Курсовая работа: Способы ввода и коррекции кинематических поправок

Методика расчета и коррекция кинематических поправок являются наиболее разработанной процедурой цифровой обработки. Это связанно с особой важностью данной процедуры при накапливании по ОГТ.

Ввод кинематических поправок в сейсмограммы ОГТ осуществляют с целью трансформации осей синфазности однократно — отраженных волн в линии = const, где — двойное время пробега волны по лучу, нормальному к границе раздела. Выражение, определяющее кинематическую поправку для данной точки приема с абсциссой , имеет вид:

_,

где — время вступления отраженной волны в точку приема с абсциссой .

,

где — эффективная скорость распространения волны до данной точки отражения; — угол наклона границы раздела.

Величина называемая фиктивной скоростью, определяет точность расчета кинематической поправки. Поскольку на начальном этапе обработки сведения о величинах и весьма приближенны, значения и определяются с погрешностями. Поэтому в практике обработки предусматриваются два этапа определения кинематических поправок.

На первом этапе рассчитывают исходные (априорные) кинематические поправки на основе априорных данных о модели среды. При этом получают грубую оценку кинематической поправки. Сейсмическая запись в расчете исходных кинематических поправок не участвует.

На втором этапе выполняют коррекцию исходных кинематических поправок с использованием сейсмограмм, базирующуюся на способах разновременного криволинейного анализа по вееру гипербол (парабол). Суть криволинейного анализа заключается в переборе значений и поиске данных, при которых максимизируется результат преобразования по заданному оператору обработки.

В результате находят либо дополнительные кинематические поправки, дающие в сумме с исходными скорректированную поправку, либо полную кинематическую поправку , обеспечивающую оптимальный эффект суммирования. Учитывая, что определение скорректированных кинематических поправок осуществляют в процессе многократного преобразования совокупности сейсмограмм с использованием достаточно сложных операторов, уже на этом начальном этапе обработки возникает необходимость в оптимальном построении алгоритма.

В большинстве сейсмогеологических ситуаций исходную кинематическую поправку рассчитывают по формуле для нормального приращения годографа ОГТ отраженной волны в однородной среде с горизонтальными границами раздела:

;

здесь либо эффективная , либо средняя скорость.

Различие между и искомой величиной определяется разницей между принятой для расчета скоростью и скоростью . В реальных условиях на скорость оказывает влияние угол наклона, слоистость среды и криволинейность границы. Недостаточное знание всех этих характеристик и особенностей их изменения по линии профиля приводит к погрешностям определения кинематических поправок.

Функцию обычно задают в виде ломаной линии значениями и в узловых точках. Значения для промежуточных времен определяют на основе линейной интерполяции. Поэтому интервалы выбирают из условия, при котором погрешность расчета исходной кинематической поправки на крайнем канале , обусловленная погрешностью , не превышает шага квантования . Такое задание априорной информации о скоростях применяют после коррекции кинематических поправок, когда найдены оптимальные значения кинематической поправки растет с увеличением абсциссы точки приема и обычно убывает с ростом . Поскольку на практике сейсмограмма представляет собой совокупность отсчетных значений, заданных с шагом квантования кинематическую поправку также рассчитывают с заданным шагом. Поэтому интервалы между изломами кривой выбирают из условия, при котором погрешность расчета , обусловленная отклонением реальной кривой от аппроксимирующей ее прямой, не превышает шага квантования . Иногда исходные кинематические поправки рассчитывают с использованием более сложных моделей сред. При этом рассматривают как нормальное приращение годографа, т. е. условие предполагают справедливым.

Поправки рассчитывают с точностью до шага квантования исходной записи. Это позволяет зависимость для данного канала сейсмограмм ОГТ с абсциссой на всем интервале представить в виде ступенчатой функции (рис. 2) , у которой каждое последующее значение изменяется на заданный шаг .

Рис. 2 Ступенчатая функция

Исходя из условия дискретности ввода кинематической поправки, а также из того, что с ростом времени совокупность поправок для всех значений можно заменить поправкой для начального и таблицей времен , на которых поправка последовательно уменьшается на шаг . Поэтому исходные кинематические поправки целесообразно рассчитывать не в цикле обработки для каждого отсчетного значения , а заранее. Таблицы значений , и пикетов профиля, которым соответствуют принятые для расчета значения , запоминаются на магнитной ленте, поскольку при последующей обработке к ним могут неоднократно обращаться.

Коррекция кинематических поправок

Скорректированные кинематические поправки определяют на основе разновременного анализа сейсмограммы ОГТ по вееру гипербол (парабол), пересекающихся на трассе с абсциссой . Схематически процесс такого анализа сводится к следующему. Задают набор из значений , в пределах которого заключено значение фиктивной скорости для искомой волны. Для каждого значенияпо формуле:

рассчитывают годографы ОГТ отраженной волны на базе, равной базе наблюдения. Суммируя отсчетные значения вдоль рассчитанных годографов, преобразуют сейсмограмму ОГТ в — канальную суммоленту ОГТ. Параметром каждой трассы суммоленты является принятое для ее расчета значение .

Во всех случаях, когда , сигналы суммируют с фазовыми сдвигами. Только при наблюдается синфазное суммирование. В результате на суммоленте регулярная волна реализуется в виде разрастания амплитуд с максимумом при . Выделив на реализации разрастания максимум, находят искомое значение , по которому рассчитывают искомую кинематическую поправку .

Рассматриваемый принцип принят за основу в различных рабочих алгоритмах, различающихся использованием более помехоустойчивых, нежели простое суммирование, операторов разновременного криволинейного анализа, который с целью минимизации времени счета выполняют не непрерывно повремени, как это делают при получении суммоленты, а в дискретных точках (вертикальные спектры) с шагом (обычно через 25—100 мс), либо на фиксированных для каждой сейсмограммы ОГТ временах , соответствующих линии горизонта на временном разрезе (горизонтальные спектры). Вместе с тем, все разновидности способов определения скорректированных кинематических поправок основаны на разновременном анализе по вееру гипербол (парабол).

Применение более сложных, нежели обычное суммирование, операторов приводит к более сложным преобразованиям отсчетных амплитуд, совпадающих с тем или иным гиперболическим направлением. Это делают для того, чтобы в условиях, когда возможен амплитудный и фазовый разброс сигналов, осложненных взаимной интерференцией регулярных волн, не формировались ложные максимумы разрастаний.

В практике обработки применяют несколько способов разновременного анализа, в каждом из которых можно использовать тот или иной оператор максимизации с целью поиска кинематической поправки. Различие в способах определяется характером используемой сейсмической записи (введены или не введены исходные кинематические поправки), варьируемыми параметрами и объемом одновременно преобразуемой информации.

Первый способ заключается в разновременном анализе сейсмограммы ОГТ по пучку гипербол, заданных таким образом, чтобы образующаяся в результате непрерывного по преобразования трасса суммоленты (если применяется оператор суммирования) удовлетворяла условию .

Второй способ — разновременный анализ сейсмограмм ОГТ по вееру гипербол, сдвиг между которыми на крайнем канале есть величина постоянная. Этот способ анализа наиболее широко используют в различных алгоритмах определения скорректированных кинематических поправок.