А.Е.Старобинец

Сердитые заметки о некоторых подходах
к интерпретации данных метода преломленных волн

Несмотря на то, что региональные и, тем более, поисковые работы методом преломленных волн в настоящее время проводятся крайне редко, все же желательно, чтобы полевые наблюдения и интерпретация получаемых данных выполнялись грамотно.

Прежде чем начать сердиться, хочу напомнить основные исходные положения, а если хотите аксиомы, классического подхода к интерпретации данных МПВ.

В слоистой среде, характеризуемой скачкообразным увеличением пластовых скоростей с глубиной, при проведении сейсмических работ генерируются преломленные (головные) волны.
Нагоняющие годографы преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы параллельны (рис.в).
Время встречных годографов преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы во взаимных точках одинаково (рис.а).
Время То левых и правых ветвей годографов преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы над пунктом возбуждения, определяемое с использованием нагоняющих годографов, одинаково (рис.б).
Кажущиеся скорости преломленных волн для реальных сред (за исключением сред с горизонтальными преломляющими границами) не равны граничным.

Мой опыт проведения работ МПВ по системе наблюдений со сравнительно небольшими расстояниями (10-20 км) между пунктами возбуждения колебаний и с использованием больших длин годографов (100-120 км), обеспечившей непрерывное корреляционное прослеживание всех целевых волн по системе встречных и нагоняющих годографов, свидетельствует, что перечисленные выше положения очень хорошо выполняются на практике.

А теперь давайте посмотрим на отдельных характерных примерах, как обстоят дела в настоящее время.

Первая сердитая заметка

Вот пример того, как реализуется первое из перечисленных выше положений.

При интерпретации данных морских сейсмических работ методом преломленных волн широко используется метод однородных функций, который реализован в виде компьютерной программы «Годограф».

Использование указанного метода очень удобно: не нужно разделять и отождествлять волны от разных преломляющих границ, определять интервалы их прослеживания и граничные скорости, увязывать оси синфазности во взаимных точках и по временам То и т.д.

Но этот метод справедлив применительно к градиентным средам, т.е. к случаям, когда регистрируются рефрагированные, а не преломленные волны. Однако обоснованием факта наличия такой градиентной среды, которая, кстати, на практике встречается крайне редко, никто не заморачивается.

Очевидно, что использование такого подхода к интерпретации годографов преломленных волн должно приводить к неправильным, или, если выразиться помягче, осредненным результатам, типа «средней температуры по больнице». Действительно, при этом происходит аппроксимация годографов преломленных волн от разных границ, образующих ломаную линию, плавной кривой, которой отвечает фиктивная градиентная среда. Погрешности построений будут тем больше, чем более дифференцирована толсто-слоистая среда по значениям пластовых скоростей.

Вторая сердитая заметка

А вот пример того, как реализуется второе из перечисленных выше положений.

На рисунке представлены результаты корреляции («пикировки») первых вступлений преломленных волн, зарегистрированных при работах МПВ на море.

Как отмечалось выше, нагоняющие годографы одноименных преломленных волн всегда параллельны, а в случаях регистрации рефрагированных волн они могут только очень плавно сходиться. На рассматриваемом же рисунке наблюдаются резкие схождения годографов вплоть до их пересечения, а также многочисленные участки с существенно не параллельными годографами. Это однозначно свидетельствует о неправильной корреляции первых вступлений в ряде случаев, что, видимо, связано с плохим качеством сейсмозаписей и, в частности, с сильным ослаблением интенсивности преломленных волн на больших удалениях от источников колебаний.

Результаты автоматической корреляции должны контролироваться и корректироваться, но это, к сожалению, делается не всегда.

Третья сердитая заметка

К сожалению, корректность используемых процедур интерпретации преломленных волн оставляет желать лучшего и в ряде программных продуктов.

Например, при интерпретации годографов преломленных волн в автоматизированной системе геофизической томографии «Геотомо»:

- производится сглаживание данных, корректировка значений времени в точках годографов и аппроксимация исходных годографов прямыми линиями, что, особенно последнее, должно приводить к уменьшению точности построений;

- допускается задание значений временных невязок встречных годографов во взаимных точках, причем при этом совсем не рассматриваются невязки во времени То прямых и обратных годографов с одних и тех же пунктов возбуждения колебаний, и процедура разбрасывания невязок отсутствует;

- вместо выделения, разделения и отождествления преломленных волн с учетом параллельности нагоняющих годографов одноименных волн и равенства значений времен их встречных годографов во взаимных точках и значений То прямых и обратных годографов с одного и того же пункта возбуждения колебаний, производится «разметка» участков годографов, соответствующих различным границам, по кажущимся скоростям в соответствии с предварительно заданными интервалами граничных скоростей для каждой границы;

- если невозможно построение сводных годографов по всему профилю, то допускается задание примерного значения граничной скорости в пределах участков разрывов сводных годографов и экстраполяция значений времен годографа с учетом этой скорости, «смещая их во времени для получения удовлетворительной сходимости взаимных времен» (между тем, в таких ситуациях можно производить построение сводных годографов в пределах тех участках, где нет разрывов);

- допускается расчет граничной скорости путем линейной аппроксимации годографов в скользящем окне методом наименьших квадратов, правда предусмотрено ее определение и по разностному годографу.

Другой пример.

Блок обработки и интерпретации данных КМПВ в системе RadExPro, предназначенной для комплексной обработки данных наземной, речной и морской сейсморазведки, страдает во многом аналогичными недостатками.

Здесь также не предусмотрено выделение, разделение и отождествление преломленных волн с учетом параллельности нагоняющих годографов одноименных волн и равенства значений времен их встречных годографов во взаимных точках и значений То прямых и обратных годографов над пунктами возбуждения колебаний и отсутствует процедура разбрасывания невязок значений времени в указанных точках.

Конечно, получение достоверных результатов при проведении работ МПВ не ограничивается только правильной интерпретацией получаемых данных, но во многом определяется используемой системой наблюдений, которая по возможности должна обеспечивать непрерывное прослеживание по профилю целевых преломленных волн по системе встречных и нагоняющих годографов, и качеством первичных сейсмических материалов.