Теория метода ОГТ

Метод (способ) общей глубинной точки (МОГТ) — модификация МОВ, основанная на системе многократных перекрытий и отличающаяся суммированием (накапливанием) отражений от общих участков границы при различных расположениях источников и приемников. Метод ОГТ базируется на допуще­нии о коррелируемости волн, возбужденных удаленными на разное расстояние источниками, но отразившимися от общего участка границы. Неминуемые различия спектров разных источников и погрешности во временах при суммировании требуют понижения спектров полезных сигналов. Основное преимущество метода ОГТ состоит в возможности усиления однократно отраженных волн на фоне многократных и обменных отраженных волн путем уравнивания времен отраженных от общих глубинных точек и их суммирования. Специфические особенности метода ОГТ определяются свойствами направленности при суммировании, избыточностью данных и статистическим эффектом. Они наиболее успешно реализуются при цифровой регистрации и обработке первичных данных.

Рис. 1. Схематическое изображение элемента системы наблюдений и сейсмограммы, полученной методом ОГТ. А и А’ — оси синфазности отраженной однократ­ной волны соответственно до и после введения кинематической поправки; В и В’ — ось синфаз­ности многократной отраженной волны соответ­ственно до и после введения кинематической по­правки.

Рис. 1. иллюстрирует принцип суммирования по ОГТ на примере системы пятикрат­ного перекрытия. Источники упругих волн и приемники располагаются на профиле симметрично проекции на нее общей глубин­ной точки R горизонтальной границы. Сейсмограмма, составленная из пяти записей, полу­ченных в пунктах приема 1, 3, 5, 7, 9 (счет пунктов приема начинается от своего пункта возбуждения) при возбуждении в пунктах V, IV, III, II, I, показана над линией CD. Она образует сейсмограмму ОГТ, а годографы прокоррелированных на ней отраженных волн — годографы ОГТ. На обычно приме­няемых в методе ОГТ базах наблюдения, не превышающих 3 км, годограф ОГТ одно­кратно отраженной волны с

достаточной точностью аппроксимируется гиперболой. При этом минимум гиперболы близок к проекции на линию наблюдения общей глубинной точки. Это свойство годографа ОГТ во многом определяет относительную простоту и эффективность обработки данных.

Для преобразования совокупности сейсми­ческих записей во временной разрез в каж­дую сейсмограмму ОГТ вводят кинематиче­ские поправки, величины которых определя­ются скоростями сред, покрывающих отражающие границы, т. е. они рассчитываются для однократных отражений. В результате ввода поправок оси синфазностей однократ­ных отражений трансформируются в линии t₀ = const. При этом оси синфазностей регулярных волн-помех (многократных, обменных волн), кинематика которых отличается от введенных кинематических поправок, трансформируются в плавные кривые. После введения кинематических поправок трассы исправленной сейсмограммы одновременно суммируют. При этом однократно отраженные волны складываются в фазе и таким образом подчеркиваются, а регулярные помехи, и среди них в первую очередь многократно отраженные волны, складываемые с фазо­выми сдвигами, ослабляются. Зная кинема­тические особенности волны-помехи, можно заранее рассчитать параметры системы наблю­дений методом ОГТ (длину годографа ОГТ, число каналов на сейсмограмме ОГТ, равное кратности прослеживания) при которых обеспечивается требуемое ослабление помехи.

Сейсмограммы ОГТ формируют путем вы­борки каналов с сейсмограммы от каждого пункта возбуждения (называемых сейсмо­граммами общего пункта возбуждения – ОПВ) в соответствии с требованиями эле­мента системы, приведенного на рис. 1., где показаны: первая запись пятого пункта возбуждения, третья запись четвертого и т. д. до девятой записи первого пункта воз­буждения.

Указанная процедура непрерывных выбо­рок вдоль профиля возможна лишь при много­кратном перекрытии. Она соответствует нало­жению временных разрезов, получаемых неза­висимо от каждого пункта возбуждения, и свидетельствует об избыточности информации, реализуемой в методе ОГТ. Эта избыточность является важной особенностью метода и лежит в основе уточнения (коррекции) стати­ческих и кинематических поправок.

Скорости, требуемые для уточнения вводимых кинематических поправок, определяют по годографам ОГТ. Для этого сейсмограммы ОГТ с рассчитанными приблизительно кине­матическими поправками подвергаются разно­временному суммированию с дополнитель­ными нелинейными операциями. По суммолентам ОГТ, помимо определения эффективных скоростей однократно отраженных волн, находят кинематические особен­ности волн-помех для расчета параметров приемной системы. Наблюдения методом ОГТ проводят вдоль продольных профилей.

Для возбуждения волн применяют взрыв­ные и ударные источники, которые требуют наблюдений с большой (48—96) кратностью перекрытий.

Обработка данных МОГТ на ЭВМ делится на ряд этапов, каждый из которых заканчи­вается выводом результатов для принятия решения интерпретатором 1) предваритель­ная обработка; 2) определение оптимальных параметров и построение окончательного временного разреза; З) определение скорост­ной модели среды; 4) построение глубинного разреза.

Системы многократных перекрытий состав­ляют в настоящее время основу полевых наблюдений (сбора данных) в МОВ и опреде­ляют развитие метода. Суммирование по ОГТ является одной из главных и эффективных процедур обработки, которые можно реализовать на базе этих систем. Метод ОГТ является основной модификацией МОВ при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений практически во всех сейсмогеологических условиях. Однако результатам суммирования по ОГТ свойственны некоторые ограничения. К ним относятся: а) существен­ное снижение частоты регистрации; б) ослаб­ление свойства локальности МОВ за счет увеличения объема неоднородного простран­ства при больших удалениях от источника, характерных для метода ОГТ и необходимых для подавления многократных волн; в) нало­жение однократных отражений от близких границ вследствие свойственного им сближе­ния осей синфазности при больших удале­ниях от источника; г) чувствительность к бо­ковым волнам, мешающим прослеживанию целевых субгоризонтальных границ вслед­ствие расположения основного максимума пространственной характеристики направлен­ности суммирования в плоскости, перпендикулярной к базе суммирования (профилю).

Указанные ограничения в целом обуслов­ливают тенденцию снижения разрешающей способности МОВ. Учитывая распространенность метода ОГТ, их следует учитывать в конкретных сейсмогеологических условиях.

Особенности годографа ОГТ.

Пусть плоская отражающая граница залегает под углом φ, а покрывающая толща характеризуется скоростью v = const (рис. 2). Обозначим глубину по нормали от центра систему наблюдений до границы раздела (расстояние OO’) через h₀. Тогда глубина по нормали, проведенной к границе раздела из пункта взрыва, сдвинутого от центра О системы на расстояние –х/2,

Рис. 2. Схема способа ОГТ для наклонного залегания отражающей границы.

h1=h0 – x∙sinφ/2 Подставив h1 в выражение годографа ОПВ отраженной волны, получим t(x)=   или t(x)= Введем обозначение vОГТ=v/cosφ. Тогда уравнение запишется в следующем виде: t(x)= Из рассмотрения уравнения следует, что:

1) годограф ОГТ однократно-отраженной волны для однородной покрывающей среды представляет собой гиперболу с минимумом в точке симметрии (точке ОГТ);

2) с увеличением угла наклона границы раздела крутизна годографа ОГТ и соответственно приращение времени уменьшаются;

3) форма годографа ОГТ не зависит от знака угла наклона границы раздела (эта особенность вытекает из принципа взаимности и является одним из главных свойств симметричной системы взрыв – прибор;

4) для данного t₀ годограф ОГТ является функцией только одного параметра – v_ОГТ, который называется фиктивной скоростью. 

Указанные особенности означают, что для аппроксимации наблюденного годографа ОГТ гиперболой необходимо подобрать удовлетворяющее данному t₀ значение v_ОГТ, определяемое по формуле (v_ОГТ=v/cosφ). Это важное следствие позволяет легко реализовать поиск оси синфазности отраженной волны путем анализа сейсмограммы ОГТ по вееру гипербол, имеющих общее значение t₀ и различные v_ОГТ.