Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами
Обґрунтовано використання даних МВХ для прогнозу тектонічних порушень вугільних пластів методом сейсмічної томографії, що може бути основою для розроблення сучасних ефективних методів сейсмічного прогнозу. Feasibility of the use of seismic reflection data to predict tectonic faults in coal seams bas...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2014
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99557 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами / И.М. Тиркель, В.В. Трофимов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 368-375. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859683400681521152 |
|---|---|
| author | Тиркель, И.М. Трофимов, В.В. Бородин, Д.С. |
| author_facet | Тиркель, И.М. Трофимов, В.В. Бородин, Д.С. |
| citation_txt | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами / И.М. Тиркель, В.В. Трофимов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 368-375. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Обґрунтовано використання даних МВХ для прогнозу тектонічних порушень вугільних пластів методом сейсмічної томографії, що може бути основою для розроблення сучасних ефективних методів сейсмічного прогнозу.
Feasibility of the use of seismic reflection data to predict tectonic faults in coal seams based on seismic tomography is demonstrated. This can be a ground for development of modern efficient methods of prediction based on seismic data.
|
| first_indexed | 2025-11-30T20:40:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
368
УДК 550.834:622.12
ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ МОГТ ПО МЕТОДУ
ПРОСВЕЧИВАНИЯ ОТРАЖЕННЫМИ ВОЛНАМИ
Тиркель И. М., Трофимов В. В., Бородин Д. С.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Обґрунтовано використання даних МВХ для прогнозу тек-
тонічних порушень вугільних пластів методом сейсмічної томо-
графії, що може бути основою для розроблення сучасних ефек-
тивних методів сейсмічного прогнозу.
Feasibility of the use of seismic reflection data to predict tecton-
ic faults in coal seams based on seismic tomography is demonstrated.
This can be a ground for development of modern efficient methods of
prediction based on seismic data.
В результате обработки и интерпретации материалов сей-
сморазведки методом общей глубинной точки (ОГТ) выделяются
отражающие границы. Однако набор отраженных волн содержит
информацию о неоднородностях, расположенных в массиве меж-
ду отражающей границей и поверхностью сейсмических наблю-
дений. Эти зоны призвана выявить специально разработанная
схема обработки, которая позволяет использовать отраженные
волны для просвечивания толщи пород.
Отличие методов заключается в форме сейсмических лучей.
В методе сейсмического просвечивания (МСП) – это отрезки
прямых линий (в пределах допустимой точности), в методе ОГТ –
это ломаные линии, которые соответствуют лучам падающих на
границу волн и лучам отраженных от этой границы волн
(рис. 1 а). Соответственно схема расчета в МСП основана на ис-
пользовании отрезков прямых линий, координаты начала и конца
которых совпадают с координатами точек возбуждения и приема
сейсмических волн. Существуют способы отражательной томо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
369
графии, в которых точки возбуждения заменяются точками мни-
мых источников, при этом ломаный луч отраженной волны
трансформируется в прямой луч [1, 2]. По кинематике схема с
мнимыми источниками идентична схеме в МСП (рис. 1 б). При
этом возникают трудности обработки и интерпретации, т.к. часть
пути волны до отражения представлена в мнимом пространстве.
Предлагается другой способ трансформации данных МОГТ
в данные МСП, который по сравнению с предыдущим не содер-
жит этот недостаток и является простым для слабонаклонных от-
ражающих границ. В основе этого лежат два положения: первое
связано с технологией расчета параметров сейсмических волн,
второе связано с идеей общей глубинной точки (площадки при
наклонной границе). Для горизонтальных и слабонаклонных от-
ражающих границ луч отраженной волны является симметрич-
ным относительно нормали к границе, проведенной из срединной
точки на линии наблюдения (точка равноудаленная от источника
и приемника). Для отражающих границ, расположенных под уг-
лом более 10o условие симметрии нарушается и модель этого ме-
тода даёт очевидную погрешность.
а) в МСП;
б) в ОГТ.
Рис. 1. Форма сейсмического луча
В процессе расчета параметров проходящих волн объект
просвечивания разбивается на ячейки, и каждый проходящий луч
воспроизводится один раз. Рассмотрим ситуацию, в которой луч
отраженной волны пересекает N ячеек (рис. 2). Часть луча отра-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
370
женной волны от источника до точки отражения пересекает 2/N
ячеек, другая часть луча от точки отражения до приемника пере-
секает N/2 ячеек. Если запись отраженной волны продублировать,
условно сопоставив каждой копии одну из частей луча отражен-
ной волны, до точки отражения и после точки отражения, то в
процессе обработки луч отраженной волны будет воспроизведен
N раз, что соответствует реальной, а не условной геометрии
наблюдений.
Рис. 2. Трансформация луча отраженной волны в мнимый
луч
Причем эти две части луча являются прямыми. Каждую из
частей условно можно считать лучом проходящей волны, которая
сформировалась в точке отражения на границе, а зарегистрирова-
на на линии наблюдений в точках приема и возбуждения (точки
возбуждения условно трансформируются в точки приема) сей-
смических волн. Такое представление является физически обос-
нованным, так как согласно принципу Гюйгенса, каждую точку
волнового фронта можно считать источником вторичной волны, а
согласно принципу взаимности - время распространения волны
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
371
не измениться, если поменять местами источник и приемник вол-
ны.
Таким образом, луч отраженной волны путем дублирования
записи волны условно разбивается на два луча проходящих волн.
Для слабонаклонных границ длину этих лучей можно считать
равной в пределах допустимой точности. Длина каждого из лучей
равна (в пределах точности) половине длины луча отраженной
волны, поэтому реальная скорость распространения волн транс-
формируется в условную скорость, которая в два раза меньше ре-
альной.
Для обработки данных методом отражённых волн (МОВ),
трансформированных выше описанным способом, без изменений
подходит система обработки данных МСП. На вход обрабатыва-
ющей системы МСП подаются сейсмограммы проходящих волн с
общей точкой возбуждения. Так как условной точкой возбужде-
ния в трансформированных проходящих лучах являются точки
отражения реальных волн, то в качестве исходных сейсмограмм
необходимо использовать сейсмограммы ОГТ (общих глубинных
точек). Каждая сейсмограмма ОГТ является группой записей
волн, у которых координаты средних точек между источником и
приемником совпадают (рис. 3). Для слабонаклонных отражаю-
щих границ все точки отражения в сейсмограмме ОГТ находятся
в пределах узкой площадки, которая в сейсморазведке называется
ОГП (общая глубинная площадка) или в одной точке.
Процесс подготовки данных МОВ для обрабатывающей си-
стемы МСП выполняется средствами обрабатывающей системы
МОВ и состоит из следующих этапов.
1. Выбирается отражающая граница, над которой располага-
ется объект просвечивания. Граница должна уверенно прослежи-
ваться на разрезах предварительной обработки МОВ.
2. По исходным записям волн формируются сейсмограммы
ОГТ способом перегруппирования сейсмических каналов. При
этом исходные сейсмозаписи обрабатываются на «открытом» ка-
нале. Сейсмограммы ОГТ условно относятся к сейсмограммам
ОПВ (общего пункта возбуждения) В качестве общих точек воз-
буждения условных сейсмограмм ОПВ принимаются общие точ-
ки отражения (ОГТ) реальных сейсмограмм ОГТ.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
372
Рис. 3. Трансформация сейсмических лучей отраженных
волн в сейсмические лучи проходящих волн
3. Каждая сейсмограмма ОГТ дублируется. Первая копия
условно представляет волну, проходящую между реальным ис-
точником и точкой отражения, вторая копия условно представля-
ет волну, проходящую между точкой отражения и реальной точ-
кой приема.
4. Схема расположения условных источников и условных
приемников изображается в плоскости, вертикально секущей
толщу пород и проходящей через профиль сейсмических наблю-
дений.
5. Условные сейсмограммы ОПВ переводятся в формат об-
рабатывающей системы МСП.
На этапе предварительной обработки данных выполняется
визуальный анализ волнового поля по выводу сейсмограмм ОГТ,
исправляется полярность отдельных трасс, отбраковываются
трассы, являющиеся неинформативными.
При вычислении скоростей в массиве горных пород, в за-
данном интервале, обрабатываются и анализируются все сейсми-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
373
ческие лучи. При этом учитывается длина лучей, угол наклона и
ориентация сейсмоприемников. Скорости вычисляются по мак-
симуму модуля амплитуды волнового пакета.
Производится нормировка сейсмотрасс, вводятся временные
задержки и учет поканальных коэффициентов усиления.
На этапе основной обработки данных выполняется форми-
рование паспорта профиля исследований и расчет обобщенного
скоростного спектра.
Так как на обобщенном скоростном спектре доминирующим
является пакет соответствующий прямой волне распространяю-
щейся по поверхностному слою от источника к приемнику, ско-
ростные окна выбираются визуально по сейсмограммам ОГТ.
Далее выполняется следующие процедуры:
– расчет обобщенного амплитудного спектра;
– полосовая фильтрация в заданной полосе частот для
устранения нерегулярных помех;
– мьютинг сейсмозаписей;
– расчет параметров волнового поля в трех скоростных ок-
нах;
– расчет комплексных параметров волнового поля;
– статистическая обработка рассчитанных значений пара-
метров;
– распределение параметров в плоскости исследуемого
участка массива горных пород;
– расчет поправок за расстояние;
– томографическое восстановление поля параметров в плос-
кости исследуемого участка;
– выделение аномальных зон.
В результате анализа волновой картины по материалам вы-
вода сейсмограмм можно выделить три волновых пакета прохо-
дящих волн, распространяющихся в массиве горных пород и ха-
рактеризующие их упругие параметры: волна, распространяюща-
яся по поверхностному слою от реального источника к приемни-
кам; регулярная волна-помеха; волна, падающая и отраженная от
выбранного отражающего горизонта.
В выбранных скоростных окнах рассчитываются кинемати-
ческие, динамические и спектральные параметры волнового поля.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
374
Для каждой сейсмотрассы в заданных скоростных окнах рассчи-
тываются следующие параметры: максимум модуля амплитуды;
длительность сигнала; характерная скорость сигнала; характерная
частота в спектре сигнала; ширина спектра сигнала; отношение
характерной скорости к характерной частоте сигнала.
При обработке материалов возможно применение полосо-
вых фильтров, имеющих различную крутизну, ширину, доброт-
ность, что позволяет выбрать оптимальную полосу фильтрации, с
использованием которой проводится дальнейшая обработка ма-
териалов.
Зоны тектонических нарушений прогнозируются при
уменьшении скорости упругих волн (при подходе к зоне скорости
обычно возрастают), уменьшении амплитуды сигналов, вплоть до
их полного исчезновения, снижении частоты.
Для сброса характерны следующие изменения параметров:
– падение амплитуды пропорционально ширине зоны тре-
щиноватости и степени изменения физико-механических свойств
вблизи сместителя;
– изменение скорости пропорционально тем же параметрам;
– понижение частоты со стороны лежачего крыла.
Чем больше глубина, тем меньше степень отклонения от
фона (при равных размерах нарушения).
Зоны повышенной трещиноватости определяются по
уменьшению скорости сигнала (неустойчивый параметр), по
уменьшению амплитуды сигналов, уменьшению частоты, увели-
чению ширины частотного спектра, увеличению длительности
сигналов.
Зоны ослабленных пород определяются по небольшому
уменьшению скорости и мозаичному характеру амплитуды сиг-
налов.
Для указанного взаимного расположения отражающих гра-
ниц и поверхности сейсмических наблюдений съёмка, выполнен-
ная методом ОГТ, содержит дополнительную информацию о
структурах в массиве, не выделяемых при стандартном графе об-
работки. Данная статья призвана показать важность разработки
дополнительных практических процедур анализа сейсмических
записей на примере метода «псевдопросвечивания». Очевидная
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
375
прикладная и экономическая составляющие разработки подобных
математических аппаратов делают, по мнению авторов, это
направление исследований перспективным для задач, решаемых в
Донбассе.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Тиркель М. Г., Глухов А. А. Томография на отраженных вол-
нах при сейсмическом прогнозе строения горного массива //
Зб. наук. праць «Проблеми гірського тиску». –– Донецк :
ДонНТУ, 2004. –– № 12. –– С. 14––25.
2. Тиркель М. Г. О границах применения наземной сейсмораз-
ведки для прогноза аномалий залегания угольных пластов на
основе анализа волн, отраженных от ниже залегающих гори-
зонтов // Зб. наук. праць «Проблеми гірського тиску». –– До-
нецк : ДонНТУ, 2005. –– № 13. –– С. 102––120.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99557 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T20:40:20Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тиркель, И.М. Трофимов, В.В. Бородин, Д.С. 2016-04-30T09:28:54Z 2016-04-30T09:28:54Z 2014 Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами / И.М. Тиркель, В.В. Трофимов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 368-375. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99557 550.834:622.12 Обґрунтовано використання даних МВХ для прогнозу тектонічних порушень вугільних пластів методом сейсмічної томографії, що може бути основою для розроблення сучасних ефективних методів сейсмічного прогнозу. Feasibility of the use of seismic reflection data to predict tectonic faults in coal seams based on seismic tomography is demonstrated. This can be a ground for development of modern efficient methods of prediction based on seismic data. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами CDP Data Processing Based on In-Seam Seismic Reflection Article published earlier |
| spellingShingle | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами Тиркель, И.М. Трофимов, В.В. Бородин, Д.С. |
| title | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами |
| title_alt | CDP Data Processing Based on In-Seam Seismic Reflection |
| title_full | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами |
| title_fullStr | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами |
| title_full_unstemmed | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами |
| title_short | Обработка материалов МОГТ по методу просвечивания отраженными волнами |
| title_sort | обработка материалов могт по методу просвечивания отраженными волнами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99557 |
| work_keys_str_mv | AT tirkelʹim obrabotkamaterialovmogtpometoduprosvečivaniâotražennymivolnami AT trofimovvv obrabotkamaterialovmogtpometoduprosvečivaniâotražennymivolnami AT borodinds obrabotkamaterialovmogtpometoduprosvečivaniâotražennymivolnami AT tirkelʹim cdpdataprocessingbasedoninseamseismicreflection AT trofimovvv cdpdataprocessingbasedoninseamseismicreflection AT borodinds cdpdataprocessingbasedoninseamseismicreflection |