Предварительная обработка

Полевые данные регистрируются в мультиплексном режиме с применением определенного типа формата. Сначала данные демультиплексируются так, как показано на рис. 1-35. С математической точки зрения мультиплексация выглядит как транспозиция большой матрицы, при которой колонки результирующей матрицы могут быть прочитаны как сейсмические трассы, записанные при различных выносах с общим ПВ (рис. 1-36). На этой стадии данные преобразуются в формат, который удобно использовать в ходе обработки. Этот формат определяется типом системы обработки и конкретной компанией.

Предварительная обработка включает также редактирование трассы. Трассы, осложненные помехами, трассы с неустановившимися всплесками (transient glitches) (см. рис. 1-33, рекорд 40) или с одночастотными сигналами (см. рис. 1-33, рекорд 3) удаляются; обращения полярности (см. рис.1-33, рекорд 2) исправляются.

Функция восстановления усиления применяется на данных с целью корректировки эффектов расхождения (сферического) фронта волны (рис. 1-37). Это равнозначно применению функции геометрического расхождения, которая зависит от времени пробега и средней первичной скоростной функции, которая ассоциируется с первичными отражениями на данном участке съемки (Раздел 1.5). Кроме того, для компенсации потерь, вызванных затуханием, может быть использована экспоненциальная функция усиления. В качестве варианта можно перед деконволюцией пропустить данные через широкополосный фильтр.

Наконец, в состав сейсмических данных включается геометрия полевых работ. Это можно сделать перед коррекцией усиления, которая зависит от выноса. На основе информации о съемке координаты ПВ и ПП для всех трасс заносятся в заголовки трасс. Можно оперировать изменениями координат ПВ и ПП, исходя из информации в журнале оператора. Причина проблем обработки различных типов заключается в неправильном задании геометрии полевых работ. Независимо от того, насколько тщательно подобраны параметры обработки, качество суммированного разреза может существенно ухудшиться из-за неправильной геометрии полевых работ. Для наземных данных на этой стадии применяются поправки за превышение, чтобы привести времена пробега к общему уровню. Этот уровень может быть фиксированным или изменяющимся (плавающим) по профилю.

Деконволюция

Деконволюция следует за предварительной обработкой. Обычно деконволюция перед суммированием направлена на улучшение временной способности путем сжатия эффективного импульса источника, содержащегося в сейсмической трассе, до единичного (деконволюция сжатия).

Прогнозируемая деконволюция (Раздел 2.6 и 2.7) с задержкой предсказания, которая равна первому или второму переходу ФАК через 0, также используется в общем случае. Методики деконволюции, используемые в общепринятой обработке, основаны на оптимальной фильтрации Винера (Раздел 2.6).

Рис.1-36 Выборки ОПВ сразу после демультиплексации. Они получены при ведении морских работ. Обратите внимание на высокие амплитуды в верхней части рекордов и на относительно слабую энергию в более глубокой части. Такое затухание амплитуды обусловлено в первую очередь расхождением волнового фронта.

Рис.1-37 Выборки ОПВ на рис.1-36 после ввода поправки за расхождение волнового фронта. На поздних временах рекордов амплитуды восстановлены.

Рис.1-38 Выборки ОПВ на рис.1-37 после деконволюции сжатия. Исследуя некоторые индивидуальные отражения и сопоставляя их с рис.1-37, можно видеть, что деконволюция подавила импульс и энергию реверберационной волны, следующую за каждым отражением.

На рис.1-38 можно видеть выборки ОПВ после деконволюции сжатия. Сжатие импульса лучше всего заметно, если сравнивать этот рисунок с рисунком 1-37. Поскольку деконволюция сжатия расширяет спектр сейсмических данных, после деконволюции трасса содержит намного больше высокочастотной энергии. Поскольку усиливаются высокочастотные помехи и сигнал, часто возникает необходимость пропустить данные после деконволюции через широкополосный фильтр. Кроме того после деконволюции используются некоторые виды уравновешивания трасс, чтобы привести данные к общему среднеквадратическому (rms) уровню, как показано на рис.1-39. Уравновешивание рассмотрено в Разделе 1.5.

Сортировка ОСТ

После начальной области сигнала (см. выше) данные преобразуются из координат “взрыв - сейсмоприемник” в координаты “средняя точка - вынос”. Это сортировка ОСТ, которая требует информации о геометрии полевых работ. Отметим, что термин “общая глубинная точка” (ОГТ) часто используется вместо термина “общая средяя точка” (ОСТ).

Сбор сейсмических данных с многократным перекрытием выполняется в координатах “взрыв – сейсмоприемник” (s, g). На рис.1-40 в схематическом виде представлена геометрия, регистрирующая установки. С другой стороны, обработка сейсмических данных выполняется, как это принято, в координатах “средняя точка - вынос” (y, h). Требуемое преобразование координат достигается путем сортировки данных в выборки ОСТ. Каждая отдельная трасса присваивается средней точке между точками взрыва и приема, ассоциированными с этой трассой. Трассы с одним положением средней точки группируются вместе, образуя выборку ОСТ. На рис.1-41 показана геометрия выборки ОСТ. Выборка ОСТ эквивалентна выборке ОСТ только в том случае, когда отражающие поверхности горизонтальные, а скорости, не изменяются в латеральном направлению. Если в разрезе имеются наклонные отражающие поверхности, эти два выборки не являются эквивалентными и следует использовать только термин “выборка ОСТ”. На рис.1-42 показаны выборки ОСТ, полученные при сортировке выборок ОПВ после деконволюции (рис.1-39).

На рис.1-43 показано положение координат “взрыв- сейсмоприемник” (s, g) и “средняя точка - вынос” (y, h). Координаты (y, h) повернуты на 45% относительно (s, g). Участок с точками представляет перекрытие, используемое при регистрации сейсмического профиля по оси средних точек Oy. Каждая точка представляет сейсмическую трассу; ось времени перпендикулярна плоскости бумаги. На рис.1-43 идентифицируются следующие типы выборок:

1. 1. Выборка ОПВ (запись ПВ, полевая запись)

2. 2. Выборка ОТП

3. 3. Выборка ОСТ (выборка ОСТ, выборка ОГТ)

4. 4. Разрез с общим выносом (разрез с постоянным выносом)

5. 5. Разрез суммированный по ОСТ (разрез с нулевым выносом)

Рис.1-39 Выборки ОПВ на рис.1-38 после уравновешивания трасс. Уравновешивание представляет собой независимое от времени представление амплитуд к общему среднеквадратическому уровню для всех трасс.

Рис.1-40 Сбор сейсмических данных происходит в координатах “взрыв - прием” (s, g). Показанные лучи ассоциированы с плоской горизонтальной отражающей поверхностью и распространяются от точки взрыва S к нескольким сейсмоприемникам G. Координаты обработки “средняя точка - вынос” (y, h), определяются в единицах (s, g): y = (g + s)/2; h = (g – s)/2. Здесь ось ПВ указывает в направлении, противоположном профилированию.

Рис.1-41 Обработка сейсмических данных выполняется в координатах “средняя точка - вынос” (y. h). Показанные лучи ассоциируются с одной выборкой ОСТ. Эта выборка идентична выборке ОГТ, если глубинная точка находится на горизонтальной плоской отражающей поверхности, а расположенная над ней среда является горизонтально-слоистой.

Длина регистрирующей косы равна FG, а длина профиля AD. Количество точек вдоль выборки ОСТ (разрез 3) равно кратности ОСТ. На концах профиля кратность уменьшается (участки AB и CD). Полная кратность по профилю наблюдается на средних точках участка ВС. Диаграмма, показанная на рис.1-43, известна как схема суммирования и используется при задании геометрии профиля для предварительной обработки. Если имеется пропущенный ПВ или плохо закрепленный сейсмоприемник, соответствующие средние точки легко идентифицируются (см. упражнение 1.12).

Рис. 1-42 Выборки ОГТ, соответствующие данным на рис.1-39.

Методика регистрации ОСТ, запатентованная в 50-х годах и опубликованная позднее (Mayne, 1962), использует избыточную регистрацию для улучшения отношения сигнал/помеха. Чтобы получить избыточность, используются несколько источников на трассу n_s, несколько сейсмоприемников на трассу n_g и многократное отслеживание одной и той же точки n_f при различных выносах. При данном общем количестве элементов регистрирующей системы, N = n_s · n_g · n_f отношение амплитуды сигнала к среднеквадратической помехе теоретически улучшается на величину . В основе этого коэффициента находится допущение, что отраженный сигнал на трассах выборки ОСТ идентичен, а случайная помеха является взаимно некоррелированной от трассы к трассе (Sengbush, 1983). Поскольку эти допущения на практике строго не соблюдаются, улучшение отношения сигнал/помеха, усиленное суммированием, несколько меньше, чем . Суммирование по ОСТ также ослабляет когерентные помехи, такие как кратные волны (Mayne, 1962), канальные волны и поверхностную волну, поскольку отраженный сигнал и когерентные помехи обычно имеют различные скорости суммирования.

Скоростной анализ

В дополнение к улучшению отношения сигнал/помеха многократное отслеживание с регистрацией при нулевом выносе характеризует разрез сточки зрения скоростей (Глава 3). Скоростной анализ выполняется на определенных выборках ОСТ или на группах выборок. Результатом одного из типов скоростного анализа является таблица зависимости скорости от полного времени пробега при нулевом выносе (скоростной спектр). Эта зависимость представляет некоторую меру когерентности сигнала по гиперболической траектории, которая определяется скоростью, выносом и временем пробега. На рис.1-44 показаны скоростные спектры в положениях ОСТ, указанных на рис.1-42. Пары “скорость - время” выбираются из этих спектров, исходя из максимальной когерентности. Затем выполняется пространственная информация этих функций между точками анализа по всему профилю (см. рис.1-45), чтобы обеспечить скоростную функцию для каждой выборки ОСТ по профилю.

На участках со сложным строением скоростные спектры часто не обеспечивают достаточной точности селекции по скорости. В этом случае данные суммируются с диапазоном постоянных скоростей и при пикинге скоростей используются эти суммы (Раздел 3.3).

1.4.5 Поправки за нормальное приращение и суммирование   Поле скоростей (рис.1-45) используется для определения поправок за нормальное приращение (NMO) выборок ОСТ (Раздел 3.2). На рис.1-46 показаны выборки ОСТ, представленные на рис.1-42 после ввода поправок за приращение. Вступление сглажены в диапазоне выносов, т.е. из времен пробега исключено влияние выноса. Однако, в результате применения таких поправок трассы растягиваются в зависимости от времени, что обуславливает смещение частотного состава в низкочастотную часть спектра. Частотное искажение возрастает на малых временах и больших выносах. Чтобы предотвратить ухудшение вступлений на особенно малых глубинах, зона искажений удаляется (обнуляется) перед суммированием (рис.1-47). Сумма ОСТ получается при сложении по выносу. Сумма представляет собой переднюю грань призмы данных, показанной на рис.1-34.

Рис.1-43 Схема суммирования (модификация по Clearbout, 1976). Каждая точка представляет одну трассу с осью времени, перпендикулярной плоскости рисунка. Координаты “взрыв - сейсмоприемник” (s, g) и “средняя точка - вынос” (y, h) наложены друг на друга, причем плоскость (y, h) повернута на 45° относительно плоскости (s, g). Здесь (1) – выборка ОПВ, (2) – выборка ОТП, (3) – выборка ОСТ, (4) – разрез с общим выносом, (5) – разрез, суммированный по ОСТ. Остальные обозначения см. в тексте.