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...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Наукові праці УкрНДМІ НАН України
Date:2014
Main Authors: Глухов, А.А., Бородин, Д.С.
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