КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН И ОСНОВЫ МЕТОДА ОБЩЕЙ ГЛУБИННОЙ ТОЧКИ
КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН В слоистой толще каждая из отражающих границ порождает отраженную волну, которая проходит путь от источника к границе и далее от границы к точке наблюдения на поверхности. Такие волны называются однократными. Однократные волны достигают свободной поверхности и отражаются от нее, давая начало волне, которая снова распространяется внутри толщи. Волны, прошедшие толщу, покрывающие некоторую отражающую границу, несколько раз, называют полнократными – двух, -трехкратными. Существуют и неполнократные волны, это волны, отразившиеся от различных границ внутри толщи.
КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН Многократные волны бывают волнами с большой временной задержкой или волны с малой задержкой. Волны, приходящие с малой задержкой вслед за соответствующим однократным отражением от той же глубокой границы, интерферируют с однократной волной и увеличивают ее длительность. Это приводит лишь к изменению формы импульса однократно отраженной волны, дополнительных осей синфазности в данном случае не образуется. Наиболее частым случаем подобных кратных волн является образование отражений от кровли и подошвы промежуточных тонких пластов (т. н. многократные в тонком слое).
КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН Волны, пути распространения которых велики по сравнению с путями пробега однократных отражений от тех же самых глубоких границ, относятся к кратным с большой задержкой. Благодаря этому они появляются на сейсмических записях с достаточной временной задержкой по отношению к однократным волнам, образуя самостоятельные оси синфазности.
КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН На рисунке приводится пояснение к определениям однократной волны, кратной волны первого порядка, кратной волны второго порядка. Что такое период кратной волны можно видеть на разрезе постоянных скоростей (Constant. Velocity-Stack) – своего рода разрезе для пикирования скоростей.
КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН Другой тип кратных – волны-спутники. Они образуются если энергия, распространяющаяся вниз от источника, интерферирует с энергией, которая вначале пошла вверх, а затем претерпела отражение вниз в подошве зоны малых скоростей (в случае наземных исследований) или на поверхности воды (при работах на акватории). Сравнительно малые изменения глубины источника могут привести к значительным изменениям характера отражения, создавая серьезные трудности. Именно поэтому, следует поддерживать постоянной глубину источника ниже подошвы ЗМС или под поверхностью воды. Волны-спутники особенно сильно влияют на морские исследования. Это связано с тем, что поверхность воды является практически идеальным отражателем и поэтому интерференция с волнами-спутниками будет сильной.
Годограф полнократной волны Для плоскопараллельного слоя, лежащего на полупространстве, годограф полнократной волны определяется формулой: Для горизонтально-слоистой толщи годограф m-кратной волны задается формулой: где - эффективная скорость, Hэфф – эффективная мощность однородного эффективного слоя над кратнообразующей границей. Для плоской наклонной границы годограф m-кратной волны для профиля, идущего вкрест простирания, будет иметь вид: где - угол наклона границы, V – скорость распространения волны в слое. Если толща состоит из наклонных пластов, то
Годограф полнократной волны Годографы полнократных волн также имеют гиперболическую форму. Кратные волны – это волны-помехи. Имеем двукратную отраженную волну от плоской границы R, имеющей вдоль профиля х угол падения и эхо-глубину hs под источником S. Однократно отраженной волне от плоскости R соответствует мнимый источник S*. Второе отражение волна испытывает от плоскости наблюдения G, чему соответствует второй мнимый источник S 1*, который получается зеркальным отражением точки S* в границе G. Третьему акту отражения волны, т. е. повторному отражению от границы R, отвечает третий мнимый источник S 2*. Он получается зеркальным отражением точки S 1* в границе R. Как видно, годограф двукратной отраженной волны от границы R совпадает с годографом однократной волны, отраженной от некоторой фиктивной границы R' с мнимым источником в точке S 2*. Зная расположение мнимого источника для границы R', легко определить ее параметры эхо-глубину h's и кажущийся угол падения вдоль профиля '. Поскольку отражающая граница ортогональна отрезку, соединяющему действительный и мнимый источники, и проходит через его середину, имеем: 2 h's = SS 2* = 2 SS* соs = 4 hs соs , ' = 2. Двукратное отражение можно наблюдать на линии х при условии < 45°.
Годограф полнократной волны Оси синфазности на разрезе НСП, которые соответствуют полнократным волнам, будут иметь угол (n) =n , глубина оси синфазности кратной волны если =0, то h 1=h h 2=2 h hn=nh Время прихода полнократной волны при совмещении источника и приемника (случай НСП) и только при малых временах будет целое. Веерообразные оси синфазности (ОПВ), соответствующие кратным волнам, расстояние между трассами 100 м, удаление для первой трассы 425 м.
Основы метода ОГТ Метод общей глубинной точки помогает решать задачи выделения однократноотраженных волн на фоне регулярных (многократные, обменные, преломленнодифрагированные волны) и нерегулярных помех. Специфические особенности метода ОГТ определяются свойствами направленности системы наблюдения и статистическим эффектом суммирования данных. При обычной методике МОВ каждая отражающая точка зарегистрирована только один раз, исключая крайние точки расстановки (точки увязки), которые регистрируются снова на смежных расстановках. В методе ОГТ отражение от каждой отражающей точки, а вернее отражающей площадки, регистрируется много раз. В литературе можно встретить следующие названия: метод ОСТ – метод общей срединной точки, CDP – common depth point (англ. ), методика многократных перекрытий, методика избыточного покрытия, CMP – общая срединная точка.
Основы метода ОГТ Сейсмограммы ОГТ, представляют собой выборку каналов с сейсмограмм ОПВ. На выборке каналов, выполняемой по схеме метода ОГТ, при условии горизонтального залегания границ раздела обеспечивается регистрация осей синфазности волн, отраженных от данной общей точки. Такая сейсмограмма называется сейсмограммой ОГТ, а годографы прокоррелированных на ней волн – годографами ОГТ. Системы наблюдений, т. е. расположение источников и приемников могут быть различными. Сверху справа – Схема наблюдений в методе ОПВ, Справа внизу Схема наблюдений в методе ОГТ
Основы метода ОГТ Основные системы наблюдений – это центральная или симметричная система наблюдений и фланговая. В первом случае источники расположены с равным шагом вдоль линии профиля, а сейсмическая коса занимает два интервала между пунктами взрыва. Во втором случае источники располагаются на конце расстановки приемников. В отличие от методов ОПВ (общего пункта взрыва) и ОПП (общего пункта приема), в МОГТ источник и приемник разносятся вдоль профиля симметрично относительно фиксированной на профиле точки xk. При удалении приемника и источника на расстояние l от средней точки xk, расстояние источник-приемник составит 2 l=L. Число позиций относительно точки xk называют кратностью перекрытия, оно определяет, сколько раз получают отражение от одной и той же глубинной точки.
Основы метода ОГТ Для горизонтальной границы годограф ОГТ будет иметь вид: Как можно убедиться, годограф ОГТ - гипербола.
Основы метода ОГТ Выведем годограф ОГТ в случае наклонной границы: Годограф ОПВ: h 0 – глубина под общей точкой где h – эхоглубина под ПВ. Подставим наши обозначения в годограф ОПВ и получим годограф ОГТ. h(-l)=h 0 -lsin x=2 l
Основы метода ОГТ где L- текущее положение источник-приемник. - это кинематический параметр годографа
Основы метода ОГТ Годограф ОГТ для наклонной границы. Годограф ОГТ – это гипербола, симметричная относительно оси l = 0, минимум всегда расположен в l = 0, независимо от наклона границы. Форма годографа не зависит от знака угла наклона φ. Для фиксированного t 0 годограф ОГТ является функцией только одного параметра VОГТ , который называют скоростью ОГТ. У нас никакого угла наклона границы нет – он вошел в параметр VОГТ, т. е. случай адекватен плоской горизонтальной границе.
Основы метода ОГТ и годограф ОГТ Сравним годограф ОПВ для горизонтальной границы: где - параметр гиперболы. Для случая ОПВ (общего пункта взрыва) имеем площадку отражения, для случая МОГТ (метод общей глубинной точки) получаем точку отражения; эта точка будет стоять на месте только при горизонтальной границе
Основы метода ОГТ Общая средняя точка Точка отражения в методе ОПВ будет смещена по восстанию границы на Пусть глубина до отражающей границы 3 -5 км, разносы 3 -5 км, тогда точка отражения между крайними положениями сейсмоприемников смещается на 3 км. В методе ОГТ можно легко убедиться, что при горизонтальной отражающей границе точка отражения действительно одна, а для наклонной границы смещение незначительно по сравнению с методом ОПВ. Общая отражающая площадка
Основы метода ОГТ Напишем уравнения годографов ОПВ и ОГТ для n-кратной волны: Основное преимущество метода ОГТ перед методом ОПВ заключается в том, что он позволяет путем соответствующей обработки первичных данных ослабить интенсивность регулярных волнпомех (в первую очередь полнократных отраженных волн). Как следует из выражений для годографов однократных и многократных волн ОГТ, при одном и том же, или близких значениях t 0, годографы однократной и полнократной волн могут отличаться только значением Vэфф.
Основы метода ОГТ Различия во временах прихода этих волн в зависимости от l при условии L=2 l<Hэфф определяются функцией запаздывания: Согласно формуле, если V 1 эфф V 2 эфф или L мало, то функция запаздывания близка к нулю, и принципиально невозможно разделение полезных и полнократных волн по их кинематике. Возможность разделения волн по кинематике появляется в случае, когда скорость возрастает с глубиной, за исключением инверсии или малого градиента скорости. В этом случае полнократные волны, образующиеся в верхней части разреза (ВЧР), имеют меньшую Vэфф, чем однократные, которые распространяются часть пути в отложениях с высокими скоростями распространения упругих волн при близких значениях t 0.
Основы метода ОГТ Вопросы к лекции • Какие типы кратных волн различают в сейсморазведке? В чем отличие полнократных и неполнократных волн? • Для чего был создан метод ОГТ? • Чем отличается годограф ОГТ от годографа ОПВ? • Что такое VОГТ? • Что такое функция запаздывания?
Скачать презентацию КИНЕМАТИКА КРАТНЫХ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН И ОСНОВЫ МЕТОДА ОБЩЕЙ
Лекция по сейсморазведке-5.pptx