А.Е.Старобинец

Заметка 4
О методе преломленных волн

Разделение, отождествление и определение физической природы волн

Назначение процедур разделения, отождествления и определения физической природы волн

- выделение на сейсмозаписях и соответствующих им годографах отдельных регулярных волн;

- отождествление (идентификация) волн, связанных с одной и той же сейсмической границей на сейсмозаписях, полученных с разных пунктов возбуждения, и соответствующих им годографах;

- определение типа выделенных волн (преломленныеt, рефрагированные, отраженные и др.).

От правильности решения рассматриваемых задач во многом зависит достоверность результативных сейсмических построений.

Для разделения, отождествления и определения физической природы волн проводится анализ кинематических и динамических характеристик волнового поля. Наиболее информативные среди них – кажущаяся (граничная) скорость vк (vг), интервалы прослеживания волн Xнач –Xкон, наклон a графиков разности времен ∆tn,m нагоняющих и нагоняемых годографов, время прихода волн tвз и форма их записи  A(tвз) во взаимных точках, время прихода волн в точки наблюдений t, время t0, амплитуда A, видимый период колебаний Т (частота v).

Задачи разделения, отождествления и определения физической природы волн решаются на основе результатов анализа кинематических и динамических характеристик волнового поля с учетом известных критериев - параллельность нагоняющих и нагоняемых годографов головных волн от одной и той же преломляющей границы, сохранение формы записи и совпадение времен прихода волн во взаимных точках на основе принципа взаимности, закономерное увеличение кажущейся скорости Vк по мере увеличения расстояния от пункта возбуждения для рефрагированных волн и ее уменьшение для отраженных волн и др.

Анализ включает:

-  визуальное выявление участков видимых смен волн на сейсмозаписях и годографах на основе изменения наклона осей синфазности и формы записи колебаний, а также установления закономерностей расположения таких участков по отношению к соответствующим пунктам возбуждения и их изменения по профилю;

-  определение значений Vк и выяснение характера их изменения по мере удаления от пункта возбуждения и по профилю;

-  построение графиков разности времен нагоняющих и нагоняемых годографов ∆tn.m и их аппроксимация отрезками прямых;

-  выявление характерных особенностей графиков разности (точек излома, горизонтальных отрезков прямых и отрезков, характеризуемых различным наклоном), а также закономерностей их повторяемости или изменения по профилю;

-  сопоставление значений времени прихода волн и формы записи во взаимных точках и времен То над пунктами возбуждения;

-  разбрасывание невязок в значениях времени прихода волн во взаимных точках и значений времени То над пунктами возбуждения по замкнутым полигонам;

-  построение графиков зависимости наклона прямых, усредняющих графики ∆tn,m от расстояния между пунктами возбуждения, с которых получены нагоняющие и нагоняемые годографы, и определение наклона и знака угла наклона аппроксимирующих эти графики прямых (для решения задачи отнесения соответствующих волн к классу преломленных, рефрагированных или отраженных);

-  построение графиков изменения амплитуд A=f(r) и видимых частот F=f(r) с увеличением расстояния r от пункта возбуждения до точки наблюдений;

-  определение коэффициента поглощения.

Амплитуды преломленных волн от разных границ и характер их затухания могут сильно отличаться (Рис.4-1).

Рис.4-1. Изменение амплитуды преломленных волн от разных границ по мере удаления от пункта возбуждения

Контроль правильности отождествления преломленной волны от одной и той же преломляющей границы, зарегистрированной с разных пунктов возбуждения, осуществляется путем сопоставления по замкнутым полигонам значений времени прихода волн во взаимных точках и значений времени То над пунктами возбуждения (Рис. 4-2). Теоретически и те и другие должны быть одинаковы.

Рис.4-2. Схема увязки значений времени преломленной волны во взаимных точках
и времени То над пунктами возбуждения по системе замкнутых полигонов

Наблюдаемые на  практике незначительные невязки  в значениях времени прихода волны во взаимных точках и значениях времени То над пунктами возбуждения технического характера разбрасываются.

Большие невязки, соизмеримые с периодом волны и больше,  могут быть связаны с ошибками корреляции - переходом на другие фазы, а также с неправильным отождествлением волн.

Когда это возможно, для получения надежных и однозначных решений, а также для стратиграфической привязки преломляющих границ нужно использовать  данные скважинных сейсмических наблюдений - ВСП с разноудаленных пунктов возбуждения.

Во всех случаях необходимо привлекать имеющуюся априорную геологическую и сейсмическую информацию, которая может быть полезна для решения рассматриваемых задач.

Например, данные бурения о наличии трех тонких пластов ангидрита, заключенных в толще солей, позволили идентифицировать волны  t5, t51 и t52, как волны от указанных пластов, в условиях нестандартного для МПВ характера наблюдаемой волновой картины (Рис.4-3).

Рис.4-3. Регистрация трех высокочастотных преломленных волн t5, t51 и t52 с практически одинаковыми кажущимися скоростями, которые больше, чем у преломленной волны t6, прослеживаемой в последующих вступлениях

Имеющиеся алгоритмы позволяют автоматически определять значения Vк, строить графики ∆tn,m, производить кусочно-линейную аппроксимацию наблюденных зависимостей (годографов, графиков) отрезками ломаной и определять их параметры, находить точки излома, увязывать сейсмограммы по форме записи во взаимных точках на основе анализа функции взаимной корреляции, определять коэффициенты поглощения и производить другие процедуры, а также выполнять статистический анализ полученных кинематических и динамических характеристик.

Современные программные средства интерпретации данных МПВ используют в той или иной степени указанные алгоритмы.

Следующая заметка будет посвящена построению сводных годографов преломленных волн, их увязке и преобразованию.