Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки
Обґрунтовано доцільність застосування дифрагованих хвильових полів і процедури міграції перед підсумовуванням для побудови сейсмічних зображень середовища в умовах проведення шахтних сейсмічних спостережень. The expediency of application of the diffracted wave fields and migration procedures before...
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/123456789/99558 |
| 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: | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки / А.А. Глухов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 376-383. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859653041805852672 |
|---|---|
| author | Глухов, А.А. Бородин, Д.С. |
| author_facet | Глухов, А.А. Бородин, Д.С. |
| citation_txt | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки / А.А. Глухов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 376-383. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Обґрунтовано доцільність застосування дифрагованих хвильових полів і процедури міграції перед підсумовуванням для побудови сейсмічних зображень середовища в умовах проведення шахтних сейсмічних спостережень.
The expediency of application of the diffracted wave fields and migration procedures before summing for seismic imaging of environment in the context of mine seismic observations is substantiated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:35:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
376
УДК 550.834:622.12
ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МИГРАЦИИ ДО
СУММИРОВАНИЯ ПРИ ПОСТРОЕНИИ
СЕЙСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ УГЛЕПОРОДНЫХ
МАССИВОВ МЕТОДАМИ ПЛАСТОВОЙ
СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
Глухов А. А., Бородин Д. С.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Обґрунтовано доцільність застосування дифрагованих хви-
льових полів і процедури міграції перед підсумовуванням для по-
будови сейсмічних зображень середовища в умовах проведення
шахтних сейсмічних спостережень.
The expediency of application of the diffracted wave fields and
migration procedures before summing for seismic imaging of envi-
ronment in the context of mine seismic observations is substantiated.
Большинство методик сейсмического прогноза геологиче-
ских нарушений угольных пластов основывается на лучевом
представлении о распространении сейсмических колебаний.
Фронт взаимодействующей с тектоническим нарушением волны
определяется как параметрами самой волны, так и параметрами
нарушения. В случае если геометрические размеры нарушения
значительно превышают длину волны, применение лучевого
представления правомерно. Однако в реальных условиях это да-
леко не всегда так. Более того, наибольшую сложность в наше
время имеет прогноз мелкоамплитудной тектоники, когда раз-
мерности нарушения могут быть соизмеримы, а иногда и меньше
характерной длины волны сейсмического сигнала. Строго говоря,
невозможно получить полное решение прямой задачи при нали-
чии границ, через которые функция скорости терпит разрыв. Зна-
чительная часть энергии будет переноситься в направлениях, от-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
377
личных от направления распространения волны в силу законов
дифракции. Этот факт целесообразно использовать при разработ-
ке современных методов пластовой сейсмической разведки.
В наземной сейсморазведке для построения сейсмических
изображений широко используются методы миграции. В частно-
сти, миграция до суммирования по сейсмограммам общего пунк-
та возбуждения [1]. Данная работа оценке целесообразности при-
менения этой процедуры при построении сейсмических изобра-
жений углепородного массива методами пластовой сейсмической
разведки.
Основная идея исследований состоит в разработке замкну-
того цикла, состоящего из двух последовательных этапов. Пер-
вый заключается в моделировании процесса возбуждения, рас-
пространения и регистрации сейсмических колебаний в модели,
описывающей углепородный массив. Второй – в обработке ре-
зультатов расчетов и построении сейсмического изображения
данной модели. Выполнение операций такого цикла и сравнение
моделей и их изображений нужны не только, чтобы анализиро-
вать закономерности распространения сейсмических колебаний в
углепородном массиве, но и разрабатывать процедуры обработки
сейсмической информации.
Они реализованы в разработанном в УкрНИМИ НАН Укра-
ины программном комплексе моделирования распространения
сейсмических колебаний в угленосной толще [2].
Использовались двухмерные модели среды и систем сей-
смических наблюдений. Плоскость моделирования XY лежит в
плоскости угольного пласта. Схема моделирования показана на
рисунке 1. Моделировался прямоугольный участок лавы
500×250 м с аномалией. Входные физические параметры модели
базируются на априорных данных о горно-геологических услови-
ях залегания угля на участке исследований и реальных условиях
проведения сейсмических экспериментов. Поскольку в условиях
Донбасса основным инструментом шахтной сейсморазведки яв-
ляются боковые волны, распространяющиеся со скоростью волн
сжатия и сдвига в углевмещающих породах, основу моделей со-
ставляет базовая однородная изотропная среда с соответствую-
щими скоростями (например, Vp = 3200 м/с, Vs = 2000 м/с). Зона
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
378
аномалии размерами 15×15 м имитирует участок трещиноватых
либо дробленых пород, для которого значения скоростей распро-
странения волн уменьшены на 30 %. Расположение пунктов воз-
буждения (ПВ) c номерами k = 1…K и сейсмоприемников (СП) c
номерами l = 1…L моделировались в соответствии со схемами
расположения систем наблюдений в стандартных методиках про-
ведения сейсмических экспериментов [3]. В частности, модели-
ровались три системы сейсмоприемников, оконтуривающие зону
аномалии с трех сторон так, чтобы для различных вариантов воз-
буждения и регистрации колебаний имитировались процессы за-
писи сейсмограмм методами отраженных волн и сейсмопросве-
чивания.
Рис. 1. Схема моделирования
Используемые в настоящих исследованиях алгоритмы ко-
нечно-разностного моделирования процесса распространения
сейсмических волн подробно описаны в ряде работ (например,
[4]) и не нуждаются в пояснении. Используется схема с равными
шагами пространственной дискретизации вдоль всех координат-
ных направлений и стандартными при проведении сейсмических
экспериментов значения Δt. Они выбираются соответственно
друг другу по схеме, приведенной на рисунке 2.
С
Пло
скость
Ан
k
=1 K
l
СП
С
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
379
Рис. 2. Схемы выбора минимального шага пространственной
дискретизации в зависимости от шага дискретиза-
ции по времени и скоростей распространения сей-
смических колебаний
В результате расчетов были получены наборы сейсмограмм
для всех положений ПВ и всех наборов СП. После проведения
моделирования выполняется этап обработки результатов расче-
тов и построения сейсмического изображения данной модели.
Варианты обработки проводились на основе использования той
части информации, которая соответствовала определенной мето-
дике наблюдений.
Получение сейсмических изображений выполнялось на ос-
нове использования метода суммирования по гиперболам. Стро-
ится сейсмическое изображение каждой точки (x, у) в плоскости
угольного пласта. Подробное изложение этих методов можно
найти в работе [1]. Для построения сейсмических изображений
участок углепородного массива разбивается на регулярную ре-
шетку ячеек с номерами i и j вдоль координатных осей X и Z, со-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
380
ответственно. Каждая элементарная ячейка решетки eij имеет
форму квадрата со стороной h.
Рассчитать сейсмическое изображение среды в элементар-
ной ячейке eij можно, используя соотношение
∑∑
= =
=
K
k
L
l
kl
ijij AA
1 1 , (1)
где )( kl
ij
kl
ij TAA = представляет собой изображение ячейки
среды, построенное по сейсмотрассе сейсмоприемника l для
пункта возбуждения k;
kl
ijT – время, за которое сигнал от пункта
возбуждения k через ячейку eij достигает сейсмоприемника l. Его
можно вычислить по формуле
))()()()((/ 2222
kkll
kl
ij jjiijjiiVhT −+−+−+−= . (2)
Частичные изображения мнимых источников для всех воз-
буждений суммируются для получения окончательного изобра-
жения среды. В соотношении (2) в качестве параметра использу-
ется миграционная скорость V. Очевидно, что при построении
изображения целесообразно использовать те значения скоростей
волн сдвига и сжатия, которые заданы в модели для описания ба-
зовой среды.
На рисунке 3 показаны сейсмические изображения среды,
полученные на основе использования дифрагированных волно-
вых полей при использовании в качестве базовой скорости рас-
пространения волн сдвига. Использованы три варианта моделей.
Модель № 1 – случай, когда в обработку принят весь набор сей-
смотрасс по всем источникам и всем приемникам. Модель № 2 –
случай, когда в обработку приняты сейсмотрассы по всем источ-
никам и набору СП1. Модель № 3 рассчитана только для ПВ1 для
всех СП. Компоненты X и Z составляют поле колебаний волн P и
SV. Y компонента представляет собой волны SH.
Все модели соответствуют комплексированию методов сей-
смопросвечивания и отраженных волн.
Сравнивая сейсмические изображения можно сделать вывод
о том, SH волны формируют более информативный результат.
Несмотря на то, что размеры аномалии сопоставимы с длиной
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
381
волны, на сейсмических изображениях она четко выделяется в
любом случае. Наибольшая точность достигается в том случае,
если приемники сейсмических колебаний оконтуривают зону
наблюдений (модели 1 и 3). Даже при использовании только од-
ного СП расположение аномалии проявляется на сейсмическом
изображении. Это ожидаемый результат, поскольку такое распо-
ложение сейсмоприемников соответствует оптимальным услови-
ям применимости интегральной теоремы Кирхгофа-Гельмгольца
[1] о возможности построения сейсмических изображений. Мо-
дель 2 больше соответствует случаю применения наземной сей-
сморазведки на отраженных волнах. Расположение набора
СП № 1 подобно расположению системы наблюдений на поверх-
ности земли. Тем не менее, край аномалии четко отображается на
сейсмическом изображении среды.
Рис. 3. Результаты построения сейсмических изображений
модели среды с аномалией на основе использования
различных компонент сейсмических колебаний
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
382
P и SV волны формируют менее информативный результат.
Если приемники сейсмических колебаний оконтуривают зону
наблюдений, изображение аномалии получается только в случае
использования полного набора источников колебаний. При ис-
пользовании одного источника колебаний аномалия практически
не наблюдается. Изображения для модели № 2 аналогичны слу-
чаю использования SH волн.
Полученные результаты будут дополнены последующими
исследованиями. Однако даже на этом этапе можно утверждать,
что использование процедуры миграции позволяет построить
изображение аномалий, размеры которых сопоставимы с харак-
терной длиной волны. Обоснована целесообразность применения
дифрагированных волновых полей и процедуры миграции перед
суммированием для построения сейсмических изображений сре-
ды в условиях проведения шахтных сейсмических наблюдений,
что является новым научно-техническим результатом, имеющим
безусловное методическое значение.
В настоящее время выполняется интеграция результатов
приведённой работы в методики обработки материалов пласто-
вой сейсморазведки углепородных массивов.
Данная работа выполнена в рамках НИР «Розробка теорети-
чних основ застосування дифрагованих хвильових полів для про-
гнозу структури масиву гірських порід методом сейсмічної лока-
ції», проводимой УкрНИМИ по заказу НАН Украины.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Воскресенский Ю. Н. Построение сейсмических изображе-
ний. Учебное пособие для вузов. –– М. : РГУ нефти и газа,
2006, 116 с.
2. Глухов А. А. О программном комплексе моделирования расп-
ространения сейсмических колебаний в угленосной толще //
Наукові праці Донецького національного технічного універ-
ситету. Сер. Обчислювальна техніка та автоматизація. –– До-
нецьк: ДонНТУ, 2005. –– Вип. 88. –– С. 106––113.
3. Анциферов А. В. Теория и практика шахтной сейсморазведки.
–– Донецк: ООО “Алан”, 2002. –– 312 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 14, 2014
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 14, 2014
383
4. Анциферов А. В. Конечно-разностный подход моделирования
сейсмических колебаний в угленосной толще // Геотехничес-
кая механика. –– Днепропетровск : ИГТМ, 2002. –– Вып. 35.
— С. 108––116.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99558 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:35:37Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Глухов, А.А. Бородин, Д.С. 2016-04-30T09:30:15Z 2016-04-30T09:30:15Z 2014 Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки / А.А. Глухов, Д.С. Бородин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2014. — № 14. — С. 376-383. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99558 550.834:622.12 Обґрунтовано доцільність застосування дифрагованих хвильових полів і процедури міграції перед підсумовуванням для побудови сейсмічних зображень середовища в умовах проведення шахтних сейсмічних спостережень. The expediency of application of the diffracted wave fields and migration procedures before summing for seismic imaging of environment in the context of mine seismic observations is substantiated. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки On Employing In-Seam Seismic Prestack Migration for Generating Coal-Rock Mass Seismic Images Article published earlier |
| spellingShingle | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки Глухов, А.А. Бородин, Д.С. |
| title | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| title_alt | On Employing In-Seam Seismic Prestack Migration for Generating Coal-Rock Mass Seismic Images |
| title_full | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| title_fullStr | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| title_full_unstemmed | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| title_short | Об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| title_sort | об использовании миграции до суммирования при построении сейсмических изображений углепородных массивов методами пластовой сейсморазведки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99558 |
| work_keys_str_mv | AT gluhovaa obispolʹzovaniimigraciidosummirovaniâpripostroeniiseismičeskihizobraženiiugleporodnyhmassivovmetodamiplastovoiseismorazvedki AT borodinds obispolʹzovaniimigraciidosummirovaniâpripostroeniiseismičeskihizobraženiiugleporodnyhmassivovmetodamiplastovoiseismorazvedki AT gluhovaa onemployinginseamseismicprestackmigrationforgeneratingcoalrockmassseismicimages AT borodinds onemployinginseamseismicprestackmigrationforgeneratingcoalrockmassseismicimages |