ОБЗОР ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МПВ Альфреда Старобинца с сайта автора http://seismic-info.ru/

В обзоре рассматривается отечественное и зарубежное программное обеспечение, используемое для интерпретации данных метода преломленных волн (МПВ).

Сразу необходимо отметить, что разграничение понятий обработка и интерпретация применительно к данным сейсморазведки МПВ довольно условно. В МОГТ завершающим результатом обработки являются динамические временные разрезы, а интерпретация начинается с пикинга (корреляции) отражающих горизонтов.

Вместе с тем современное программное обеспечение для интерпретации данных МОГТ включает различные процедуры обработки, такие, например, как полосовая фильтрация или определение мгновенных амплитуд, частот и фаз, которые используются в процессе интерпретации.

В МПВ, если не принимать во внимание технические процедуры сортировки сейсмозаписей и учета геометрии наблюдений, этап обработки вообще практически отсутствует. Интерпретация также начинается с пикинга. Но и здесь в процессе интерпретации могут использоваться различные процедуры обработки (различные виды фильтрации и пр.). Исключение составляют способы преобразования сейсмозаписей преломленных волн, такие, например, как суммирования по общей глубинной площадке, в которых, в основном, используются процедуры обработки.

Исследования методом преломленных волн используются для регионального изучения территорий, изучения строения земной коры, а также для решения различных инженерных задач применительно к строительным, геотехническим, гидрогеологическим, экологическим, археологическим исследованиям, поискам твердых полезных ископаемых и пр.

С помощью МПВ осуществляется картирования поверхности коренных пород, уровня грунтовых волн, границ раздела в земной коре и многое другое. В существенно меньших объемах проводятся работы МПВ для поисков ловушек нефти и газа. Сокращение объемов работ МПВ применительно к решению таких задач, как региональное изучение территорий и поиски ловушек нефти и газа началось после того, как для регионального и детального изучения геологического строения территорий стал применяться более точный и эффективный МОГТ.

В настоящее время МПВ широко используется при малоглубинных инженерных исследованиях. Довольно часто он применяется при морских сейсмических работах. Особое место занимает использование преломленных волн, регистрируемых в первых вступлениях при работах МОГТ, для определения статических поправок.

Стандартные классические способы интерпретации данных метода преломленных волн, реализованные в различных программах и представляющие собой различные модификации способа То (способ временных задержек, способ сопряженных точек, способ плюс-минус и др., а также способ полей времен, справедливы при допущении, что среда описывается слоистой моделью, дневной рельеф и преломляющие границы характеризуются спокойным рельефом и углы наклона последних невелики (не превышают 20 градусов) и, что в пределах каждого слоя скорость не изменяется по вертикали, хотя может изменяться по латерали.

Появление быстрых и мощных компьютеров привело к развитию различных методов сейсмической томографии и созданию соответствующего программного обеспечения. Сейсмическая томография применима для более сложных скоростных моделей, в которых скорость может изменяться в среде, как по вертикали, так и по горизонтали и нет ограничений на формы рельефа дневной поверхности и углы наклона преломляющих границ. Однако следует иметь в виду, что для использования томографического подхода, с целью обеспечения достаточной точности решения обратной задачи, при проведении полевых работ необходимо использовать более плотные системы наблюдений (с большим количеством пунктов возбуждения, небольшим шагом ПВ и ПП и наличием встречных и нагоняющих годографов), чем те, которые применяются при стандартных работах МПВ, предполагающих использование классических способов интерпретации.

Применение при работах МПВ, с целью решения региональных и поисковых задач, систем наблюдений, которые бы обеспечили необходимую точность построений при использовании томографического подхода, привело бы к существенному многократному увеличению стоимости таких работ и большим затратам машинного времени. По этой причине основное применение томография на преломленных волнах получила при малоглубинных сейсмических работах, а также при определении статических поправок по преломленным волнам, регистрируемым в первых вступлениях на сейсмозаписях МОГТ.

Именно на решение таких задач нацелено современное программное обеспечение, реализующее томографический подход к интерпретации. Для решения обратной задачи при использовании томографического подхода используются достаточно сложные математические алгоритмы. Для реализации томографического метода необходима начальная скоростная модель. Как правило, исходная скоростная модель строится с использованием классических способов решения обратной задачи. Принципиальный алгоритм сейсмической томографии включает интерактивное трассирование лучей через модель, сравнение рассчитанных времен пробега по лучам на каждой итерации с наблюденными, корректировку скоростной модели и повторение процесса до тех пор, пока разница между указанными значениями времени окажется минимально возможной.

Скоростная модель задается в виде сетки со значениями скорости в каждой ячейке. Задача состоит в нахождении минимального времени пробега волны между источником и приемником для каждой пары источник-приемник. Это достигается путем решения, учитывающего длину путей пробега волны по лучам и значений скорости (обратной величины скорости) в каждой ячейке. Так как они неизвестны, решение ищется итеративным путем с использованием различных математических подходов и критериев. Применительно к задачам, для решения которых в настоящее время используется МПВ, создается и развивается соответствующее программное обеспечение.

Современные программные средства для интерпретации данных метода преломленных волн, как отечественного, так и иностранного производства, которые рассматриваются в обзоре, по реализуемым в них методическим подходам, можно подразделить на следующие основные типы, в которых используются:

1. различные модификации классического подхода;

2. сейсмическая томография;

3. сочетание сейсмической томографии и классических способов;

4. метод однородных функций;

5. метод общей глубинной площадки (ОГП-МПВ).