Обработка и интерпритация геофизических данных на лицензионной площади «Дунга» с целью оценки ожидаемых запасов и разработки выявленных

 

     Сравним амплитудно-частотный спектр в окне,  взятый с полезными отраженными  волнами (рис.6.7). Видно, что преобладающие  частоты 50-54 Гц были ослаблены длинной  расстановкой до 30% амплитуды.  На основании  этого линейную расстановку длиной 46.2. м можно признать непригодной для использования. Поэтому, необходимо сделать выбор между линейной и пространственной (шахматной) расстановками, имеющими одинаковую длину, 38.5 м. Перед тем, как принять решение, посмотрим на спектр поверхностной и отраженной волны, выбранный с сейсмограммы от дальнего VP выноса (рис.6.8). Это покажет нам разницу между линейной и пространственной (шахматной) расстановками.

 

Амплитудно-частотный  спектр,  %	Амплитудно-частотный  спектр,  %

Рис.6.8 Сравнение пространственной и линейной расстановок в окне с поверхностной волной (левая панель), с полезной отраженной волной (правая панель).

Сейсмограмма  от дальнего выноса 

 

     Мы  видим незначительную разницу между  этими двумя расстановками. Можно  сказать, что линейная расстановка немного лучше для прохождения нужных частот 47 и 55 Гц, но эта разница незначительна. Принимая во внимание, что линейная расстановка более проста для исполнения, для производственных работ рекомендуется применять эту расстановку из 12 геофонов, длина между элементами 3.5 м.

     6.3.1.3  Выбор стартовой частоты

     Увеличение  стартовой частоты с 6 до 14 Гц не обеспечивает значительного улучшения качества данных. Как было обусловлено ранее, поверхностная волна имеет доминирующую частоту, равную 16 Гц. Поверхностная волна может быть подавлена расстановкой приемников (см. раздел 6.3.1.2) лучше, чем увеличение свип-сигнала стартовой частоты. Таким образом, целью данного эксперимента является выбор оптимальной стартовой частоты, удовлетворяющей требованиям получения диапазона широкой излучающей частоты и избежание вредного влияния на человеческий организм низких частот, нежелательного нелинейного искажения в начале свип-сигнала. Моделируемые амплитудно-частотные спектры тестов свип-сигналов показаны на рис. 6.9.

 

Рис. 6.9. Моделируемые амплитудно-частотные  спектры тестов свип-сигналов

 

     Чтобы увидеть разницу в результатах  тестов стартовой частоты, был взят наиболее глубокий объект (2600-3000 м/сек). Рассматривалась только расстановка  геофонов на базе 0 м, чтобы не допустить эффекта любой фильтрации расстановкой сейсмоприемников. Виден  естественный сдвиг спектра к более высоким частотам с увеличением стартовой частоты излучающего сигнала (рис.6.10). Большая часть нижних частот принадлежит шуму, вызванному источником, а остальное - необходимым отраженным волнам. Исключенные нижние частоты от излучающего сигнала в дальнейшем не будут восстановлены. Таким образом, выбор частоты 8 Гц, как стартовой, позволит избежать образования вредных для человеческого организма частот, 6-7 Гц и предоставит довольно широкий интервал частот для исследований.   

Амплитудно-частотный  спектр,  %	Амплитудно-частотный  спектр, дБ
Автокорреляционный  сигнал	Количественный  анализ

Рис.6.10 Сравнение свип-сигналов с различной стартовой частотой

     6.3.1.4  Выбор конечной частоты

     Начальные параметры опытных работ включали сравнения сейсмограмм с частотой 70, 80, 90 и 100 Гц. Модели амплитудно-частотных  спектров показаны ниже, на рис. 6.11. Выбрать  конечную частоту свип-сигнала лишь путем визуальной оценки полевых сейсмограмм или выводов с сейсмостанции, невозможно. По этой причине были применены фильтры к «сырой» сейсмограмме, полученной с самым широким свипом, и был выполнен анализ частотного спектра. Глядя на рис. 6.12. мы видим частоты до 90 Гц и даже выше, в спектре отраженных волн. Основываясь на этом анализе, можно сказать, что излучение верхних частот до 100 Гц не будет являться излишним, а напротив, привнесет в полезные отражения в восстанавливаемые высокочастотные составляющие.

     Поэтому, частота в 100 Гц рекомендована для  производственных работ и выбрана, как конечный свип-сигнал для дальнейших тестов. Общая ширина свип-сигнала 3.5 октав, которая (теоретически) обеспечит  хорошее вертикальное разрешение сейсмических данных. 

Рис. 6.11. Смоделированный амплитудно-частотный  спектр для тестов свип-сигналов

 

Рис. 6.12. Амплитудно-частотный спектр полезной отраженной волны

     6.3.1.5  Выбор длины свип-сигнала

     Согласно  параметрам проведения опытных работ, была протестирована длина свип-сигнала 6, 8, 10, 11, 12 и 14 сек. Длина свипа-сигнала, равная 14 сек., не отвечает финансовым условиям контракта. Эта длина была протестирована для того, чтобы получить избыточную сейсмограмму для сравнения. Результаты тестирования представлены ниже, на рис. 6.13. и являются ожидаемыми. Очевидно, что лучший результат был получен на свип-сигнале, равном 14 сек., второй лучший результат – свип-сигнал  в 12 сек. Поэтому, именно этот свип-сигнал должен быть принят как наилучший из трех возможных по условиям контракта (10, 11 и 12 сек.) и соответственно, рекомендован для производственных работ.

Отражение от неглубокой границы	Глубинное отражение

Рис.6.13 Сравнение длины свип-сигнала

     6.3.1.6 Количество накоплений и количество вибраторов в группе

     Этот  тест охватывает сравнение 2, 3 и 4 свип-сигналов для VP для обоих выносов, минимального и максимального. Перед просмотром результатов,  небольшое теоретическое отступление.

 
 

(G.J.O. Vermeer)

 

 

(M. Lansley)

где,

 

Nvib	Кол-во вибраторов
Fmax	максимальное  усилие, kN
Ky	% максимального  усилия
Nswps	Кол-во свип-сигналов
Fold	Кратность
T	Длина свип-сигнала, сек.
bin	Размер бина, м (2D)
F2-F1	Полосовой фильтр частот свип-сигнала, Гц

 

     В обеих формулах количество свип-сигналов на VP находится под квадратным корнем. Согласно формуле (Vermeer), сокращение количества свипов с 4 до 3 (для 3 вибраторов, остальные параметры остаются неизменными) приведет к сокращению релевантной энергии сигнала на 13%, а сокращение количества свипов с 4 до 2  приведет к сокращению релевантной энергии сигнала на 29%.

Амплитудно-частотные  спектры показаны на рис. 6.14.

Отражение от неглубокой границы	Глубинное отражение

Рис. 6.14 Сравнение количества свип-сигналов на пункте возбуждения

 

Можно заметить уменьшение значения амплитуд с 5 до 70% для различных компонентов частоты для неглубоких и глубинных отражений во время уменьшения количества свип-сигналов с 4 до 3. При выборе 2 свип-сигналов амплитуда уменьшается еще больше, и соотношение сигнал-помеха значительно ухудшается. Такие заметные изменения в амплитудах также были видны и на полевых сейсмограммах, и на выводах с сейсмостанции. Без тени сомнения, во время производственных работ рекомендуется использовать четыре свип-сигнала на VP.

     Согласно  приведенным выше формулам,  добавление еще одного вибратора в группу должно вызвать увеличение энергии на 33% без изменения других параметров.

Сравнение амплитудно-частотного спектра неглубоких отражений на сейсмограмме ближнего выноса показывает нам, что энергия  увеличилась максимум на 20% для частотной составляющей 30 Гц, значительного улучшения для других составляющих не наблюдалось (рис. 6.15.). Для более глубоких горизонтов можно заметить рост энергии до 40% в некоторых случаях. Рост энергии на дальних выносах достигал максимум 20-30% для обоих отражений, глубинного и неглубокого горизонтов (рис. 6.16.)

     В конечном итоге следует отметить, что добавление еще одного вибратора  в группу не обеспечит такого значительного  увеличения  энергии,  как дополнительный свип. Эта идея расходится с теорией, но как видно, результаты последовательны и испытаны на максимальном и минимальном выносах. Это подходит для данного района исследований. Рекомендуемое количество вибраторов для производственных работ – 3.

Амплитудно-частотный спектр,  % Отражения от неглубокой границы	Амплитудно-частотный  спектр,  дБ  Отражения от неглубокой границы
Амплитудно-частотный  спектр,  % Глубинные отражения	Амплитудно-частотный  спектр, дБ  Глубинные отражения

Рис.6.15 Сравнение  4-х вибраторов с 3 вибраторами  на ближних выносах

 

Амплитудно-частотный  спектр,  % Отражения от неглубокой границы	Амплитудно-частотный  спектр, дБ  Отражения от неглубокой границы
Амплитудно-частотный  спектр,  % Глубинные отражения	Амплитудно-частотный  спектр,  дБ Глубинные отражения

Рис.6.16 Сравнение  групп из четырех вибраторов и трех на дальних выносах 

     6.3.1.7  Расстановка вибраторов

     Во  время опытных работ было запланировано  и испробовано определенное количество расстановок вибраторов для ближних и дальних выносов VP. Схемы тестов расстановок показаны в Приложении 6.4. Учитывая параметры, выбранные выше, сравним группу из трех вибраторов, 4 свип-сигнала (без перемещения), и с перемещением 6 м по схеме 1+2+1, общая длина расстановки - 24 м. Такое тестирование выполнено для ближнего и дальнего выноса VP. На рис. 6.17. и 6.18. представлены графики отражений регистрации ближнего и дальнего выноса  соответственно. Очевидно, что запись, полученная без движения источника возбуждения, лучше для всей длины спектра, для обоих выбранных отражений и для местоположения обоих источников. Хотя ожидалось, что движение источника возбуждения приведет к улучшению данных, в  сравнении с неподвижной расстановкой, благодаря интерференционному и статистическому эффекту, но результат оказался противоположным.

     Это может объясняться только физическими  свойствами поверхности в ее верхней  части,  почвы. После первого свип-сигнала  улучшается контакт с почвой, и  следующие свип-сигналы уже более  эффективно проходят через почву.

 

Амплитудно-частотный  спектр,  % Отражение от неглубокой границы	Вид  автокорреляционного  импульса Отражение от неглубокой границы
Амплитудно-частотный  спектр,  % глубинные отражения	Вид автокорреляционного  импульса глубинные отражения

Рис.6.17 Сравнение 3 вибраторов, 4 свип-сигнала  без передвижения с 3 вибраторами, 4 свип-сигнала с передвижением 6 м  для сейсмограммы ближнего выноса

 

Амплитудно-частотный  спектр,  % Отражение от неглубокой границы	Вид автокорреляционного импульса Отражение от неглубокой границы
Амплитудно-частотный  спектр,  % Глубинные отражения	Вид автокорреляционного  импульса Глубинные отражения