частоты. Тестировались логарифмические СВИПы типа Дб/окт. с константами 1, 2, 3, 4, 5 и 6 с увеличением крутизны интенсивности в сторону высоких частот. В приложении 2.2.31 приведена зависимость среднеквадратичной амплитуды полезного сигнала от крутизны НЧМ СВИПа.

На графике по оси X слева направо цифрам соответствуют следующие обозначения:

ЛЧМ свип-сигнал;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=1;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=2;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=3;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=4;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=5;

логарифмический СВИП типа Дб/окт. Const=6.

По спектральным характеристикам видно, что с увеличением крутизны свип-сигнала, амплитудная составляющая плавно перемещается в сторону верхних частот, а среднеквадратичная амплитуда убывает.

Было принято решение выбрать логарифмический СВИП типа Дб/окт, Const=1

Таким образом по результатам анализа опытных работ было принято решение отработку профилей МОГТ-2Д на Ивановском и Вознесенском лицензионных участках производить со следующими параметрами:

Таблица 2.2.1.

Параметры свип-сигнала
Количество виброустановок в группе, шт	2
База группы возбуждения, м	12,5
Тип свип-сигнала	логарифмический, const = 1
Тейперинг, мс/мс	500/500
Нижняя частота свип-сигнала, Гц	12
Верхняя частота свип-сигнала, Гц	110
Длительность свип-сигнала, с	12
Усилие на грунт, %	60
Количество накоплений	8  8
Время регистрации, с	4  4,5
Шаг дискретизации, мс	1  1

 

Сейсморазведочные работы

 

Полевые сейсморазведочные исследования МОГТ -2Д проводились с использованием телеметрической сейсмической станции SN-428XL (производство фирмы Sercel, Франция) и вибраторов R-Vib в качестве источников возбуждения упругих колебаний. Применялись следующие параметры системы наблюдения:

Таблица 2.3.1.

Параметры системы  наблюдения
Количество активных каналов			241;
Вынос ПП в начале и конце профиля			60 каналов
Кратность профилирования			60;
Кратность профилирования в эксклюзивных зонах			≥ 48;
Расстояние между центрами групп сейсмоприёмников			30 м;
База группирования сейсмоприемников			в точке;
Расстояние между пунктами возбуждения			60 м;
Система наблюдения		центрально – симметричная;
Минимальное расстояние ПВ-ПП			0 м;
Максимальное расстояние ПВ-ПП			3600 м;
Длительность регистрации			4.5 с;
Шаг дискретизации			1 мс;
Пункт приема	группа из 12-ти сейсмоприемников, в точке.

В качестве источника возбуждения упругих колебаний использовалась группа из 2-ух виброисточников R-Vib. База и вид группирования – статическое с минимальной базой 12,5м.

При невозможности отработки того или иного ПВ, для минимизации потери кратности осуществлялись сгущения ПВ по обе стороны от препятствия, то есть отстрел осуществлялся с шагом 30м, коммутация каналов для смещенных ПВ — центральная. Допускалось не более 5-ти компенсирующих ПВ с каждой стороны от препятствия.

Управление смоточно-размоточными операциями проводил начальник сейсмоотряда. Наладка напольного оборудования выполнялась техниками-геофизиками под руководством оператора сейсмостанции. Контроль состояния расстановки проводился при помощи программных средств сейсмостанции Sercel 428XL (ежедневно снимались и записывались тесты напольного оборудования). Работы проводились согласно установленной в техническом задании методики наблюдений 2D.

Схема расположения отработанных профилей представлена в приложениях 2.3.1.-2.3.2.

Проект отработки площади был составлен в программном комплексе «Mesa». После выноса пикетажа на местность происходила необходимая корректировка системы наблюдений, и подготавливались по очерёдности для каждого профиля SPS-файлы (номера пикетов возбуждения, приема, координаты, значения альтитуд рельефа) и параметры активной расстановки для каждого ПВ (номера крайних ПП на линии, наличие висячек, количество активных каналов). По этим данным для каждого профиля создавался рабочий проект.

 Сейсмостанция формировала  в порядке отработки выходные SPS-файлы с присвоенными номерами полевых записей. После отработки смены станционные SPS-файлы передавалась в группу контроля качества.

Подготовка сейсмических профилей производилась под руководством начальника отряда и операторов сейсмостанции. В процессе подготовки приемная расстановка многократно тестировалась. Перед началом работ снимались тесты, подтверждающие готовность напольного оборудования.

Таблица 2.3.3.

Технические  характеристики сейсмоприемников
Производитель сейсмоприемника	ООО «ОЙО-ГЕО-Импульс Интернешл», РФ
Тип/модель сейсмоприемников	GS-20DX
Возраст	1 год
Резонансная частота, Гц	10
Сопротивление по постоянному току, Ом	395 +/-  5 %
Коэффициент преобразования, Вольт/м/с	28 +/-  10 % - без шунта 19.6 +/-  10 % - с шунтом
Демпфирование, Ом	30 +/-  10 % - без шунта 70 +/-  10 % - с шунтом
Выходное полное сопротивление, Ом	283 +/-  5 % - без шунта 1000 +/-  5 % - с шунтом
Контакт с грунтом, штырь	штырь длиной 70 мм
Количество сейсмоприемников	12 сейсмоприёмников на канал
Конфигурация связок (крутые склоны)	расстояния между приемниками сокращенное
Сопротивление по постоянному току/связка, Ом	3396 +/-  5 %  - без шунта
Коэффициент преобразования/группа, Вольт/м/с	235.2 +/-  5 %
Схема размещения сейсмоприемников	Линейная
Расстояние между сейсмоприемниками, м	4.55
Заглубление сейсмоприемников	на глубину штыря или верх контейнера

 

Таблица 2.3.4.

Параметры регистрации сейсмостанции SN 428XL
Сейсмостанция	428XL
Производитель	Sercel, Франция
Тип сейсмомстанции	телеметрическая, с одноканальными модулями
Общее количество каналов	3000  (1512 активных каналов)
Максимальное количество Активных каналов / линию	до 20000
Тип полевых блоков	FDU, LAUX (межлинейный блок), LAUL (блок питания)
Длина линейного кабеля / FDU, м	55
Сервер	рабочая станция SUN Blade 2500
Корреляция	до или после суммирования
Накапливание	весовое вертикальное
Запись данных	NAS или DVD-R, CD-R диски
Формат записи	SEG-D
Воспроизведение	12" термоплоттер V12
Шаг дискретизации, мс	4, 2, 1, 0.5, 0.25 (по проекту - 1мс)
Максимальная длина записи, с, при дискретизации 2 мс	64 (по проекту – 4.5с)
А/Ц преобразование, бит	24
Антиаляйсинговый фильтр	0.8 FN, линейно или минимально фазовый
Питание бортовой аппаратуры	220 VАС/ 50 Hz
Питание полевой аппаратуры	12VDC
Потребляемая мощность/канал, мВт, не более	132
Рабочая температура окружающей среды, град С	- 40 … + 70

 

Таблица 2.3.5.

Параметры регистрации:
коэффициент предварительного усиления для всех каналов приёмной расстановки	0 дБ (G1)
шаг квантования	1 мс
длительность коррелограммы	4,5 сек
Длительность регистрации виброграмм	(4,5сек+ТСВИПа)
ФВЧ	3 Гц
ФНЧ	187 Гц (8_N Lin)
РФ  – фильтр	выкл
накопитель-коррелятор:
режекция помех	выкл
корреляция	до суммирования виброграмм