DE1548363A1 - Seismisches Untersuchungsverfahren und Vorrichtung - Google Patents

Description

DR. F. ZUMSTEIN - OR. E. ASSMANN DR. R. KOENIQSBERQER - DIPL-PHYS. R. HOLZBAUER

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She Atlantic Refining Company, Philadelphia,Penn.USA

Seismisches. Untersuchungsverfahren und Torrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Torrichtung mit einem besseren Verhältnis des Signals zum Hauschen in seismischen Signalen. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren zur Verarbeitung von seismischen Daten, die nach dem Verfahren des gemeinsamen Eeflektionspunktes (common reflection point method) erhalten -wurden. .

Seismische Erkundungen bzw. Untersuchungen betreffen ein Verfahren, um Informationen in bezug auf unterirdische Erdformationen dadurch zu erhalten, dass Energie von einem ersten Punkt an oder nahe der Erdoberfläche abwärts in die Formationen ge-· sandt wird, und dassjdie reflektierte und/oder gebeugte Energie an einem oder mehreren zweiten Punkten gemessen wird. Es ist üblich, eine explosive iaduög-odeEveiiJLe andere Energiequelle;-zu

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verwenden, um,die seismische Energie zu erzeugen. Mehrere Seismometer werden in einer vorher "bestimmten geometrischen Reihe bzw. Ordnung in Abständen von dem "Schuß"punkt aufgestellt. Die Energie, die auf die Seismometer trifft, wird in entsprechende elektrische Signale umgewandelt, die verstärkt und aufgezeichnet werden. Indem man die Zeit für die Einlaufe der ausgewählten Vibrationen miiät, können verwertbare Informationen über die Tiefe und Eigenschaft der unterirdischen Erdformationen erhalten werden. Es sind jedoch normalerweise Fremdenergieforraen zugegen, wodurch das Erkennen der gewünschten Signale erschwert bzw. verhindert werden kann.

Seit mehreren Jahren wurden deshalb fortlaufend von den Geophysikern Verbesserungen im Verhältnis des Signals zum Rauschen in seismischen Signalen angestrebt. Es wurden verschiedene Systeme beschrieben, die durch Mittel von Vi el-Elementreihen eine itauscJadämpfung erreichen, tifenn aie Vielzahl von Schuispunkten und Detektoren erhöht wird, erhöht sich jedoch auch entsprechend das unterirdische Gebiet, über das gemittelt wird. Lies kann in der Eat bewirken, dass gerade die Einzelheiten, aie gesucht werden, verdunkelt werden.

Das Vielfachbelegungs-gemeinsamer Reflektionspunkt-Verfahren, wie es in der U.S.Patentschrift 2 732 906 beschrieben ist, wurde entwickelt, um praktische Mittel von steigender Vielfältigkeit zu haben. Gemass dieser U.S.-Patentschrift wird vorgeschlagen,

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dass die Information, die mit einem gegebenen Eeflektionspünkt zusammenhängt, aber mit einer Vielzahl von Schußpunkt- und Geophonstellungen aufgezeichnet werden, algebraisch kombiniert werden, nachdem geeignete Zeitkorreitturen angewandt worden sind. · So- ist, wenn die reflektierten Signale, die auf mehreren Wegen empfangen worden sind, auf ifoincidenz angeglichen sind, ihre resultierende Summe proportional der Zahl der Signale. Störungen, die auf anderen ais[den geforderten Energiewegen verlaufen, sind n± Coincident und werden deshalb relativ zu den interessierenden Keflektionen abgeschwächt, iiies ist analog der Modelldurchführung (pattern performanee). JA jedoch die Quell- und Itapfangspunkte so gewählt sind, dass seismische Energie von jedem Schußpunkt von derselben kleinen unterirdischen Fläche reflektiert wird, so ist die oben diskutierte, den herkömmlichen Modelltechniken anhaftende Beschränkung nicht länger anwendbar. Jas Verfahren des "gemeinsamen Sprungpunlct'es" ("common bounce point") hat den weiteren Vorteil, dass Vielfachreflßictionen gedämpft werden. Diese Technik kann auch für die Durchführung von Landvermessungen, angewandt auf außerhalb der Küste liegende Operationen, oder zur Vermessung von seichten inlandbuclfen, Seen usw., verwandt werden. .

Obgleich die Datenschichttechnik bei gemeinsamem äeflektionspunkt die Verhältnisse des Signals zum Rauschen weit über die praktischen S-renzen der iierjfcömmliehen Modellverfahren (pattern methods) erhöht hat, so bleibt dennoch viel Saum für Verbesserungen. Das Hauptproblem bestand äarin, dass der horizontale ,Abstand oder "AuSdeli-

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nungs- bzw. Streubereichabstand" ("spread spacing") zwischen den verschiedenen "Schußpunkten und Empfängern durch Austritts- bzw. Auslegabstände (stepout distances) beschränkt ist, die k^ein in bezug auf die Reflektionsperiode gehalten werden müssen. Da im allgemeinen ein Gebiet nahe der Oberfläche von Interesse ist, so

die

ist der maximale Aufstellungsabstand oderfEmpfängerverteilung beträchtlich beschränkt. Ebenso ändert sich die Art und Form der Energie, die von den ausgewählten Sprungpunkten reflektiert wird, mit dem Reflektionswinkel. Dies verhindert eine Koincidenzanpassung mit der erforderten Genauigkeit, sobald der Quelle-Empfängerabstand verhältnismässig groß ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Technik des gemeinsamen Sprungpunktes besser durchzuführen, das diese Schwierigkeiten beseitigt.

Gemäss der Erfindung wird ein Verfahren angegeben, um seismische Spuren zu kombinieren, die seismische Signale darstellen, die von einem gemeinsamen Punkt in einer unterirdischen .Formation reflektiert worden sind, das die Stufen enthält, in denen die Spuren durch Einführung von statischen und dynamischen Korrekturen abgeglichen werden, um die seismischen Signale auf den verschiedenen Spuren abzugleichen, in denen selektiv ein Teil von wenigstens einer der korrigierten Spuren unterdrückt wird und in denen die korrigierten Spuren, die nicht unterdrückt worden sind, und der restliche Teil jeder unterdrückten Spur addiert werden, um eine aufsummierte Spur zu erzeugen. ^; '-?-·'■-'-"'^%

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Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung vorgesehen, um'seismische Spuren zu kombinieren, die seismische Signale darstellen, die von einem gemeinsamen Punkt in einer unterirdischen Formation reflektiert worden sind, die unter anderem versehen ist mit Umwandlereinrichtungen, um die seismischen Informationen, die in ,diesen Spuren enthalten sind, in elektrische Signale umzuformen, ein Verzögerungssystem, um diesen elektrischen Signalen verschiedene Zeitverzögerungen zu geben, eine Unterdrückereinheit, um unerwünschte Teile dieser elektrischen Signale zu unterdrücken, ein Addierkreis, um die ununterdrtickten Teile dieser elektrischen Signale zu addieren, und Umwandlereinrichtüngen, um das aufsummierte elektrische Signal in die gewünschte Aufzeichnungsform zu bringen.

Zum besseren Verständnis soll im folgenden die Erfindung anhand von vorzugsweisen Ausführungsformen und anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in der

I¹Ig. 1 eine schematische Darstellung der Aufstellung bzw. Anordnung der Schußpunkte und Seismometer nach der Methode des gemeinsamen Reflektionspunktes zeigt.

ff±g. 2 zeigt die Anwendung eines Punktes der vorliegenden Erfindung bezüglich des Reflektionswinkels von einer unterirdischen Formation.

Pig. 3 zeigt in einer Darstellung die Prequenzdifferenzen, die zwischen einem unkorrigierten seismischen Signal und demselben Signal mit zusätzlichen Zeitverzögerungen erhalten werden können. , ■ iig. 4 ist ein B-j ockdiagramm, das die Grundvorriehtung zeigt,

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wie sie "bei de.r Durchführung der vorliegenden Erfindung verwandt wird.

Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm der erfindungsgemässen Unterdrückereinheit.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sollen nun verschiedene Ausdrücke gemäss ihrer beabsichtigten Verwendung definiert worden.

Der Ausdruck ."seismische Spur" oder "seismischer Kanal" soll eine seimische Information von einer besonderen Geophonstellung bedeuten, die auf einem geeigneten Aufzeichnungsmedium aufgedruckt bzw. aufgezeichnet ist. Jede Spur ist natürlich eine Aufzeichnung bezüglich der Zeit, Größe und Phase der empfangenen seismischen Energie. Es soll an dieser Stelle bemerkt werden, dass die meisten seismischen Aufzeichnungen Zusammensetzungen von 20 oder mehr Signalzügen von ebenso vielen Geophonstellungen sind. Jede Geophonstellung hinwiaäerum kann aus mehreren Geophonen bestehen, die miteinander verbunden sind, um ein Ausgangssignal zu bilden.

"Statische Korrekturen" kompensieren die Erhebung jeder getrennten Geophonstellung in bezug auf eine angenommene Bezugsebene, die Erhebung der Energiequelle oder Schußpunkte in bezug auf die Bezugsebene, die Geschwindigkeit von seismischen Wellen durch eine Schicht mit niedriger Geschwindigkeit unmittelbar an der Erdoberfläche, usw. Diese zusammengenommenen oder kombinierten Verwitterungs- und Erhebungskorrekturen sind während der Länge

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der.Spur nicht variabel, können jedoch möglicherweise von Spur zu Spur in jeder miteinander in Beziehung gesetzten Gruppe von Spuren differieren.

"Dynamische" oder "variable Korrekturen" umfassen die Streu-, Herausbewegungs- oder Austrittskorrektur (spread, moveout, or stepout correction), die eine Punktion.des Abstandes einer Geophonsteilung von einem 'Schußpunkt ist, und sie umfassen jede Korr tür, die durch Veränderung der seismischen Geschwindigkeit mit der Tiefe verursacht wird. Die Größe der danymisehen Korrektur ändert sich für die Signale, die durch irgendein gegebenes ■· Geophon empfangen werden, mit der Zeit. Den Hauptfaktor bei der Bestimmung einer dynamischen Korrektur bildet der Betrag des betreffenden Austritts (stepout involved). Die Austrittcicorrektur ist immer am Beginn jeder Spur am'grossten und nimmt auf einen Minimumwert hin ab (der sich ITuIl nähern kann)., während die Spur abgespielt „wird. Eine verschiedene veränderliche ■■ Korrektur dieser Art wird auf jede Spur gegeben, die davon abhängt, wie die Stellungen, der empfangenden Geophone..in bezug auf den ScnXußpunkt sind.

"Zeitverzögerungen" werden verwandt, um die einzelnen Spuren durch

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ϊΐ von geeigneten statischen und/oder dynamischen Korrekturen zueinander in Besiehung zu setzen, d.h., wenn die ursprünglich aufgezeichneten Spuren umgeschrieben werden, so wird auf jede einzelne Spur eine ausgewählte Zeitverzögerung aufgegeben. Wenn sie vieder aufgeseichnet sind, dann stehen die Ereignisse auf jeder Spur in derselben Beziehung in bezug auf die Zeit, so dass

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entsprechende seismische.Informationen miteinander in einer Linie liegen. Die Verzögerung, die die statische Korrektur einführt, wird gewöhnlich in dem anfänglichen Teil jeder Spur angebracht, während diese umgeschrieben wird; die dynamische Korrektur kann fortlaufend während des Umschreibens ader durch eine Reihe von diskreten Zeitverzögerungen von gleicher oder ungleicher länge an vor-

herbestimmten Zeitpunkten entlang der Spur, die gerade bearbeitet wird, eingeführt werden.

"Reflektionswinkel" wird verwandt, um den Winkel zu bezeichnen, der durch die geraden Linien gebildet wird, die von dem gemeinsamen Reflektionspunkt zu der in Betracht gezogenen Schußpunktstellung bzw. Seismometerstellung gezogen sind. Der Reflektionswinkel ist umso grosser, je weiter entfernt das beobachtende Geophon von dem Schußpunkt entfernt ist. Ebenso vergrössert sich der Reflektionswinlcel (für denselben Schuß-und Beobachtungspunkt), wenn der Sprungpunkt näher an der Oberfläche liegt.

Hit "Frequenz des Signals" wird die periodische Punktion eines seismischen Signals mit bezug auf die Zeit, d.h. auf die Zahl der Wiederholungen des seismischen Signals pro Zeiteinheit,(gewöhnlich als Schwingungenpro Sekunde bezeichnet) bezeichnet. Deshalb stellt die Frequenz eines Signals die Zahl der seismischen !/fellen dar, die an der Seismometerstellung pro Sekunde vorbeilaufen.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Technik des gemeinsamen Reflektionspunktes gezeigt. Die Hummern 10, 11, 12 und

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15 stellen Schußpunktsteilungen dar. GeophonaufStellungen, die mit Seismometereinrichtungen ausgerüstet sind, sind mit 14, 15,

16 und 17 bezeichnet. Mit 18, 19 und 20 sind, unterirdische Formationen "bezeichnet, die unterhalb der Erdoberfläche und parallel zur Erdoberfläche in verschiedenen Tiefen liegen. Die gemeinsamen Reflektionspunkte in diesen unterirdischen Lagern sind mit A,B bzw. G bezeichnet. Seismische Wellen, die an den Schußpunkten erzeugt und von den unterirdischen lagern reflektiert werden, sind durch die "mit Pfeilen" versehenen linien dargestellt.

Wie gezeigt ist, werden die erzeugten Vibrationen teilweise durch die unterirdischen lager 18, 19 und 20 an den bezeichneten Punkten A,B bzw. G reflektiert. Es wurden die GeophonaufStellungen 14» 15, 16 und 1? vorher ausgewählt, um die von den Sprungpunkten A, B und G reflektierten Vibrationen zu empfangen. Elektrische leitungen 21 , 22, 23 und 24 führen die eintreffenden seismischen Signale Umwandlereinrichtungen 25 zu, wo die Signale von jeder Geophonaufsteilung als getrennte Spuren auf einer Feldaufzeichnung 26 aufgezeichnet werden.

Hur zur Erläuterung soll angenommen werden, dass eine explosive ladung an dem Schußpunkt 10 zur Detonation gebracht wird. Dann breitet sich seismische Energie in allen Richtungen"aus. Ein Teil dieser Energie wird von dem unterirdischen lager 18, im Punkt A, nach oben zu der Seismometereinrichtung 14 reflektiert. Andere Teile der Energie werden von den lagern 19, im Punkt B, und 20, im Punkt C, reflektiert und ebenso in der Geophonsteilung 14

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empfangen. Danach wird angenommen, dass eine explosive ladung im Schußpunkt i1 zur Explosion gebracht wird. So werden seismische Vibrationen an der Geophonsteilung 15 empfangen, die RefLektionen von den Sprungpunkten A,B und G darstellen. JPaIls weitere Ladungen an den Schußpunkten 12 und 13 zur Explosion gebracht werden, werden Reflektionen von den Sprungpunkten A,B und G an den G^ophonstellungen 16 bzw. 17 aufgezeichnet. Natürlich können zusätzliche seismische Schüsse von anderen Stellungen als den Stellungen 10, 11, 12 und 13 abgegeben werden, und die Reflektionen von den Sprungpunkten A,B und G mit annäherungsweise aufgestellten Ejflpfängereinrichtungen aufgezeichnet werden.

Da der Reflektionswinkel von Schallwellen von unterirdischen i'ormationen gleich dem Einfallswinkel ist, so wird die geeignete Geophonaufstellung für einen gegebenen Schußpunkt dadurch bestimmt, dass (1) der Einfallwinkel festgestellt wird, und dass (2) ermittelt wird, wo die interessierende seismische Energie an der Oberfläche eintrifft, indem man einen gleichen Reflektionsv/inkei annimmt. Aus diesem Grunde solltoa jeder Sciiuiapunkt und die entsprechende Geophonaufstellung einen solchen horizontalen Abstand voneinander haben, dass sie einen gleichen Abstand von einer Linie besitzen, die senkrecht auf der zu untersuchenden !formation in dent gewählten Reflektionspunkt (Sprunjpunkt; erricntet wird. Die Bezugslinie für die zweckmässige Aufstellung der oeismometereinrichtungen relativ zu den gewählten Schußpunkten ist durch die "gestrichelt gezeichnete" LinieoC in Pig. 1 dargestellt. Die Linie QC verläuft durch die Sprungpunkte A,B und G und steht senk-

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recht auf denFormationen 18, 19 und 20.

Es wurde bereits erwähnt, dass der Abstand zwischen einem Schußpunkt und der zugehörigen Geophonaufstellung in der Praxis etwas beschränkt ist. Betrachtet man z.B. den Schußpunkt 12 und die damit zusammenhängende Empfangseinrichtung 16 in Pig.1. Wenn ein Schuß bei 12 abgegeben wird, so treffen die Vibrationen auf die Formationen 18, 19 und 20. Reflektionen aus den Punkten A,B un~ ü treffen auf die Geophonstellung 16. Betrachtet man nun die Formationen und nimmt an, dass 18 vernaltnismässig nahe der Oberfläche, 19 in einem mittleren Abstand und 20 sehr weit entfernt von der Oberfläche liegen. Unter diesen Bedingungen kann, wenn die Spur, die auf dem Feldaufzeichner* 26 aufgezeichnet worden ist, durch statische und dynamische Korrekturen kompensiert worden ist, die resultierende Spur eine ziemlich schlechte Qualität ν wegen der Frequenzverzerrung, die von großen dynamischen Korrekturen herrührt, besitzen. Aus diesem Grunde kann die Technik des gemeinsamen Sprungpunktes versagen, und es_ wird keine verbesserte Aufzeichnung erhalten, da die abschl!essende Aufsummierungsspur Spuren enthält, die ΐ-eile enthalten, auf denen drastische dynamische Korrekturen angebracht worden sind.

ilimmt man weiterhin mit bezug auf Fig. 1 an, dass ein seismischer Schuß an der SciiUijpunktsteilung 11 abgegeben worden ist, dann werden Yibrationen von den Punkten A,B und 0 zu der Empfangseinrichtung 15 reflektiert und als eine Spur auf dem Feidaufzeichneτ 26 aufgezeichnet* In diesem Falle wird die zeitverzögerte Spur (d.h. die korrigierte Spur) wahrscheinlich bedeutend weniger

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Verzerrungen aufweisen, als die Spur in dem vorhergehenden Beispiel. Dies "beruht darauf, dass der Streuabstand (spread distance) in diesem Beispiel mit bezug auf die durchschnittlichen Tiefen der formationen kleiner ist, und dass deshalb die dynamischen Korrekturen kleiner sind.

Aus diesen Beispielen dürfte deutlich geworden sein, dass die beste Gesamtspur erhalten wird, wenn ein Schuß in der Stellung 10 abgegeben wird,und die reflektierte Vibration-in der Stellung 14 aufgezeichnet wird. Hier is"t der Streuabstand sehr klein, und deshalb brauchen nur minimale Korrekturen für den Austritt angebracht zu werden. Dementsprechend tritt, wenn die aufgezeichnete Spur zeitverzögert wird, nur eine minimale Prequenzverzerrung bzw.

Verschlechterung auf.

Um die Methode des gemeinsamen Keflektionspunktes jedoch ausführen zu können, müssen wenigstens zwei getrennte Spuren "übereinander geschichtet" werden, und vorzugsweise werden mehr als zwei Spuren miteinander kombiniert. Außerdem sollen diese Spuren seismische Daten darstellen, die von 'Schußpunkten erhalten werden, die wesentliche Abstände voneinander haben. Seismologen wurden sodann vorziehen, die Spuren zu addieren, die von den Schüßen in den Stellungen 10,11 und 12 erzeugt worden sind, jedoch dies würde im vorliegenden Pail keinen wirklichen Vorteil erbringen. Teile der kombinierten Spur würden eine Verbesserung zeigen, während andere Teile unleserlich gestaltet würden. Die Verzerrung bzw. Verschlechterung würde noch mehr verstärkt werden, wenn noch mehr

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entfernte Spuren, wie etwa, der Kanal, der aufgezeichnet wird, wenn ein Schuß bei 13 abgegeben wird, beim Übereinanderschichten der abschliessenden Aufzeichnung verwandt würden.

Zusammenfassend sollten dann Aufzeichnungen oder Spuren, die Reflektionen von einem gemeinsamen Punkt in jeder unterirdischen !Formation darstellen, addiert werden, um angemessene Verhältnisse von Signal zum Rauschen zu erhalten. Gerade in der Addition mehrerer solcher Spuren liegt die Stärke der !Technik des gemeinsamen Reflektionspunktes für seismisches Prospektieren. Aus der obigen Diskussion folgt jedoch, dass im allgemeinen die gewünschte Vielfältigkeit wegen der Frequenzverzerrung nicht verwirklicht werden kann, die sich ergibt, wenn mit sich erhöhender StiBi- bzw. Ausbreitungslänge eine bedeutende Anzahl von dynamischen Korrekturen eingeführt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Technik des gemeinsamen " Reflektionspunktes verwandt werden, und es werden gute Resultate erhalten unabhängig von dem Streu- bzw. Ausbreitungsabstand. Demgemäss kann eine beliebige Zahl von seismischen Schüssen bei der Aufzeichnung eines Gebietes verwandt werden, und eine" verwendbare Information kann jeder Spur entnommen werden. Ebenso können die gemäß dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen korrigierten Spuren addiert werden, um eine aufsummierte Spur zu bilden, in der alle Teile des aufgezeichneten Abschnittes zuverlässig sind, da der abschliessende Aufzeichnungsteil keine Spuren wiedergibt, die bei den eingeführten Zeitverzögerungen durch extreme Änderungs-

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anteile grob yerzerrt worden sind.

Die Grundvorstellung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Technik, bei der die Addition von seismischen Signalen, die von einem gemeinsamen Punkt einer unterirdischen Formation reflektiert worden sind, dadurch verbessert wird, dass wahlweise auf bestimmten Spuren aufgezeichnete Signale unterdrückt werden, während andere kombiniert werden. Spuren der seismischen Energie, die entlang der am meisten senkrechten Wege unter der Erdoberfläche verlaufen/?"""werden korrigiert und in ihrer Gesamtheit bei der Herstellung der-aufgeschichteten Spur verwandt. Spuren, die Signale darstellen, die.auf weniger senkrechten Wegen verlaufen sind, werden, nachdem sie korrigiert worden sind, über Zeitabschnitte, die mit dem Zeitende Hull jeder Spur beginnen, unterdrückt, Spuren, die Signale darstellen, die über noch weiter entfernte Wege verlaufen sind, d.h. weniger senkrechten Wegen, werden über noch längere Zeltabschnitte vor ihrer Addition unterdrückt.

Die Unterdrückung findet im allgemeinen während einer vorbestimmten länge der Aufzeichnungszeit, wie etwa 0,10 Sekunden, 0,20 Sekunden, 0,30 Sekunden usw., statt. Im allgemeinen überschreitet die maximale Unterdrückung selten 1,5 Sekunden, und gewöhnlich liegt die Zeit der Unterdrückung während des Abspielens unter 1,0 Sekunden. Das Ausmaß der Unterdrückung variiert, immer in Abhängigkeit von dem Streu- bzw. Ausbreitungsabstand, d.h. je ser der Streuabstand, umso grosser ist die Länge der Unterdrückung .

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I)a der unerwünschte Signalteil jeder Spur unterdrückt wird, können Schußlöcher und Empfänger in jedem geeigneten Abstand aufgestellt werden, und jede Zahl von getrennten seismischen Schüssen kann in "bezug auf vorbestimmte Sprungpunkte ausgeführt werden. Die seismische Energie, die durch jede Energieabgabe erzeugt wird und von den ausgewählten Sprungpunkten reflektiert wird, wird durch geeignet angeordnete Empfangseinrichtungen, angezeigt. Die so erhaltene seismische Information wird als getrennte Spuren auf einem Feldaufzeichnet-, d.h. einem Magnetband..oder anderen geeigneten Einrichtungen, aufgezeichnet. Statische und dynamische Korrekturen werden an jeder Spur durch ein geeignetes System von Zeitversögerungen angebracht. Nun wurden entsprechend der bisherigen Praxis alle diese Spuren zusammen vereinigt oder es würden einige ausgeschlossen, und es wurden die restlichen vereinigt. Die 'fatsacne geinäss der Erfindung, dass wenigstens ein Seil jeder aufgezeichneten Spur bei dem Zusammenbringen der Aufsumnüerungsspur verwandt wird, "bedeutet deshalb einen beträchtlichen technischen Fortschritt.

Weiterhin ist die Erfindung aarauf gerichtet, ein Verfahren anzugeben, durch das bestimmt wird, wann ein Teil einer Spur unterdrückt werden soll. Es ist gefunden worden, dass dies in gewissem Grade von dem Reflektionswinkel von dem besonderen betrachteten Sprungpunkt abhängt.

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In i"ig. 2 ist diese Ausführungsform gemäss der Erfindung erläutert. Vibrationen werden von dem Schußpunkt 27 ausgesandt, der sich an der Erdoberfläche "befindet. Der Sprungpunkt D ist auf einem geneigten unterirdischen Lager 28 gezeigt. Vibrationen, die von dem Punkt D reflektiert werden, werden in der Geophonstellung 29 an der Oberfläche empfangen. Die "gestrichelt gezeichnete" Linie O(' steht senkrecht auf der Formation 28 im

Linien Punkt D. Die mit "Pfeilen versehenen" XaUeH zeigen den Weg der Wellenfront von dem Schußpunkt 27 zu dem Punlt D und zu der Empfangssteilung 29. Der Winkel, dessen Scheitelpunkt bei D liegt und dessen Schenkel die mit "Pfeilen versehenen" Linien sind, ist mit Y bezeichnet. Somit ist der Winkel Y. der vorstehend definierte Reflektionswinkel.

Die Regel zur Bestimmung', wann jetzt der Anfangsteil einer Spur unterdrückt werden soll, hängt von der Größe des Winkels Y ab. Wenn Y grosser als '5b° für den jeweiligen besonderen Schußpunkt, Sprungpunkt und Geophonstellung ist, dann sollte der Teil der Spur, der die Reflectionen von diesem Sprungpunkt darstellt, unterdrückt werden. Wenn Y ein Winkel zwischen ungefähr 20 und 35° ist, so ist die Entscheidung, ob der Anfangsteil der jeweiligen Spur unterdrückt weraen soll oaer nicht, freigestellt. Gewönniich wird die Spur unterdrückt, jedoch mit einem geringeren Ausmaß. Wird eine Spur aufgezeichnet, bei der Y kleiner als ungefänr 20° ist, so wird diese im allgemeinen iramer in den AufsummierangsVorgang Liiteinbezogen.

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Bs dürfte klar sein, dass für jede gegebene Schuß- und Geophonstellung der Winkel Y am grössten ist, wenn Reflektionen von Formationen aufgenommen werden, die relativ nahe an der Erdoberfläche liegen. Bei Energie, die von tieferen Formationen reflektiert wird, hat der Winkel Y einen kleineren Wert. Wenn die reflektierenden .Formationen als in unendlicher liefe liegend angenommen werden icönnen, nähert sich der Winkel Y dem Wert O. !Daraus folgt, dass Reflektionen von sehr tiefen Lagern wahrscheinlich beim Aufschichten der abschliessenden Spur verwandt werden, wie groß auch immer der Streuabstand auf der Oberfläche ist. Reflektionen von Formationen, die nahe der Oberfläche liegen, werden gewöhnlich unterdrückt, falls sie nicht natürlich durch verhältnismässig nahe beieinander liegende Stellungen erzeugt und empfangen werden, so dass Y ziemlich klein ist.

Die oben aufgestellte Regel für die Unterdrückung ist leicht anzuwenden, jedoch ist sie nicht für alle Situationen fehlerfrei. Z.B. geht sie von der Annahme aus, dass die einzigen dynamischen Korrekturen Austrittskorrekturen sind. Ebenso wird der Bereich des Winkels durch die Frequenz der seismischen Energie, Reflektionskoeffizienten usw. beinflußt. Fig. 3 erläutert das vielfach bevorzugte Verfahren, das entworfen worden ist, um festzustellen, wann ein besonderer Teil einer seismischen Spur unterdrückt werden soll. Das erfindungsgemässe Verfahren berücksichtigt sowohl Austrittskorrekturen als auch Korrekturen, die auf Geachwindigkeitsänderungen beruhen, ebenso wie natürlich andere Erwägungen.

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Pig. 3 zeigt eine Kurve f, die die Frequenz eines seismischen Signals auf einem Teil einer unveränderten Spur darstellt, und die Kurve f, die dasselbe seismische Signal mit darauf angebrachten Zeitverzögerungen darstellt. Es ist zu ersehen, dass die Frequenz f· der korrigierten Spur kleiner als die Frequenz f der ursprünglichen Spur ist. Diese .änderung (Abnahme) in der Frequenz ist ein direktes Ergebnis der darauf angebrachten Zeitverzögerungen und ist im gleichen Maße proportioniert. Eine ähnliche Änderung der Grund- bzw. ursprünglichen Frequenz ergibt sich selbst, wenn die Zeitverzögerungen kontinuierlich anstatt in diskreten Stufen angewandt werden.

Dies ist die Grundlage für das bevorzugte Y^erfahren zur Bestimmung der Spurenabschnitte, die unterdrückt werden sollen . Es wird vorgeschlagen, dass, wenn sich die Frequenz des seismischen Signals auf der korrigierten Spur um mehr als 10$ oüer mehr im Vergleich zu dem unveränderten Signal ändert, dann der Teil der Spur unterdrückt werden soll. Wo der Frequenzabfall zwischen 5 und 10?& liegt, ist die Wahl freigestellt oder die Spur wird in einem geringeren Ausmaß unterdrückt. Wo die proaentuale Frequenzänderung ungefähr 5$ oder weniger beträgt, soll die Spurunterdrückung nicht angewandt werden. Dementsprechend kann man durch Vergleich sichtbare Aufzeichnungen der ursprünglichen seismischen Daten und der korrigierten säsmischen Daten bequem bestimmten, ob ein Teil der Spur bei der Herstilung der abschliessenden Aufsummierungsaufzeichnung der verschiedenen Spuren unterdrückt werden soll.

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In Pig. 4 ist ein Blockdiagramm der Vorrichtung gezeigt, die notwendig ist, um das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen. Eine Umwand!ereinrichtung 30 wandelt die seismischen Informationen, die auf der Feldaufzeichnung 26 aufgezeichnet Bind, die gemäss dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren erhalten worden ist, in elektrische Signale um. Die Umwandlereinrichtung 30 kann individuell jede getrennte Spur auf der Feldaufzeichnung 26 umschreiben. Die elektrischen Signale, die jede Spur darstellen, werden auf ein Verzögerungssystem 31 gegeben, das geeignete statische und/oder dynamische Korrekturen anbringt. Systeme dieser Art sind wohlbekannt, ϋίίη Beispiel für eines dieser Systeme,' das bevorzugt verwandt wird, ist in der U.S.-Anmeldung Serial Ho. 761 044 beschrieben. Die korrigierten elektriscnen Signale werden sodann auf eine Unterdrückereinheit 32 gegeben, die so wirkt, dass bezeichnete Teile der Signale durch Unterdrückung des anfänglichen Teiles der Signale während ausgewählter Zeitlängen ausgeschaltet werden. Von dem unterdrücke 32 werden die korrigierten Signale, die nicht unterdrückt worden sind, und die nicht unterdrückten Teile der von Unterdrückungen betroffenen Signale auf einen herkömmlichen Additionsjcreis 35 gegeben. Ein Summierungssignal wird durch eine Schreibeinrichtung j4 als eine einzelne Spur auf einer sichtbaren Aufzeichnung 35 aufgezeichnet.

Lu Pig. ir ict eine Schaltung einer erfindungsgemässen Unterdrücker einheit angegeben. Elektrische Signale , die eine korrigierte Spur darstellen, werden auf die .iingangsieitung 36 gegeben. Jas Σίιι ran.r-jsignal wire, aurch die Tricae i7 verstärkt und

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über die Ausgangsleitung 38 auf den Addierkreiß 33 der Fig. gegeben. B+, in Pig. 5, kann jede geeignete Spannungsquelle, z.B. +300 V, darstellen. Die Höhe, biazu der der Kondensator 41 aufgeladen ist, hängt "von dem Spannungabfall über der Spannungsteilung ab, die aus dem Drehwiderstand 40 und dem Widerstand 47 besteht, die in Reihe pi B+ geschaltet sind. Der Abgreifer 39 wird dazu verwandt, die Spannung zu verändern, die an die Kapazität 41 angelegt wird. Wenn das Signal, das behandelt werden soll, auf die Eingangsleitung 36 gegeben wird, wird die gleichlaufende Schaltereinrichtung 42 auf die Kontakte 43 und umgelegt. Der Kondensator 41 wird sodann über die Widerstände 45 und 46 auf Erdpotential entladen. Während der Kondensator 41 aich entlädt, unterdrückt eine negative Vorspannung den Ausgang von der Röhre 37. Deshalb bestimmt die auf dem Kondensator 41 angesammelte Ladung die Länge, während der das Signal unterdrückt wird. Es ist offensichtlich, dass Pestkörpervorrichtungen anstelle der Triode 37 verwandt werden können, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen.

Während in der obigen Beschreibung nur eine beschränkte Zahl von Ausführungsformen des Systems gemäss der Erfindung beschrieben sind, so ist es möglich, noch andere Ausführungsformen herzustellen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

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Claims (1)

1. Pat entansprüche

   1. Verfahren zur Vereinigung seismischer Spuren, die seismische Signale darstellen, die von einem gemeinsamen Punkt in einer unterirdischen Hormation reflektiert worden sind, einschliesslich des Schrittes zur Anpassung der Spuren durch Einführung statischer und dynamischer Korrekturen, um die seismischen Signale auf den verschiedenen Spuren anzupassen, dadurch gekennzeichnet, dass -wahlweise ein Teil von wenigstens einer der korrigierten Spuren unterdrückt wird, und dass die korrigierten Spuren, die nicht unterdrückt worden sind, und der verbleibende Teil jeder von Unterdrückungen betroffenen Spur addiert werden, um eine aufsummierte Spur zu erzeugen.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede

   zu unterdrückende Spur, beginnend im Zeitpunkt Null, unterdrückt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spuren, die seismische Signale darstellen, die in bezug auf die unterirdische Formation auf weniger senkrechten Wegen verlaufen sind, in einem grösseren Ausmaße unterdrückt werden als die Spuren, die Signale darstellen, die auf senkrechteren Wegen verlaufen sind,

   4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die statischen Korrekturen

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   auf geeignete Spuren durch feststehende Zeitverzögerungen gegeben werden, und wobei die dynamischen Korrekturen auf geeignete Spuren durch ein vorherbestimmtes System von Zeitverzögerungen gegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise wenigstens der anfängliche !eil der korrigierten opuren unterdrückt wird, der die entfernteren Ausbreitungswege der seismischen Signale darstellt.

   5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede unterdrückte Spur, beginnend mit dem Anfang der Spur, unterdrückt wird, und dass die Unterdrückung ohne Unterbrechung während einer vorherbestimmten Zeitdauer fortgesetzt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, aass die maximale Zeit für die Unterdrückung irgendeiner gegebenen Spur nicht 1,5 Sekunden überschreitet.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine erste und zweite seismische Spur mit einer einzigen Geophoneinrichtung und einer ersten bzw. zweiten Explosion erhalten wird, wobei die Technik des gemeinsamen ÄefleJctionspunktes verwandt wird, und aie erste seismische Spur erhalten wird, wenn die erste Explosion einen geringeren horizontalen Abstand von der Geophoneinrichtung hat als der Abstand zwischen der zweiten Explosion und der Geophoneinrichtung, wenn die zweite seismische Spur erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spur während einer vor-

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   her gewählten Zeitdauer, beginnend am Anfang der Spur, unterdrückt wird, dass die erste Spur und der nicht unterdrückte Teil der zweiten Spur algebraisch addiert werden, und dass das Additionsergebnis als diese aufsummierte Spur aufgezeichnet wird.

   ö. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Schußpunkte und Beobachtungsstationen gemäse der Methode des gemeinsamen Reflektionspunktes verwandt werden, um mehrere seismische Spuren zu erhalten, wobei die erste dieser-Spuren durch die erste Beobachtungsstation erhalten wird, die entlang einer sieh erstreckenden geraden Linie in einem horizontalen Abstand in bezug auf den am nächsten liegenden Schußpunkt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit Ausnahme dieser ersten Spur jede dieser Spuren während einer vorher bestimmten Zeitdauer, beginnend mit dein Anfang der Spuren, unterdrückt wird, dass die erste Spur und die nicht unterdrückten Teile der unterdrückten Spuren algebraisch addiert werden, und dass das Additionsprodukt als diese aufsummierte Spur aufgezeichnet wird.

   3, Verfahren nacn Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit zur Unterdrückung irgendeiner gegebenen Spur in direktem Verhältnis zu dem Abstand steht, der den besonderen Schußpunkt una die mit dieser Spur in Beziehung stehende Aufnahmestation trennt.

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   10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere seismische Spuren gemäss der Technik des gemeinsamen Reflektionspunktes erhalten -werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektionswinkel der seismischen Energie von dem gemeinsamen Reflektionspunkt für jede Spur bestimmt wird, dass die frühen Teile jeder Spur, bei der dieser Reflektionswinkel ungefähr 35° überschreitet, unterdrückt werden, dass der frühe Teil jeder Spur, bei der dieser Reflektionswinkel zwischen ungefähr 20 und 35° beträgt, wahlweise unterdrückt wird, und dass die nicht unterdrückten Spuren und die nicht unterdrückten Teile der unterdrückten Spuren addiert werden, um diese Aufsummierungsspur zu bilden.

   11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere seismische Spuren gemäss der Technik des gemeinsamen Reflektionspunktes erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der mit jeder Spur verbundene Winkel bestiminijwird, der durch die geraden linien go-

   bildet wird, die vondem gemeinsamen Reflektionspunkt gezogen werden und sich zu dem Schießpunkt bzw. zu der Seismometeraufsteilung hin erstrecken, dass in den Aufsummierungsschritt die Spur einbezogen wird, die den kleinsten V/inkel in der (Jesamtheit hat, dass in den Aufsummierungssohritt die Spuren einbezogen werden, bei denen dieser Winkel kleiner ais ungefähr 2ü° ist, aass ein .Kleiner i'eil des frühen ^ufzeicnnungsabschnittec Jeaer Spur fortgelascen wird, bei aer iiieser «inicel zwischen ungefähr 20 una 3b° iief-t, unc. aass der liest aer Spuren in die-

   009816/0596 _{; :;} , _{BAD 0RIGINAL}

   sen Aufsummierungsschritt miteinbezogen wird, dass ein Hauptteil des frühen Aufzeichnungsabsehnittes jeder Spur ausgelassen wird, bei der dieser Winkel grosser als ungefähr 35° ist und der Rest in diesen Aufsummierungsschritt mi te inbezogen wird,

   und dass die oben ausgewählten Spuren und Teile der Spuren alge-

   braisch addiert werden, um diese Aufsummierungsspur zu erhalten.

   12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mehrere seismische Spuren gemäss der Technik, des gemeinsamen Reflektionspunktes erhalten und in bezug auf den Austritt korrigiert werden, indem ein System von Zeitverzögerungen darauf angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenz des seismischen Signals jeder korrigierten Spur mit der Frequenz des entsprechenden unkorrigierten seismischen Signals verglichen wird, dass der Teil jeder korrigierten Spur unterdrückt wird, bei der die Frequenzänderung grosser als ungefähr 10/6 ist, und dass die nicht unterdrückten Teile aller Spuren addiert werden, um diese Aufsummierungsspur zu erhalten.

   15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Teile von Spuren, deren Frequenzänderung zwischen ungefähr 5 und 10$ und ebenso über 10$ beträgt, unterdrückt werden.

   14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umwandlereinrichtung, um die seismischen Informationen, die in ·

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   diesen Spilren enthaiben sind, in elektrische Signale umzuwandeln, durch ein Verzögerungssystem, um verschiedene Zeitverzögerungen auf diesen elektrischen Signalen anzubringen, durch eine ühterdrücitereinheit, um unerwünschte Teile dieser elektrischen Signale zu unterdrücken, durch einen Aadibionskreis, um die nicht unterdrückten Teile dieser elektrischen Signale zu addieren, und durch eine Umwanalereinrichtung, uru das aufsummierte eleKbrische Signal in die gewünschte Aufzeichnungsf ox'iü umzuwandeln.

   Vorrichtung nach Aiispracn 14» dadurch ^e^ennzeiciinei;, dass diese unterdrüciiereinheit enthält: eine Enexgiequexxe, eine Triode, deren Anoae mit dieser Energienuej-le verbunden isb unu

   Kathode geerdet ist, eine Signaleingangsleitung, die mit aem Gitter dieser Triode und mit Erde verbunden ist, ein veränderlicher Ϋ/iderstand, der mit dieser energiequelle verbunden ist, eine gleichlaufende Schaltereinrichtung mit einem Kondensator, der mit diesem veränderlichen Widerstand und mit dieser Eingangsleitung verbunden ist, und eine Signaxausgangsxei"üung, die mit der Anode dieser Triode verbunden ist.

   BAD ORIGINAL

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