Метод преломленных волн (метод плюс-минус)

Часто бывает сложно использовать первые вступления для оценки отрезка, отсекаемого продолжением годографа ПВ на оси времени и скоростей для ЗМС и коренных пород. Это связано, прежде всего, с тем, что подошва ЗМС имеет волнообразную форму, что осложняет интерпретацию годографов. Кроме того, на годографы влияют изменения отметок превышения. Еще одна причина заключается в том, что обычная полевая расстановка не обеспечивает количества каналов в пределах расстояния х_с до точки одновременного прихода преломленной и отраженной волны (рис.3.97), достаточного для надежной оценки мощности или скорости ЗМС. В большинстве случаев v_w не может быть измерена и вместо нее применяется какая-либо приемлемая величина.

Hagedoorn (1959) сформировал метод непрямой оценки точки пересечения продолжения годографа ПВ с осью времени и скорости в коренных породах (скорости ниже преломляющей поверхности). Метод требует пикинга первых вступлений, но интерпретации годографа (рис.3.97) не требуется. Интерпретация означает построение линейных участков для прямой и преломленной волны. На рис.3.98 показаны три луча, ассоциированные с парами взрыв-прибор AD, DG и AG. Основа метода Hagedoorn включает расчет двух временных величин – времен «плюс» и «минус»:

и

Рис.3.98 (а) ) Геометрические построения для метода «плюс-минус». (b) Геометрические построения для GRM (определение символов см. на рис.3.96).

Времена в правой части этих уравнений представляют собой измеренные (пикированные) величины по первым вступлениям для трех лучей, показанных на рис.3.98а. По конфигурации лучей можно видеть, что время «плюс» – это точка пересечения годографа ПВ с осью времени, а время «минус» относится к скорости в коренных породах (упр.3.22). Таким образом, метод «плюс-минус» Hagedoorn включает: 1. 1. Пикинг первых вступлений. 2. 2. Расчет времен «плюс» и «минус» [ур. (3.43а) и (3.43b)]. 3. 3. Вывод точки пересечения продолжения годографа ПВ с осью времени и скорости в коренных породах. 4. 4. Принятие скорости ЗМС. 5. 5. Расчет глубины zD до коренных пород под точкой D (рис.3.98а) по уравнению (3.41). 6. 6. Расчет статической поправки в точке:

где E_S и E_D – отметки превышения поверхности земли и линии приведения в точке D (рис.3.98а).

Перед вводом статических поправок «плюс-минус» необходимо ввести поправки времени на глубину (uphole correction) и за отметку превышения.

На практике не всегда можно найти лучи, которые подходят для пикинга первых вступлений и совпадают в точке D. Palmer (1981) обобщил метод Hagedoorn использования лучей (рис.3.98). Методика Palmer, представляющая собой обобщенный метод взаимной установки (generalized reciprocal method – GRM) при расчете времени «плюс» учитывает интервал D₁ D₂:

(3.44)

Отметим, что для измерения времен пробега в правой части уравнений (3.43а), (3.43b) и (3.44) можно использовать более одного сочетания лучей, ассоциированных с различными интервалами D₁ D₂. Следовательно, в данной точке D может быть более одной оценки времен «плюс-минус». Тщательно редактируя первые вступления, можно уточнить эти оценки и свести к одной оценке для каждой точки. Пикинг первых вступлений может быть выполнен автоматически, в интерактивном режиме, вручную или комбинированным способом. Перед пикингом необходимо применить к данным поправку за линейное приращение (LMO). После выполнения пикинга LMO коррекция повторяется. Эффективность обоих методов коррекции статики, основанных на использовании отраженных и преломленных волн, зависит от надежности процесса пикинга. Нечеткость первых вступлений (таких как при работе с вибросейсом) может затруднить их пикинг.

Обратимся к примеру полевых данных на рис.3.94. Эта сумма была получена путем ввода поправок, связанных только с отметками превышения. На рис.3.99 показан тот же профиль после коррекции статики по методу GRM. Сравните рис.3.94 и 3.99. Видно, что произошло удаление длинноволновой статики, которая приводит к появлению ложных структур. Метод «плюс-минус» или GRM пытается ввести поправки за влияние статики со всеми длинами волн, появление которой вызвано вариациями в модели ВЧР. Например, волнообразной формой подошвы ЗМС. Любая остаточная коротковолновая статика должна быть откорректирована с применением метода, основного на использовании отраженных волн, как описано в Разделе 3.4. Результатом комбинированного решения является разрез, показанный на рис.3.100 (сравните его с рис.3.95).

Рис.3.99 Те же данные, что на рис.3.94 со статическими поправками, использующими метод GRM. (Nederlandse Aardolie Maatschappij B. V.)

Рис.3.100 Те же данные, что на рис.3.99, после коррекции остаточной статики, основанной на использовании отраженных волн. (Nederlandse Aardolie Maatschappij B. V.)

Для вывода модели ВЧР эти методы используют наблюденные времена пробега по вступлениям преломленных волн, которые предполагаются ассоциированными с подошвой ЗМС. Проблема возникает, когда требуется определить модель ВЧР более чем с одним слоем. Это имеет место на площадях, покрытых моренными глубинами и песчаными дюнами. Для этих проблем были разработаны несколько специализированных методик. Hampson и Russell (1984) применили к проблеме статики обобщенное линейное обращение (generalized linear inversion GLI). Это итеративный подход, который обеспечивает гибкость в определении модели ВЧР, состоящей из нескольких произвольно параметризованных слоев. Процесс начинается с расчета времен вступлений преломленной волны по первоначально предложенной модели ВЧР. Затем эти рассчитанные времена пробега сравниваются с наблюденными временами. Процедура старается минимизировать разность между рассчитанными и наблюденными временами пробега, постепенно модифицируя параметры модели, также как скорость и мощность ВЧР.