АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА АКВАТОРИЯХ 6
1.1 Теоретические основы 6
1.2 Кратные волны 11
2 СПОСОБЫ ОСЛАБЛЕНИЯ КРАТНЫХ ВОЛН 14
2.1 Подавление кратных волн на этапе получения данных 14
2.1 Процедуры подавления кратных волн, основанные на разности кинематических
свойств 15
2.3 Процедуры подавления кратных волн, основанные на периодичности 18
3 ДАННЫЕ И МЕТОДЫ 21
3.1 Методика работ 21
3.2 Типовой граф обработки 24
4 МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ГРАФ ОБРАБОТКИ 29
4.1 Тестирование процедур на модельных данных 29
4.2 Тестирование процедур на реальных данных 34
4.4 Выбор процедур для модернизированного графа обработки 39
5 ТИПОВЫЕ ОПАСНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ НА
ИССЛЕДУЕМОМ УЧАСТКЕ РАБОТ 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 45
Летом 2022 года в акватории Карского моря состоялась научноисследовательская экспедиция TTR-21 («Training Trough Research»). Одной из задач экспедиции являлось геолого-геофизическое картирование зон проявления опасных геологических процессов (ОГП). Комплекс работ включал в себя геологический пробоотбор, сейсморазведку сверхвысокого разрешения (ССВР), акустическое профилирование (АПр) и многолучевое эхолотирование. Данные ССВР оперативно обрабатывали по типовому графу. После чего на временных разрезах в комплексе с материалами других методов выделяли геологические объекты и выбирали точки для донного пробоотбора. Исходные данные ССВР были осложнены волнением моря, наличием кратных волн и волн-спутников, подавление которых в типовом графе не осуществлялось. Современные процедуры обработки данных ССВР позволяют учитывать эти особенности волнового поля, что приводит к повышению разрешающей способности, улучшению возможностей сейсмостратиграфического анализа и более однозначному выделению геологических объектов.
Обработка данных сейсмоакустики должна учитывать особенности получаемых данных и в некоторых случаях, представляет собой итерационный процесс, состоящий из тестирования различных алгоритмов и выбора наиболее подходящих. Поэтому, в ходе работы осуществлялся выбор процедур и подбор оптимальных параметров для эффективного подавления волн-помех, связанных со свободной поверхностью.
Для тестирования модулей подавления волн-спутников и кратных волн на первом этапе были подготовлены модельные данные с точно известным положением границ и заглублением оборудования. На втором этапе тестирование осуществлялось на части данных, полученных в рейсе, для более тонкой настройки. После чего, процедуры и параметры были применены ко всем реальным данным.
Целью данной работы является обработка материалов ССВР, полученных в Карском море, с применением современных технологий подавления кратных волн и волн-спутников для более однозначного сейсмостратиграфического анализа и выделения опасных геологических объектов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Изучить литературу по теме исследования;
Освоить программное обеспечение по моделированию, обработке и интерпретации сейсмических данных (Tesseral, RadExPro, Kingdom);
Выполнить моделирование сейсмических данных с сигнатурой источника, приближенной к реальному импульсу;
Изучить технологии подавления кратных волн, связанных с поверхностью моря, основанные на моделировании кратных и последующем их адаптивном вычитании и успешно применить эти технологии к модельным данным;
Обработать реальные данные, на которых кратные волны накладываются на целевой сигнал, с использованием освоенных процедур подавления кратных волн.
Специфика инженерных сейсмоакустических исследований (приповерхностная буксировка, короткие косы, отсутствие контроля заглубления и др.) накладывает ограничения на диапазон классических процедур обработки, которые можно позаимствовать из нефтяной сейсморазведки. Процедуры подавления кратных волн, основанные на различии в форме годографа однократных и многократных отражений, оказываются малоэффективны при съёмках с короткой системой наблюдения. А приповерхностная буксировка осложняет сигнатуру приёмно-излучающей системы и приводит к снижению разрешающей способности метода. Борьба с кратными волнами при малых удалениях может довольно эффективно осуществляться адаптивным вычитанием модели поля кратных волн, полученной статическим сдвигом или за счёт автосвёртки трасс. Учёт же сигнатуры приёмно-излучающей системы и борьба с волнами-спутниками может осуществляться адаптивным вычитанием модели волны- спутника.
В ходе работы был разработан оптимальный граф обработки для данных, полученных со следующей системой наблюдений: 1 источник (спаркер с доминантной частотой 220 Гц), 16 каналов с интервалом 2 метра, шаг между пунктами возбуждения - 3 метра, минимальное расстояние между источником и приёмником - 10 метров, заглубление источника и приёмника - 1.6 метров.
В качестве процедуры подавлений кратных волн с длинным периодом повторения был выбран модуль «Zero-Offset DeMultiple». Методом задания модели поля кратных волн выбрана автосвёртка трасс, длина формирующего фильтра задавалась равной 500 отсчётам, уровень белого шума равнялся 0,001%, шаг расчета фильтров равнялся 10 трассам.
Для подавления волн-спутников был выбран модуль «DeGhosting». Длина формирующего фильтра равнялась 15 мс, уровень белого шума - 0,01%, величина постоянного сдвига составляла 3 мс, число соседних трасс, учитываемых при построении фильтра, равнялось 3; количество трасс, по которым будут усредняться рассчитанные фильтры - 20, расчет фильтров проводился для каждой трассы.
Обработка всего массива данных, полученных в экспедиции, с использованием модернизированного графа позволила повысить качество данных за счет подавления волн-спутников и борьбы с кратными волнами. На сейсмических записях лучше выделились уже известные объекты, и стали различимы новые особенности волнового поля, что позволит уточнить карту опасных геологических процессов.
Данный граф обработки может быть использован в следующих рейсах с подобной системой наблюдения, что позволит повысить качество оперативной обработки для выбора точек донного пробоотбора.
