Исследование и разработка способов повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки

1.6.2.Геологические задачи ВРС.32.

1.6.3. Технология ВРС.33.

1.6.4 Пример ВРС с импульсным возбуждением.37.

1.6.5. Постановка задачи полевой методики ВРВС.39.

1.7. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ПОВЫШЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВИБРАЦИОННОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ.41.

1.7.1. Общие вопросы.41.

1.7.2. Выбор оптимальных параметров методики.44.

1.7.3. Алгоритмическая поддержка методики.44.

1.7.4. Аппаратура.45.

1.7.5. Совершенствование обработки.45.

1.8. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.46.

глава 2. выбор оптимального вибросейсмического сигнала.. .47.

2.1. ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ ВИБРОСИГНАЛА.47.

2.1.1. Параметры методики и свип — сигнал.47.

2.1.2. Параметры и процедуры оптимизации.47.

2.2 ОПТИМАЛЬНЫЙ СПЕКТР СВИПА.49.

2.2.1 Модель коррелограммы и оптимальный свип.49.

2.2.2 Свип и его спектр мощности.51.

2.2.3.Спектры и корреляционные импульсы.55.

2.2.4. Выбор оптимального спектра свипа.62.

2.2.5 Параметризация оптимального спектра.69.

2.2.6. Выводы.71.

2.3 РЕАЛИЗАЦИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СВИПА ПРИ ПОЛЕВЫХ РАБОТАХ.72.

2.3.1 Необходимость общего решения.72.

2.3.2. Параметризация ОВС.72.

2.3.3 Функциональные свипы.73.

2.4 ПАРАМЕТРЫ И СПЕКТРЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВИПОВ.73.

2.4.1 Вывод формул спектров наиболее распространенных свипов.73.

2.4.2 Установочные, геофизические и реальные параметры свипов.81.

2.4.3 Взаимозависимость геофизических параметров.86.

2.4.4 Сравнение различных функциональных НЧМ свипов.92.

2.4.5 Выбор оптимальных параметров функционального свипа.94.

2.4.6 Расчет реальных и установочных параметров нелинейных свипов -«РАПАНС».107.

2.4.7. Выводы.110.

2.5 ПРИМЕРЫ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВИПОВ.110.

2.5.1 ОМНИ — свип на С-В Прикаспийской впадины.110.

2.5.2. Логарифмический свип в республике Коми.112.

2.5.3 «Стандартный» свип для Западной Сибири.118.

2.5.4 ВРВС в Джунгарии (КНР).124.

2.5.5 Работы в Большеземельской тундре.134.

2.5.6. Опытные работы на Уренгое.144.

2.5.7 Работы с НЧМ свипом в Удмуртии.148.

2.5.8 Выводы.151.

2.6. ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 2.154.

глава 3. аппаратурное обеспечение врвс.156.

3.1 ИЗМЕРЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВИБРАТОРОВ.156.

3.1.1. Постановка задачи.156.

3.1.2. ВИБРОТЕСТЕР.157.

3.1.3. Примеры использования ВИБРОТЕСТЕРА.160.

3.1.4. Моделирование работы вибратора.164.

3.2 КОНЦЕПЦИЯ БУСВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ВРВС.169.

3.3 РЕАЛИЗАЦИЯ СПЕКТРА ОВС НА БЛОКЕ УПРАВЛЕНИЯ.172.

3.4. СОСТАВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НЧМ СВИПЫ И АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ.175.

3.4.1. Постановка задачи.175.

3.4.2. Составные НЧМ свипы.179.

3.4.3. Амплитудная модуляция.181.

3.5. ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 3.181.

глава 4 полевая методика врвс.183.

4.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДИКЕ ВРВС.183.

4.1.1. Конкретизация задачи.183.

4.1.2 Подготовка и контроль техники.185.

4.1.3. Изучение ВЧР.193.

4.1.4. Система наблюдений и группирование.198.

4.1.5. Адаптация параметров методики.209.

4.1.6. Алгоритмическое обеспечение ВРВС.214.

4.1.7. Выводы.218.

4.2. ПОЛЕВЫЕ СПОСОБЫ ВРВС.219.

4.2.1. Способ СИНХРОКОМБИ.219.

4.2.2. Модификация способа СИНХРОКОМБИ.228.

4.2.3. Другие варианты комбинирования.233.

4.2.4. Комплектование полевой методики и экстраполяции спектра записи при обработке.234.

4.2.5. Выводы.237.

4.3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТНЫХ РАБОТ.237.

4.3.1.Особенности анализа материалов ВРС.239.

4.3.2. Примеры и причины ошибок анализа.244.

4.3.3. К процедуре анализа.247.

4.3.4 Выводы.249.

4.4.УСТРАНЕНИЕ «ЗВОНА» ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЧМ СВИПОВ.249.

4.4.1. Высокочастотный «звон» при логарифмических свипах.249.

4.4.2. Способ устранения «звона».251.

4.4.3. Развитие способа МИКСИСВИП.259.

4.4.4. Выводы.259.

4.5. ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 4.260.

глава 5 особенности обработки результатов врвс.261.

5.1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ.261.

5.1.1. Постановка задачи.261.

5.1.2. Примеры обработки.262.

5.2 РЕШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.266.

5.3 ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ .270.

5.3.1 Весовая корреляция.270.

5.3.2 Фильтры «ФИЛКРО».273.

5.4 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ.277.

5.4.1 ФИЛМЕМалгоритм и программа.278.

5.4.2 Фильтрация ФИЛМЕМ временных разрезов.279.

5.4.3 ФИЛМЕМ в графе обработки.291.

5.5. ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 5.302 заключение.305.

1. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ.305.

1.1. Теоретические разработки.305.

1.2. Аппаратурное обеспечение ВРВС.305.

1.3. Новые способы вибросейсморазведки.306.

1.4. Алгоритмы и программирование.306.

1.5. Опробование разработок.307.

1.6. Рекомендации для практики.308.

2. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.309.

3. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.310.

4. СПИСОК АВТОРСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.310 список использованной литературы.316.

СТРУКТУРА ТЕКСТА РАБОТЫ.

Нумерация уровней заголовков и частей текста.

Уровни заголовков образец номера части текста ПРИМЕЧАНИЯ 1 — глава, ГЛАВА 2 Главы — 1.5, на уровне глав — Введение, Заключение, Список литературы, — с новой страницы 2 — параграф 2.3. 3 — раздел 2.3.1. 4 — подраздел Подраздел.

Нумерация рисунков — по параграфам. Номера рисунков включают № параграфа и через точку — порядковый (начиная с 1) № рисунка в данном параграфе. Например: рис. 2.3.5. или рис. 2.3.16.

Нумерация формул — также по параграфам. Номер формулы заключен в круглые скобки и включает № параграфа и через точку — порядковый № формулы в данном параграфе (начиная с 1), например: (2.3.1) или (2.3.10).

Нумерация таблиц — также по параграфам: номер таблицы включает № параграфа и через точку — порядковый № таблицы в данном параграфе (начиная с 1) — номеру таблицы предшествует слово «Таблица».

Ссылки на литературу даны в квадратных скобках, например — [21]- рядом с номерами приведены Ф.И.О. авторов публикации.

ВВЕДЕНИЕ

: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ актуальность.

Основным геофизическим методом поисков и разведки месторождений нефти и газа является сейсморазведка, причем наибольшие объемы работ выполняются с использованием взрывного и вибрационного возбуждения. Вибросейсмические работы в настоящее время составляют до 40% (за рубежом эта доля больше) от общих объемов сейсмических работ на нефть и газ. В последние годы вибросейсмический метод широко применяется при поисках и разведке и других полезных ископаемых, а также при региональных работах.

По сейсмической эффективности и стоимости работ вибрационная сейсморазведка уступает взрывной, но такие ее особенности, как безопасность, экологическая «чистота», помехоустойчивость и довольно широкие возможности управления спектром посылаемого сигнала обеспечивают её широкое применение и постоянное развитие.

Появление мощных вибраторов и компьютеризованных телеметрических сейсмостанций с большим динамическим диапазоном регистрации (130дБ и более) позволяют заметно увеличить разрешающую способность вибрационной сейсморазведки, однако возможности улучшения качества сейсмических материалов здесь далеко не исчерпаны. В определенном смысле современная полевая техника и аппаратура «расслабляют» геофизиков в их желании совершенствовать методику полевых работ, а требования повышения производительности и технологичности приводят зачастую к стандартизации полевой методики в целых регионах. При этом основные надежды на улучшение качества результатов возлагаются на обработку, эффективность которой в последние десятилетия значительно возросла, хотя совершенно ясно, что недоделанное в поле не исправишь при обработке.

В последнее время повысились требования к временной и динамической разрешенности, а также надежности получаемых вибросейсмических данных, что обусловлено необходимостью картирования малоамплитудных и сложнопостроенных объектов, поисками неструктурных ловушек углеводородов и оценкой физических и коллекторских свойств пластов. Все это требует заметного повышения качества получаемых сейсмических разрезов. Иначе говоря необходим переход к высокоразрешающей сейсморазведке (ВРС), а конкретно — к высокоразрешающей вибрационной сейсморазведке (ВРВС). Решение данных задач требует модернизации технических средств, совершенствования известных и разработки новых способов проведения полевых работ, а также развитию обработки, что в совокупности позволяло бы с наибольшей эффективностью решать поставленную геологическую задачу в конкретных сейсмогеологических условиях. Этому и посвящена данная работа.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является, теоретическое обоснование, разработка и экспериментальное опробование новых технических средств, полевых методик, алгоритмов, программ и приемов обработки, направленных на повышение временной и динамической разрешенности данных вибрационной сейсморазведки на стадиях полевых работ и обработки полученных результатов. основные задачи исследований.

1. Исследование и разработка способов выбора параметров оптимальных свип сигналов и способов их реализации в полевых условиях, а также разработка новых полевых методик для технологии ВРВС.

2. Разработка аппаратуры для контроля сейсмических характеристик вибраторов и алгоритмических решений для блоков управления вибраторами.

3. Разработка и исследование специфических алгоритмов, программ и способов обработки вибросейсмических материалов на разных стадиях — от корреляции виброграмм до получения временных разрезов и дальнейшего их использования при интерпретации.

4. Разработка технологии высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки (ВРВС), включающей общую идеологию, аппаратурно — методическое и алгоритмическое обеспечение полевых работ и обработки полученных материалов. научная новизна.

1. Автором диссертационной работы показано, что параметры свипов, определяющие разрешенность сейсмической записи, взаимосвязаны, вследствие чего независимый перебор их значений на блоках управления при опытных работах не правомерен. Предложен способ выбора оптимальных параметров свипов, базирующийся на анализе нормированных спектров мощности свип — сигналов и спектров коррелограмм.

2. Впервые показано, что спектр мощности оптимального свип — сигнала пропорционален обратному фильтру, вычисленному по коррелограмме, полученной с линейным (ЛЧМ) свипом, с последующей коррекцией, учитывающей исходное значение отношения сигнал/помеха и требуемое.

3. Разработан новый способ выбора при опытных работах оптимальных параметров наиболее распространенных нелинейных свипов, основанный на предварительном определении оптимальной скорости частотной развертки на низких частотах, последующей посылке серии нелинейно частотно модулированных (НЧМ) свипов для определения оптимальной крутизны нарастания спектральных амплитуд свипов, выбираемых с целью получения нужных значений отношения сигнал/помехи, и дальнейшем уточнении всех остальных параметров.

4. Впервые разработаны алгоритмы кусочно — нелинейных частотных разверток 7.

КИН — свип, СПЛАЙН — свип), позволяющие оптимизировать работу вибратора и уменьшить корреляционные шумы при реализации свип — сигналов с произвольно заданным спектромразработаны алгоритмы составных функциональных свипов (ПАРАДОКТ, ПАРАЛОГ), исправляющие недостатки обычных функциональных НЧМ, связанные с низкими частотами.

5. Разработан новый способ МИКСИСВИП — подавления специфических квазигармонических помех («звона») на коррелограммах, появляющихся при определенных условиях в результате использования нелинейных свипов и ограничивающих применение последних.

6. Предложены новые полевые методики, использующие комбинирование свипов с непересекающимися частотными и (или) временными диапазонами, а также комплексирование параметров методики с экстраполяцией и интерполяцией спектра записи при обработке, — позволяющая повысить разрешающую способность вибрационной сейсморазведки.

7. Разработаны новые способы обратной фильтрации вибросейсмических данных, полученных с различными комбинированными, встречными и ортогональными частотными развертками, позволяющие значительно уменьшить фон шумов корреляционных преобразований этих данных.

8. Разработан комплекс программ ФИЛМЕМ, использующий максимально энтропийную экстраполяцию спектра сейсмической записивысокая эффективность его использования для повышения качества сейсмических материалов показана как для окончательных временных разрезов, так и в графе обработки для улучшения работы процедур вычитания волн — помех со скоростями, близкими к полезным волнам, коррекции статических поправок, а также программ динамической обработки.

9. Показано повышение надежности прямого прогноза углеводородов в тонкослоистых коллекторах с помощью AVO при использовании высокоразрешающей сейсморазведки. основные защищаемые положения.

1. Выбор оптимальных параметров свипов должен производиться на основании анализа нормированных спектров мощности свип — сигналов и спектров коррелограмм с учётом взаимной зависимости параметров, определяющих разрешенность сейсмической записи. Спектр мощности оптимального свип — сигнала пропорционален обратному фильтру, вычисленному по коррелограмме, полученной с ЛЧМ — свипом, с последующей коррекцией, учитывающей исходное значение отношения сигнал/помеха и требуемое.

2. Предложенные кусочно — нелинейные частотные развертки оптимизируют работу вибратора при отработке оптимального свип — сигналасоставные свип — сигналы исправляют недостатки стандартных нелинейных свипов, связанные с сокращением их частотного диапазона со стороны низких частот.

3. Разработанный автором способ МИКСИСВИП дает возможность избавиться от специфических квазигармонических помех («звона»), появляющихся в определенных условиях на коррелограммах при работе с нелинейными свипами. Этот, а также другие новые способы вибрационной сейсморазведки, использующие комбинирование свипов с непересекающимися частотными или временными диапазонами, комплексирование параметров полевой методики с экстраполяцией и интерполяцией спектра записи при обработке, позволяют повысить разрешающую способность вибросейсморазведки и увеличить производительность.

4. Разработанные автором способы обратной фильтрации дают заметный эффект повышения качества вибросейсмических данных. Это комплекс программ ФИЛМЕМ, применяемый как к окончательным временным разрезам, так и для улучшения работы процедур вычитания волн-помех, коррекции статических поправок и программ динамической обработки, и программа ФИЛКРО — для уменьшения фона шумов корреляционных преобразований данных, полученных с комбинированными, встречными и ортогональными частотными развертками.

5. Технология высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки (ВРВС), основанная на комплексировании.

— общей идеологии ВРВС и адаптации параметров методики к меняющимся сейсмогеологическим условиям,.

— аппаратуры и методики оперативного контроля сейсмических параметров вибрационного источника,.

— способов выбора и расчета оптимальных параметров методики,.

— новых полевых методик вибросейсмических работ,.

— способов обработки, включающих новые специфические процедуры, обеспечивает получение сейсмических разрезов повышенной разрешенности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

1.выводы и рекомендации для практики.

1.1. Важнейший резерв повышения разрешающей способности вибрационной сейсморазведки — повсеместное внедрение нелинейно частотно модулированных свипов в практику полевых работ. Для этого разработана теория, способы расчета и реализации различных НЧМсвипов, пригодные для использования с любыми существующими блоками управления вибраторами.

1.2. Подход к выбору оптимальных параметров вибросейсморазведки «от спектра» меняет планирование опытных работ и предъявляет другие требования к блокам управления вибраторами (БУСВ) и математическому обеспечению методики. В диссертации даны предложения и технические решения для разработки новых БУСВ.

1.3. Выбор параметров функционального свипа заданного вида должен базироваться на аппроксимации оптимального спектра вибросейсмического сигнала спектром этого функционального свипавозможности такой аппроксимации расширяются за счет предложенных в работе «кусочно — нелинейных» и «составных» свипов с ограниченным набором задаваемых параметров. По сравнению с применяющимися в производстве, эти свипы имеют улучшенные характеристики на низких частотах.

1.4. Предложен и неоднократно применен на практике способ определения оптимальных параметров НЧМ свипов (логарифмических, децибелнаоктаву и других), основанный на целенаправленном подборе их установочных и реальных параметров с учётом взаимной зависимости этих параметров.

1.5. Разработан и опробован на моделях алгоритм способа МИКСИСВИП, дающего возможность уменьшить влияние аддитивных шумов на коррелограмму и избавиться от высокочастотного «звона».

1.6. Предложен и опробован способ вибрационной сейсморазведки МОГТ, при котором для определения априорных статических поправок в качестве источника используют одиночный вибратор, работающий в импульсном режиме, а регистрацию сейсмических колебаний производят на рабочей косе ОГТ.

1.7. Разработаны новые способы вибросейсморазведки, использующие комбинирование ЛЧМ и НЧМ свипов со стыкующимися, пересекающимися (но сдвинутыми по времени) и непересекающимися частотными диапазонами. В последнем варианте «восстановление» незадействованных участков спектра осуществляется с помощью программы РЕСПЕК, основанной на алгоритме ФИЛМЕМ. Использование этих способов целесообразно в определенных сейсмогеологических условиях, а также при ограниченных технических возможностях вибросейсмической партии.

1.8. Комплекс программ ФИЛМЕМ целесообразно использовать на разных стадиях обработки вибросейсмических данных. На результатах обработки реальных материалов показаны различные возможности ФИЛМЕМ.

2.реализация в производстве.

2.1. Методика полевых работ. Опробована и доказала свою эффективность разработанная автором технология высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки. В результате проведенных под методическим руководством автора демонстрационных работ в Синь-Цзяне (КНР) в 1996 г. был получен высокоразрешённый разрез с диапазоном частот 10−100Гц с последующим расширением спектра до 130Гц на временах до Зс.

В демонстрационных и контрактных работах (1995г. — 1997 г — КНР, провинции Хэйлунцзянь и Хэнань) с применением элементов защищаемой технологии, но с взрывным возбуждением, были получены высокоразрешенные разрезы с рабочей полосой частот 10 — 1 МГц (на временах до 3.2с) и 12 — 160Гц (на временах до 2,3с).

Технология ВРВС с использованием НЧМ свипов с успехом применялась в разных регионах Росси и за рубежом. Во всех случаях получены сейсмические материалы повышенной разрешённости и новая геологическая информация. Таковы работы ГЭПР под г. Актюбинском (с приставками для ОМНИсвипов к вибраторам СВ 5−150), «Севергеофизики» и «Нарьян-Марсейсморазведки» в Большеземельской тундре (2003г), в Эфиопии (комбинирование ЛЧМ-свипов).

С 2000 г. при работах «Татнефтегеофизики» в республике Коми используются НЧМ — свипы, спланированные автором, позволяющие получать сейсмические материалы, по качеству близкие к взрывному возбуждению.

2.2. Обработка. Обработка окончательных временных разрезов по Западной Сибири, Казахстану, Калмыкии, Узбекистану, Удмуртии, Якутии, Туркмении, Китаю (Синь-Цзян, Цайдамская впадина и др.) и ГДР комплексом программ ФИЛМЕМ позволила заметно (обычно в 1.5 раза, а иногда — вдвое) повысить их временную и динамическую разрешенность, а также получить новую геологическую информацию.

Использование ФИЛМЕМ в графе обработки позволило получить новую геологическую информацию по материалам Пакистана, Эфиопии, Саратовского Поволжья.

2.3. Алгоритмическое и программное обеспечение. Созданы рабочие версии программ ФИЛМЕМ (ПК), ВЕСКОР — весовой корреляции, РЕСПЕК. Разработан пакеты программ ВЫБОР (для анализа и выбора характеристик группирования), РАПАНС — для выбора оптимальных параметров функциональных НЧМ свипов, РЕВЕНС — для выбора оптимальных параметров свипов произвольного вида. Один из алгоритмов пакета РЕВЕНСпослужил основой разработки ВИБКОР (НФФ ВНИИГеофизики).

2.4. Аппаратура. Создан прибор «ВИБРОТЕСТЕР» для контроля сейсмических характеристик гидравлических вибраторов и импульсных невзрывных источников. В полевых условиях с помощью ВИБРОТЕСТЕРа была проведена диагностика вибраторов в ряде сейсмических партий ГЭПР, Оренбургской, Астраханской, Прикаспийской геофизических экспедиций и в тресте «Запприкаспийгеофизика».

Разработана концепция построения новых блоков управления вибраторами и созданы на уровне технических решений алгоритмы МИКСИсвипа, кусочнонелинейных и составных НЧМ свипов.

2.5. Методические указания и рекомендации. Разработки автора вошли в «Методические указания по высокоразрешающей сейсморазведке» Мингео СССР, НПО «Нефтегеофизика», Миннефтепром СССР, ЦГЭ, М. 1988 г.- в «Методические указания по работам с модернизированными вибраторами СВ 5−150» (ВНИИГеофизика, М., 1987 г.) — в «Методические рекомендации к технической инструкции по наземной сейсморазведке при проведении работ на нефть и газ», МПР РФ 2002 г.- в «Рекомендации по сейсморазведке» МПР РФ (2005г.). дополнительные сведения и разделы.

1. Личный вклад автора: Автором лично получены результаты, составляющие основное содержание защищаемой диссертационной работы, к ним относятся:

1.1 разработка общего подхода к выбору оптимальных вибросейсмических сигналов и их параметров для целей ВРВС ;

1.2. совокупность идей, технических и алгоритмических решений, положенных в основу способов выбора, расчета и реализации оптимальных параметров НЧМ свипов и в целом методики вибросейсмических работ;

1.3. технические решения, являющихся способами вибросейсморазведки;

1.4. упомянутые выше алгоритмы и программы.

Разработка технологии высокоразрешающей вибросейсморазведки проводилась совместно с А. Н. Иноземцевым, некоторых составляющих технологии — с Г. А. Захаровой, ее аппаратурной части — совместно с В. В. Клиновым и Н. Е. Кривенко, создание комплекса программ ФИЛМЕМ — при участии И. К. Кондратьева.

2. Апробация работы и публикации: Основные результаты исследований автора неоднократно докладывались на всероссийских и ведомственных совещаниях, а также на международных симпозиумах (СЭВ/Прага, 1988 г., SEG/ Киев, 1988 г., СЭВ/Киев, 1991 г.,.

SEG/Москва, 1992 г., SEG-ЕАГО Москва 1993 г., SEG/MocKBa, 1997., SEG-2003, Москва), опробованы при геофизических работах в различных регионах СССР и за рубежом.

По теме диссертации опубликовано 49 печатных работ, из которых 5 -в «Геофизическом вестнике"ЕАГО, а 8 — авторские свидетельства на изобретения.

3. Объем и структура работы: Общий объём диссертации — 324 страницы, из них: 240 страниц текста, включающего титульный лист, структуру текста, оглавление (до Зх уровней заголовков), Введение, 5 глав, Заключение и список литературы (123 источника), а также 103 рисунка на 84 страницах.

4. Благодарности — Отнимающая много времени и достаточно ёмкая работа не может быть выполнена без продолжительного, творческого и благожелательного общения с сотрудниками по работе, с соавторами, родственниками и друзьями. Автор глубоко благодарен Иноземцеву А. Н., Захаровой Г. А., Потапову О. А., Голосову В. П., Козлову Е. А., Чистову П. И., Боганику Г. Н., Логинову В. В., Жукову А. П., Кондратьеву И. К., Шехтману Г. А., а также Колесову Д. В. и Гойзману М.С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ.

1.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ.

Картирование малоамплитудных и сложнопостроенных объектов, оценка физических и коллекторских свойств пластов приводят к необходимости перехода к высокоразрешающей сейсморазведке, в том числе с вибрационным возбуждением (ВРВС)). Одно из подтверждений этого — повышение надежность прямого прогноза углеводородов в тонкослоистых коллекторах с помощью AYO при использовании высокоразрешающей сейсморазведки.

При наличии в среде частотно — зависимого затухания сейсмической энергии оптимальными могут быть только нелинейные свипы с правильно подобранными параметрами. Оптимальный свип — сигнал выбирается на основе обратной фильтрации, реализуемой при посылке этого сигнала. Его спектр мощности пропорционален произведению требуемого отношения сигнал/помеха в функции частоты на спектр мощности предварительно посланного свипа, и обратно пропорционален отношению сигнал/помеха (в функции частоты), определенному по коррелограмме, полученной с этим свипом.

Значения установочных параметров нелинейных свипов нельзя находить с помощью независимого перебора, поскольку существует взаимная зависимость параметров, определяющих разрешенность сейсмической записи. При выборе параметров нелинейных свипов вместо частотных разверток следует рассматривать их спектры мощности и спектры коррелограмм, полученных с этими свипами.

В соответствии с общей задачей ВРВС и при соблюдении технических и экономических ограничений конкретная полоса частот выбирается максимально широкой и с наибольшей октавностью, для чего начальная часть оптимального спектра дополнительно корректируется, а интервалы конусования выбираются минимальными при заданном верхнем уровне корреляционных шумов.

1.2. АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВРВС.

Создан опытный образец прибора ВИБРОТЕСТЕРа для ЭКПРЕССдиагностики сейсмических характеристик гидравлических вибраторов в полевых условиях с возможностью временного и спектрального представлений результатов в виде таблиц и графиков на жидкокристаллическом дисплее и на термобумаге.

Прибор успешно использовался в полевых условиях для тестирования и наладки вибраторов, а также сбивки их групп. Получены сведения о состоянии парка вибраторов в ряде геофизических организацийотработана методика измерений и интерпретации.

результатов.

Произведена модернизация ВИБРОТЕСТЕРа, расширены его функциипроведены измерения фона микросейсм с целью сейсмического обеспечения высокоточных гравиметрических измерений.

Предложен общий подход к созданию новых электронных блоков управления вибраторами, работающими с НЧМсвипами по принципу «от спектра», основанный на задании в интерактивном режиме (с помощью экранного интерфейса) спектра мощности оптимального свипа и расчете по нему функции частотной и временной развертки свип-сигнала.

1.3. НОВЫЕ СПОСОБЫ ВИБРОСЕЙСМОРАЗВЕДКИ.

Разработаны и успешно применены в производственных работах новые способы вибросейсморазведки, использующие комбинирование свипов с непересекающимися частотными (СИНХРОКОМБИ) или временными диапазонами, а также технология комплектования параметров полевой методики (свипов и интерференционной системы) с экстраполяцией и интерполяцией спектра записи при обработке.

Разработан способ МИКСИСВИП — подавления высокочастотного «звона» (специфических квазигармонических помех) на коррелограммах, появляющегося при определенных условиях при использовании нелинейных функциональных свипов.

1.4. АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Программное обеспечение полевых работ.

Предложен алгоритм выбора оптимальных параметров функционального свипа, реализующий предложенный выше подход, и разработана рабочая программа, позволяющая по установочным параметрам определять реальные геофизические параметры свипов и обратно, а также учитывать взаимную зависимость их геофизических параметров.

Разработан интерактивный пакет программ ВЫБОР для расчёта и анализа характеристик направленности линейных групп любой конфигурации и с различной чувствительностью элементов в зависимости от частот, кажущихся скоростей, длин волн и волновых чисел.

Математическое обеспечение аппаратуры.

Оптимальный свип — сигнал может реализоваться на вибраторе с помощью кусочно — нелинейной функции частотной развертки (КИН — свип, СПЛАЙН — свип), вычисляемой при кусочно — линейной или сплайн — аппроксимации его спектра мощности, заданного ограниченным количеством значений. Кусочно-нелинейные свипы имеют непрерывные производные функции частотной развертки в узлах аппроксимации, вследствие чего не.

возникает дополнительных шумов при реализации этих свипов вибратором и при корреляционной обработке.

Созданы алгоритмы и программы моделирования спектров, временных и частотных развёрток различных свипов — функциональных и общего видаалгоритмы и программы расчёта частотных разверток по спектрам мощности.

Один из заметных недостатков нелинейных функциональных свипов — быстрый рост реальной начальной частоты при увеличении степени компенсации энергии на высоких частотах. Он может быть исправлен с помощью разработанных автором «составных» функциональных свипов, алгоритмы которых приведены в данной работе.

С помощью математического моделирования работы сейсмического вибратора показано, что вибратор является генератором кратных гармоник, интенсивность которых, помимо прочего, зависит от частоты, уровня управляющего сигнала, характера грунта и других факторов. Также показано, что для поддержания постоянства спектральных амплитуд и коэффициента гармоник сигнала действующей силы необходимо менять амплитуду входного сигнала с частотой, используя нелинейно частотно модулированные сигналы.

Способы обработки материалов.

Разработаны алгоритм и рабочая программа расширения спектра сейсмической записи на основе критерия максимальной энтропии — ФИЛМЕМ, используемая как при обработке окончательных временных разрезов, так и в составе процедур общего графа обработки. Разработаны новые алгоритмы и программы.

> предварительной обработки вибросейсмических данных, такие как весовая корреляция, реализующая амплитудную модуляцию оператора корреляции,.

> математического обеспечения способа МИКСИСВИП,.

> реализующие фильтрацию корреляционных шумов при способах СИНХРОКОМБИ и других способах комбинирования свипов, а также при одновременной работе нескольких групп вибраторов (фильтры ФИЛКРО).

1.5. ОПРОБОВАНИЕ РАЗРАБОТОК.

Основные приёмы и способы высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки опробованы как в полном объёме, так и в виде отдельных сторон полевых методик и обработки результатов при полевых работах в различных регионах СССР, России и за рубежом (Эфиопия, Китай). На ряде примеров из производственной практики и демонстрационных работ показана правомерность и эффективность использования предложенных приёмов и способов выбора оптимальных параметров полевой вибросейсмической методики, направленных на реализацию принципов.

высокоразрешающей вибрационной сейсморазведки (ВРВС) с целью повышения временной и динамической разрешенности её результатов. Опробование производилось с использованием созданного математического обеспечения полевых работ.

Алгоритмы и программы обработки успешно опробованы на большом объёме реальных сейсмических материалов. Программный комплекс ФИЛМЕМ вписан в отраслевую систему обработки СЦС-5.

1.6. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИКИ.

Полевые работы.

Разработана и опробована в производственных условиях адаптивная методика полевых работ высокоразрешающей вибросейсморазведки (ВРВС), основанная на комплексировании.

• общей идеологии ВРВС и адаптации параметров методики к меняющимся сейсмогеологическим условиям,.

• аппаратуры и методики оперативного контроля сейсмических параметров виброисточника,.

• способов выбора оптимальных параметров методики вибросейсмических работ, обеспеченных разработанными пакетами программ расчета параметров возбуждения и регистрации (РАПАНС, ВЫБОР, РЕВЕНС);

• специальных приемов проведения опытных работ и способов оценки результатов экспериментов;

• новых способов проведения полевых вибросейсмических работ.

Описание полевой методики ВРВС составляет содержание 4й главы диссертации.

Обработка.

Условия и способы реализации (в окончательных результатах) достигнутого в полевых условиях уровня разрешённости вибросейсмической записи, приведены в главе 5. Основная задача обработки при ВРС — сохранение исходной полосы частот и расширение ее при обработке с сохранением динамических особенностей записи, в том числе за счет анализа и отбраковки исходных материалов, тщательной работы по вводу статических и кинематических поправок, выбора параметров всех процедур обработки и экстраполяции спектра записи.

Обработка данных высокоразрешающей сейсморазведки имеет особенности, из которых к ВРВС относятся специализированный граф обработки и ряд входящих в него процедур, характерных в основном для вибросейсмического метода. Эффективность графа ВРС показана на примерах.

Разработанный ранее и известный комплекс программ ФИЛМЕМ,.

модернизированный и адаптированный к разным платформам, во всех случаях своего применения (к вибрационным данным, материалам импульсного возбуждениявзрывным, данным ГСК и морской сейсмики, полученных во многих регионах СССР и за рубежом) дает заметное увеличение временной и динамической разрешенности и прирост геологической информации. Комплекс программ ФИЛМЕМ успешно использовался как для улучшения результатов окончательной обработки, так и для увеличения эффективности процедур общего графа обработки, таких как вычитание кратных волн-помех, определение и коррекция статических поправок, улучшение результатов расчета динамических параметров сейсмической записи.

2. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ.

Использование рассматриваемых разработок большей частью происходило при.

непосредственном участии автора в тех работах, которые ему доводилось выполнять. Собственно «внедрение», понимаемое как передача этих разработок в производство, больше всего относится к программному комплексу ФИЛМЕМ, переданному несколько геофизических организаций (в том числе «Центргеофизика», «Узбекгеофизика», «Якутскгеофизика» и др.), с общим объем обработанного материала — более 2.5 тысяч погонных км.

Внедрение методических разработок выглядит скромнее. В своей книге «Эксперимент, теория, практика» (изд. Наука 1981 г.) академик П. Л. Капица отметил, что «внедрение» — это продвижение с сопротивлением. Не вдаваясь в анализ причин появления этого сопротивления и возможностей «борьбы» с ним, попробуем представить, как «внедрение» результатов данной работы превратить в «использование».

Один из основных выводов диссертации — переход к повсеместному использованию НЕЛИНЕЙНЫХ свипов в практике вибросейсмических работ. Однако для этого одного желания автора недостаточно. Вследствие того, что экономика перестала быть «командной», необходимы.

1) «агитация» прежде всего заказчиков, а также руководителей сервисных геофизических компаний за необходимость совершенствования полевых методик геофизических работ и «пропаганда» возможностей ВРВС.

2) обучение персонала геофизических организаций,.

3) создание учебной литературы,.

4) постановка опытно — методических работ (с участием автора диссертации) для демонстрации возможностей ВРВС в заданных условиях.

Выполнение всех этих пунктов требует организационных мер и спонсорской поддержки. Использование концепции построения и алгоритмических решений для.

блоков управления сейсмическими вибраторами представляется более реальным, поскольку в настоящее время по крайней мере две организации России заняты созданием новых БУСВ.

3. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1) Прежде всего здесь следует сказать о публикации основных новых результатов.

данной работы и привлечении внимания к развитию ВРВС, в том числе — подготовке монографии по ВРВС и методических рекомендаций по выбору параметров нелинейных свипов и полевой методике ВРВС.

2) Во-вторых следует довести до технических решений (возможности непосредственного использования в блоках управления) таких разработок, как составные свипы (ПАРАЛОГ, ПАРАДОКТ и т. п.) и способ МИКСИСВИП.

3) На основе результатов данной диссертации, включающих рассмотренные способы вычисления оптимальных параметров свипсигналов целесообразно разработать пакет программ поддержки полевой методики вибросейсморазведки с современным интерфейсом.

4) Из общетеоретических требует прояснения вопрос как оценивать повышении разрешающей способности вибросейсморазведки при использовании нелинейных свипов.