close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Prez_For_PRINT_23

код для вставкиСкачать
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИКИ
ГЕЗА Николай Иванович
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
25.00.10 - геофизика, геофизические методы
поиска полезных ископаемых
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель
доктор технических наук
В.И.Юшин
Цель работы
Создание аппаратурно-методических комплексов для практических и
научных исследований, обеспечивающих повышение производительности
работ при вибрационной сейсморазведке нефтяных месторождений,
проведение испытаний и оценки предельно достижимых характеристик
мощных низкочастотных вибраторов, проведение активного
вибросейсмического мониторинга, изучение нелинейных сейсмических
явлений в ближней зоне виброисточника.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Задачи исследований
1. Разработать цифровой экспресс-коррелятор для оперативного
контроля методики полевых работ и анализа качества первичных
материалов вибрационной сейсморазведки.
2. Разработать полевой комплекс приемно-анализирующей аппаратуры,
обеспечивающий энергетически оптимальный прием вибросейсмических
сигналов в реальном масштабе времени при практически
неограниченной дальности от источника колебаний и неограниченной
длительности накопления с получением коррелограмм свип-сигналов и
спектрограмм монохроматических сигналов.
3. Экспериментально оценить реальные предельно достижимые
технико-методические характеристики мощных низкочастотных
вибраторов, такие как дальность, глубинность, стабильность излучения и
проч. с точки зрения применения таких источников для глубинных
сейсмических исследований и активного вибросейсмического
мониторинга сейсмоопасных зон.
4. Разработать и испытать на реальном объекте аппаратуру и методику
исследования нелинейных сейсмических эффектов как в динамически
возмущенной среде, так и эффектов релаксации в состоянии
последующего покоя.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Защищаемые научные результаты
1. Разработка и внедрение в практику сейсморазведочных работ
первого советского цифрового экспресс-коррелятора ЦК-2.
2. Разработка полевых аппаратурно-технических комплексов
«Береза» и КАРС-ВПЗ, а также вибросейсмическая модификация на
их основе регистрирующей аппаратуры «Тайга», обеспечивших
повышение эффективности и достоверности научного эксперимента по
проблеме глубинных сейсмических исследований.
3. Результаты экспериментов по оценке метрологических и предельно
достижимых характеристик созданных в СО АН СССР мощных
вибраторов, экспериментальная оценка "тротилового эквивалента"
100-тонного вибратора.
4. Экспериментальное обнаружение и теоретическое объяснение
различной помехоустойчивости монохроматических и
широкополосных вибросейсмических сигналов.
5. Методика и аппаратурно-программная реализация адаптивных
нелинейных разверток частоты в практике активного
вибросейсмического мониторинга.
6. Корреляционно-стробоскопический метод и результаты изучения
нелинейных сейсмических явлений в реальной среде с помощью
многоцелевых сейсмостанций ТРАЛ-СМВ и ЛАВА.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные в диссертации пионерные на момент создания разработки
аппаратурные комплексы и уникальные эксперименты оказали прогрессивное
влияние на развитие вибросейсмического метода как в области промышленного
освоения вибрационной сейсморазведки, так и в области становления и глубинных
вибросейсмических исследований, включая активный вибросейсмический мониторинг.
1. Разработанный цифровой коррелятор ЦК-2 является первым отечественным
прибором
полевого
экспресс-анализа,
обеспечившим
оперативный
контроль
5. серийным
Разработана
и реализована
в аппаратуре
КАРС методика
повышения
разрешающей
качества
наблюдений
непосредственно
исследуемом
профиле,
что нашли
способствовало
В настоящее
время результаты
проведенных
исследований
или
уже
способности
вибрационных
сейсмограмм
сна
помощью
адаптивных
нелинейных
разверток
успешному
освоению
метода
вибрационной
сейсморазведки
на
начальном
этапе
ееи
практическое
применение
или
являются
перспективными
как
в
прикладных,
так
частоты. Методика впервые успешно применена при проведении активного
внедрения
в
СССР,
благодаря
существенному
повышению
производительности
фундаментальных
научных исследованиях.
Актуальность
внедрения в
вибросейсмического
мониторинга
в районе оз. Байкал
в 1991 широкого
г.
вибросейсмических
работ.
практику
применения
мощных
вибраторов
сохраняет
,
во-первых,
автоматизированный
6. Разработан и успешно реализован новый метод изучения нелинейных сейсмических
2.метод
Разработанные
приемно-анализирующие
"Береза"
и КАРС, адаптивных
способные
разрешающей
мониторинга
с помощью
явлений
вповышения
упругой среде
в натурных способности
условиях,комплексы
названный
корреляционновыполнять
неограниченное
по длительности
накопление,
прецизионную
нелинейных
разверток
Для на
этого
потребуется
разработку
системы
стробоскопическим.
Метод,частоты.
основанный
воздействии
на провести
среду
колебаний
мощного
корреляционную
и
спектральную
обработку
вибросейсмических
колебаний
в
реальном
управления
с
обратными
связями
на
современной
элементной
базе
и
с
более
вибратора и одновременном ее акустическом зондировании, позволяет раздельно изучать
масштабе
времени
в полевых
условиях,
существенно
ускорили
высокими
по точности
слежения за
частотой
и фазой силовых
реактивную
и характеристиками
диссипативную
составляющие
нелинейности
среды.проведение
уникальных,
крупномасштабных
с мощными автором
двигателей,географически
в том числе и асинхронного
типа. экспериментов
Во-вторых, - предложенный
вибраторами
и тем самым в значительной
степени
способствовали
успешному
корреляционно-стробоскопический
метод,
предназначенный
не только
для более
развитию
метода
глубинных
вибросейсмических
исследований.
тонких исследований нелинейных эффектов при работе мощных вибраторов на
3.исследовательских
Проведенные на основе
разработанной
соискателем
аппаратуры
и созданных
в СО
полигонах,
но и для поиска
аналогичных
проявлений
на реальных
АН
СССР
мощных
стационарных
вибраторов
уникальные
эксперименты
позволили
геологических объектах, прежде всего, на месторождениях углеводородов.
практически
оценить
дальнодействие
и относятся
глубинность
таких вибраторов,
оценить
их
К нерешенным
проблемам
автором
исследования
КС-методом
степени
энергетическую
эффективность
в
сравнении
с
многотонными
взрывами,
впервые
влияния на параметры среды не только сейсмических полей, но и (с привлечением
изучить
метрологические
параметры
вибросигналов
до удалений
до 1000 км,
оценить
соответствующих
специалистов)
энергетических
полей
другой природы,
например,
практически
рациональные
требования
к стабильности
зондирований
при реализации
электрических.
Дальнейшее
совершенствование
возможностей
многоцелевой
метода
активного
вибросейсмического
мониторинга.
сейсмостанции ЛАВА-СМ по одновременной регистрации высокочастотных
4.зондирующих
Экспериментально
обнаружено
теоретическирежиме
объяснено
парадоксальное с точки
воздействий
и – в инепрерывном
- сейсмологической
зрения
теории
оптимального
приема
явление
разной
помехоустойчивости
информации позволит более детально исследовать процессы релаксации и, возможно,
широкополосных
и монохроматических
вибросейсмических
сигналов.
связанные с ними
медленные движения
среды.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные в диссертации пионерные на момент создания разработки
аппаратурные комплексы и уникальные эксперименты оказали прогрессивное
влияние на развитие вибросейсмического метода как в области промышленного
освоения вибрационной сейсморазведки, так и в области становления и глубинных
вибросейсмических исследований, включая активный вибросейсмический мониторинг.
1. Разработанный цифровой коррелятор ЦК-2 является первым отечественным
прибором
полевого
экспресс-анализа,
обеспечившим
оперативный
контроль
5. серийным
Разработана
и реализована
в аппаратуре
КАРС методика
повышения
разрешающей
качества
наблюдений
непосредственно
исследуемом
профиле,
что нашли
способствовало
В настоящее
время результаты
проведенных
исследований
или
уже
способности
вибрационных
сейсмограмм
сна
помощью
адаптивных
нелинейных
разверток
успешному
освоению
метода
вибрационной
сейсморазведки
на
начальном
этапе
ееи
практическое
применение
или
являются
перспективными
как
в
прикладных,
так
частоты. Методика впервые успешно применена при проведении активного
внедрения
в
СССР,
благодаря
существенному
повышению
производительности
фундаментальных
научных исследованиях.
Актуальность
внедрения в
вибросейсмического
мониторинга
в районе оз. Байкал
в 1991 широкого
г.
вибросейсмических
работ.
практику
применения
мощных
вибраторов
сохраняет
,
во-первых,
автоматизированный
6. Разработан и успешно реализован новый метод изучения нелинейных сейсмических
2.метод
Разработанные
приемно-анализирующие
"Береза"
и КАРС, адаптивных
способные
разрешающей
мониторинга
с помощью
явлений
вповышения
упругой среде
в натурных способности
условиях,комплексы
названный
корреляционновыполнять
неограниченное
по длительности
накопление,
прецизионную
нелинейных
разверток
Для на
этого
потребуется
разработку
системы
стробоскопическим.
Метод,частоты.
основанный
воздействии
на провести
среду
колебаний
мощного
корреляционную
и
спектральную
обработку
вибросейсмических
колебаний
в
реальном
управления
с
обратными
связями
на
современной
элементной
базе
и
с
более
вибратора и одновременном ее акустическом зондировании, позволяет раздельно изучать
масштабе
времени
в полевых
условиях,
существенно
ускорили
высокими
по точности
слежения за
частотой
и фазой силовых
реактивную
и характеристиками
диссипативную
составляющие
нелинейности
среды.проведение
уникальных,
крупномасштабных
с мощными автором
двигателей,географически
в том числе и асинхронного
типа. экспериментов
Во-вторых, - предложенный
вибраторами
и тем самым в значительной
степени
способствовали
успешному
корреляционно-стробоскопический
метод,
предназначенный
не только
для более
развитию
метода
глубинных
вибросейсмических
исследований.
тонких исследований нелинейных эффектов при работе мощных вибраторов на
3.исследовательских
Проведенные на основе
разработанной
соискателем
аппаратуры
и созданных
в СО
полигонах,
но и для поиска
аналогичных
проявлений
на реальных
АН
СССР
мощных
стационарных
вибраторов
уникальные
эксперименты
позволили
геологических объектах, прежде всего, на месторождениях углеводородов.
практически
оценить
дальнодействие
и относятся
глубинность
таких вибраторов,
оценить
их
К нерешенным
проблемам
автором
исследования
КС-методом
степени
энергетическую
эффективность
в
сравнении
с
многотонными
взрывами,
впервые
влияния на параметры среды не только сейсмических полей, но и (с привлечением
изучить
метрологические
параметры
вибросигналов
до удалений
до 1000 км,
оценить
соответствующих
специалистов)
энергетических
полей
другой природы,
например,
практически
рациональные
требования
к стабильности
зондирований
при реализации
электрических.
Дальнейшее
совершенствование
возможностей
многоцелевой
метода
активного
вибросейсмического
мониторинга.
сейсмостанции ЛАВА-СМ по одновременной регистрации высокочастотных
4.зондирующих
Экспериментально
обнаружено
теоретическирежиме
объяснено
парадоксальное с точки
воздействий
и – в инепрерывном
- сейсмологической
зрения
теории
оптимального
приема
явление
разной
помехоустойчивости
информации позволит более детально исследовать процессы релаксации и, возможно,
широкополосных
и монохроматических
вибросейсмических
сигналов.
связанные с ними
медленные движения
среды.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные в диссертации пионерные на момент создания разработки
аппаратурные комплексы и уникальные эксперименты оказали прогрессивное
влияние на развитие вибросейсмического метода как в области промышленного
освоения вибрационной сейсморазведки, так и в области становления и глубинных
вибросейсмических исследований, включая активный вибросейсмический мониторинг.
1. Разработанный цифровой коррелятор ЦК-2 является первым отечественным
прибором
полевого
экспресс-анализа,
обеспечившим
В настоящее
результаты
проведенных
илиоперативный
уже разрешающей
нашли контроль
5. серийным
Разработана
и время
реализована
в аппаратуре
КАРСисследований
методика
повышения
качества
наблюдений
непосредственно
исследуемом
профиле,
что способствовало
практическое
применение
или являются
перспективными
как нелинейных
в прикладных,
так и
способности
вибрационных
сейсмограмм
сна
помощью
адаптивных
разверток
успешному
освоению
метода
вибрационной
сейсморазведки
на
начальном
этапе
ее
фундаментальных
научных
исследованиях.
Актуальность
широкого
внедрения
в
частоты. Методика впервые успешно применена при проведении активного
внедрения
в
СССР,
благодаря
существенному
повышению
производительности
практику применения
мощных ввибраторов
, во-первых,
автоматизированный
вибросейсмического
мониторинга
районе оз. сохраняет
Байкал в 1991
г.
вибросейсмических
работ.
метод
повышения
разрешающей
способности
мониторинга
с
помощью
адаптивных
6. Разработан и успешно реализован новый метод изучения нелинейных сейсмических
2.
Разработанные
приемно-анализирующие
комплексы
"Береза"
и
КАРС,
способные
нелинейных
разверток
частоты. Для
этого потребуется
провести разработку
системы
явлений
в упругой
среде в натурных
условиях,
названный корреляционновыполнять
неограниченное
по
длительности
накопление,
прецизионную
управления с обратными
связями нана
современной
базе и с более
стробоскопическим.
Метод, основанный
воздействииэлементной
на среду колебаний
мощного
корреляционную
и
спектральную
обработку
вибросейсмических
колебаний
в реальном
высокими
характеристиками
по
точности
слежения
за
частотой
и
фазой
силовых
вибратора и одновременном ее акустическом зондировании, позволяет раздельно
изучать
масштабе
времени
в
полевых
условиях,
существенно
ускорили
проведение
двигателей,
в том числе и асинхронного
Во-вторых,
- предложенный автором
реактивную
и диссипативную
составляющиетипа.
нелинейности
среды.
уникальных,
географически крупномасштабных
экспериментовне
с мощными
корреляционно-стробоскопический
метод, предназначенный
только для более
вибраторами
и
тем
самым
в
значительной
степени
способствовали
тонких исследований нелинейных эффектов при работе мощных успешному
вибраторов на
развитию
метода
глубинных
вибросейсмических
исследований.
исследовательских полигонах, но и для поиска аналогичных проявлений на реальных
3.геологических
Проведенные на
основе разработанной
соискателем
аппаратуры
и созданных в СО
объектах,
прежде всего, на
месторождениях
углеводородов.
АН СССР
мощных
стационарных
вибраторов
уникальные
эксперименты
позволили
К перспективным проблемам автором относятся исследования КС-методом
степени
практически
дальнодействие
и глубинность
таких
вибраторов,
оценить их
влияния на оценить
параметры
среды не только
сейсмических
полей,
но и (с привлечением
энергетическую
эффективность
в сравнении
с многотонными
взрывами,
впервые
соответствующих
специалистов)
энергетических
полей другой
природы,
например,
изучить
метрологические
параметры
вибросигналов
до
удалений
до
1000
км,
оценить
электрических. Дальнейшее совершенствование возможностей многоцелевой
практически
рациональные
к стабильности
зондирований
при реализации
сейсмостанции
ЛАВА-СМ потребования
одновременной
регистрации
высокочастотных
метода
активного
вибросейсмического
мониторинга.
зондирующих воздействий и – в непрерывном режиме - сейсмологической
4.информации
Экспериментально
обнаружено
и теоретически
объяснено
парадоксальное
точки
позволит
более детально
исследовать
процессы
релаксации и,свозможно,
зрения
теории
оптимального
приема
явление
разной
помехоустойчивости
связанные с ними специфические формы переноса энергии накачки путем
широкополосных
и монохроматических
вибросейсмических
переупаковок блочно-построенных
структур
[Гольдин С.В.,сигналов.
2002] как один из
механизмов т.н. «медленных движений» среды.
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Помехоустойчивость свипа и монохрома
P
Модель среды
h (t ) h (t i
i
суперпозиця Р дельта-функций с амплитудами
)
i 1
Зондирующие сигналы
B sw ( t ) B sin( 1 t t )
2
свип-сигнал
Выходное отношение сигнал/шум
sw 2
1
P
E
N
B mon ( t ) B sin 1 t
hi
0< t<T
монохроматический
mon 2
E
N
где Е – полная энергия виброграммы,
N – спектральная плотность стороннего шума,
Сравнение коррелограмм
многолучевой среды при
узкополосном (темные линии)
и широкополосном (светлые
линии) зондирующем свипсигнале. Амплитуды и
длительности свип-сигналов
одинаковы.
4.4.3 гор
700 км
1000 км
4
43
8
16
Фотокопии с экрана монитора при накоплении монохроматических сигналов
на расстояниях 700 и 1000 км от виброисточника.
Время
накопления спектроанализатора «Береза» – 4, 8, 16 минут.
38
Рис. 4.3.1 Сравнение корреляционной сейсмограммы (315 км от виброисточника) со
взрывной (275 км до точки взрыва 4,5 тонн тротила)
Рис. 4.3.2 Сравнение корреляционной сейсмограммы (125км от виброисточника) со
взрывной в районе оз. Байкал
42
Рис.4.4.4 Схема эксперимента по фазированию группы виброисточников на расстоянии 315 км.
КОРРЕЛЯЦИОННО-СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ
МЕТОД
СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА ПО РЕЛАКСАЦИИ
РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
6
Размер файла
5 035 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа