Description:

"First Break, том 22, декабрь 2004", специальная тема "Морская сейсморазведка". Ограничения на ширину диапазона частот сейсмической записи в глубоководных районах (Seismic frequency bandwidth constraints in deepwater survey locations) Эндрю Лонг (Andrew Long),1 из компании PGS Technology, Перт, Австралия и Иен Букан (Iain Buchan),2 из PGS Exploration, Сингапур, опровергают распространенное мнение о планировании сейсморазведочных работ в глубоководных районах. Они утверждают, что для получения оптимальных сейсмических разрезов высокого разрешения следует пересмотреть взгляды на связь между глубиной источника и приемника, а также другие параметры системы наблюдений. Результаты работ на глубоководных участках обычно содержат значительное количество данных с низкими значениями добротности из-за высокого затухания за счет неупругих процессов. Совместный эффект контраста свойств на границе водной и сложной стратиграфии приводит к сужению спектра и ухудшению отношения сигнал шум в данных съемки с поверхности. Распространено заблуждение, что уменьшая глубины источника и косы можно увеличить амплитуды на высоких частотах, расширить спектр и тем самым повысить горизонтальную и вертикальную разрешающую способность. Далее мы покажем откуда произошло это заблуждение и дадим количественную оценку тех факторов, которые на самом деле влияют на спектр сигнала при работах на глубокой воде. Общаясь говоря, любое решение о выборе глубины источника и косы при планировании работ является компромиссным между стремлением добиться максимально широкого спектра сигнала (что дают малые глубины источника и косы) и максимального отношения сигнал шум в данных (что дают большие глубины источника и косы), при прочих равных условиях, с учетом источников шумов и ограничений на методику работ. Неудивительно, что из опыта сейсмических работ в глубоководных районах и в районах с высоким поглощением вытекает стремление поместить источник и косу на большую глубину, чтобы получить данные оптимального качества. Из приведенного примера 3D работ в глубоководном районе близ Филиппин видно, что для того чтобы при обработке избежать появления артефактов и потери высоких частот, которые ухудшают как разрешение так и качество разреза, необходимо проводить съемку по сети с частым шагом как по профилям, так и между профилями. Далее значительное увеличение количества трасс на единицу площади дает существенное улучшение качества изображения, отношения сигнал шум и разрешения. Верно ли утверждение, что при проведении морской 3D съемки с несколькими косами группы источников и косы следует размещать на очень малой глубине, чтобы получить максимально широкий полезный диапазон частот? Как показано далее, обычно имеется ряд довольно существенных препятствий, которые делают неоправданным размещение источников и кос на малых глубинах. 1 andrew.long@pgs.com 2 iain.buchan@pgs.com Мы начнем с рассмотрения детального исследования модели источника с точки зрения изменения амплитудной и частотной характеристики при различных глубинах источников и кос. В исследовании рассмотрены результаты на разных временах прихода с учетом и без учета неупругого поглощения в земле. Далее мы рассмотрим полевой пример 3D съемки в глубоководном районе близ Филиппин, на котором обсудим связи между глубиной источника и косы и другими параметрами системы наблюдений в контексте высокоразрешающей сейсморазведки. Таким образом, мы покажем оптимальную 3D методику сбора данных с максимально широким диапазоном частот и с оптимальным отношением сигнал шум, по которой можно как вести съемку, так и получать сейсмические разрезы. Методика и результаты моделирования источника Детальной моделирование источника проведено с использованием собственных программ компании PGS. Для группы пневмоисточников с заданными параметрами (например, с объемом 50000 куб. см., 3090 куб. дюймов - с шагом между группами 10 м), волновая картина сигнала в дальнем поле, вертикально распространяющегося после отрыва от источника моделируется с параметрами: Глубина источников принимается от 4 м до 8 м с шагом 1 м; Глубина приемников принимается от 5 м до 11 м с шагом 1 м; предполагается, что приемник всегда по крайней мере на 1 м глубже источника (так обычно делают и на практике); Считается, что подключен 24-битный аппаратный фильтр Syntrak с параметрами 3 12 206 276 Гц дБ на октаву), интервал между отсчетами 2 мс; Температура воды 28° C. Заметим, что в данном случае мы пренебрегаем направленностью источника и приемника, поскольку рассматривается только вертикально распространяющийся сигнал. Кроме того, рассчитанный сигнал пропускается через фильтр с добротностью (Q) 80 с эффективным двойным временем пробега 0.5, 1.0, 2.0, и 5.0 сек. Добротность 80 характерна для глубоководных районов всего мира. После расчета всех возможных вариантов для каждого сигнала рассчитываются и нормализуются амплитудные спектры. При нормализации применяется общепринятый критерий "уменьшение на 12 дБ" от максимума спектра. Рис. 2. Нижний (слева) и верхний (справа) срезы для различных глубин источника и косы, рассчитанные для источников, показанных на рис. 1 Поглощение не учитывается. Оценки даны по нормализованным амплитудным спектрам для вертикально распространяющегося сигнала после отрыва от источника по критерию "уменьшения на 12 дБ" от максимума спектра. Рис. 3. Ширина диапазона (слева) и относительная амплитуда (справа) для различных глубин источника и косы, рассчитанные для источников, показанных на рис. 1. Поглощение не учитывается. Оценки даны по нормализованным амплитудным спектрам для вертикально распространяющегося сигнала после отрыва от источника по критерию "уменьшения на 12 дБ" от максимума спектра. Значения амплитуд нормированы на максимальную, соответствующую минимальной глубине (источник на 4 м, коса на 5 м) и значение (зависящее от двойного времени пробега) для самого мелководного варианта (источник на 4 м, коса на 5 м): 20 lg амплитуды пары "источник-приемник" / амплитуда пары "источник на 4 м приемник на 5 м". Как видно из рис. 4, на малом времени пробега 0.5 с увеличение глубины косы ведет к понижению частоты нижнего среза, а влияние глубины источника по большей части незначительно для данной глубины косы. На рис. 2 видно, что если пренебречь эффектами затухания, частоты верхнего и нижнего срезов для данной глубины косы близки и не зависят от глубины временах пробега, больших, чем примерно 1 с, частота нижнего среза примерно одинакова для всех глубин источника и косы на данном времени. С увеличением времени пробега частота нижнего среза в целом уменьшается. Точно также на малых временах пробега (0.5 с) снижение частоты верхнего и нижнего срезов происходит приближением косы к поверхности. Ключевые слова: отношение сигнал, вертикальный распространяющийся сигнал, приход, кос, работа, глубина коса, район, качество, срез, вертикальный, показанный, образ, дб, коса глубина, сечь, частота верхний, слева, глубоководный, морской, сейсморазведка, затухание, среда, относительный амплитуда, спектр, падение, глубоководный район, глубина источник, увеличение глубина, морской сейсморазведка, критерий уменьшение, съемка, ама, нижний срез, большая глубина, результат, оценка, распространяющийся сигнал, эффект, источник-приемник, густой сеть, группа, косой, сейсмический, нормализовать амплитудный, диапазон, приемник, нижний, разрез, связь, отрыв, обычный, частотный состав, потеря, гц, целевая горизонт, профиль, добротность среда, неупругий поглощение, морская сейсморазведка, планирование, значение, декабрь, амплитудный спектр, источник критерий, граница, частота, пробег, такая образ, незначительный, источник коса, добротность, специальный тема, съёмка, ч ст, возможность, объем куб, д ши, качество разрез, значительный, частотный, ст, источник глубина, целевой, коса, справа, целое, фактор, приёмник, коса источник, параметр, км, кв км, нормализовать, амплитудный, трасса, пробег сечь, вверху, ст гц, отношение, коса рассчитанный, волна, учёт, диапазон частота, шаг, филиппина, угол, критерий, изменение, максимум, специальный, построение, сигнал шум, объект, данный, аляйсинг, максимальный, широкий диапазон, оптимальный, обработка, появление артефакт, ход, д ш, интервал, неупругий, кв, земля, ранний, амплитуда, малейший глубина, количество, отрыв источник, одинаковый, частый шаг, куб, малый, ана, тема, методика, октав, шум, наличие, улучшение, частота найквист, разрешение, ширина, сигналшум, пример, аляйсинги, косы, запись, увеличение, верхний срез, различный глубина, источник показанный, полевой, угол падение, глубина, ширина диапазон, дно море, уменьшения, полученный, компромисс, высокий частота, нормализованный амплитудный спектр, источник, поглощение, сеть, уменьшение, высокоразрешающей сейсморазведка, источник приёмник, сигнал, верхний, размещение, найквист, влияние, наблюдение