Обработка данных методом преломленных волн - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Обработка данных методом преломленных волн

а рис. 8 изображены только те фронты, которые соответствуют волнам, приходящим первыми (все последующие вступления для простоты исключены из рассмотрения). В интервале между источником S и точкой выхода преломленной волны С в первых вступлениях наблюдается прямая волна. Вправо от С первой приходит волна, преломленная на первой границе, но вправо от G ее обгоняет волна, преломленная на более глубокой границе.

Две системы волновых фронтов, соответствующие прямой волне и волне, преломленной на первой границе, пересекаются

Рис. 7. Построение волновых фронтов.

вдоль пунктирной линии ABC; эта линия, названная Торнбергом кривой совпадения времен, проходит через точки, где пересекающиеся волновые фронты характеризуются одинаковым временем. DEFG -- кривая совпадения времен для более глубокой границы. Кривые совпадения времен касаются преломляющих границ в точках А и D, где угол падения луча достигает критического значения, а точки, в которых кривые совпадения времен пересекают поверхность, отличаются резким изменением наклона годографа.

Поскольку кривая совпадения времен касается преломляющей границы, положение последней можно найти, если есть данные по одному профилю плюс некоторые дополнительные данные, например ее наклон, глубина, критический угол, или же данные еще по одному профилю (не обязательно встречному), так как в этом случае есть две кривые совпадения времен и преломляющая граница является для них общей касательной.

Если есть данные по встречным профилям, построение волновых фронтов позволяет реализовать изящный метод построения преломляющей границы. Суть метода ясна из рис. 9,

Рис. 9. Кривые совпадения времен.

на котором показаны два волновых фронта MCD и РСЕ, построенных из точек А и В и пересекающихся в промежуточной точке С. Очевидно, что сумма времен пробега от А и В до С равна взаимному времени tr для пунктов взрыва А и В. Если построить два волновых фронта по годографу, не зная положения преломляющей границы RS, они будут выглядеть как MCN

Рис. 9. Построение преломляющей границы по точкам пересечения волновых фронтов.

и PCQ, а не как MCD и РСЕ. Следовательно, если начертить пары волновых фронтов из А и В, таких, что сумма времен пробега равна tr, преломляющая граница будет проходить через точки пересечения соответствующих пар волновых фронтов на рис. 9.

б) Метод «плюс-минус» Хагедорна. В методе «плюс-минус» Хагедорна применяется построение, сходное с вышеописанным. Когда преломляющая граница горизонтальна, пересекающиеся волновые фронты, проведенные с интервалом мс, образуют ромбовидные фигуры (рис. 10), горизонтальные и вертикальные диагонали которых равны V2 и V1/cos соответственно. Если сложить два значения времени пробега на любом пересечении и вычесть t0, то полученный результат (значение «плюс») будет равен нулю на преломляющей границе,

Рис. 10. Интерпретация по методу «плюс-минус:

+2 на горизонтальной прямой, проходящей через предыдущий ряд значений по вертикали над теми пересечениями, которые определяют преломляющую границу, +4 на следующей линии пересечений вверх по разрезу и т. д. Поскольку расстояние между каждой парой соседних линий составляет V1/cos, для построения преломляющей границы можно использовать любую из «плюс»-линий. Разность между двумя временами в точке пересечения называется значением «минус»; она постоянна вдоль субвертикальных линий, проходящих через пересечения волновых фронтов. Расстояние между последовательными «минус»-линиями, как следует из рис. 10, составляет V2; благодаря этому можно непрерывно контролировать значение V2. Несмотря на то что наклон границы изменяет приведенные соотношения, в случае небольших углов наклона искажения достаточно малы; поэтому считается, что «плюс»-линии остаются параллельными преломляющей границе, а «минус»-линии не сходятся и не расходятся по отношению друг к другу.

в) Графический метод Хейлса. Графические способы очень удобны для решения многих задач интерпретации в методе преломленных волн. При аккуратном выполнении графические построения обычно позволяют быстро получить решение с требуемой точностью, и ими удобно пользоваться, так как интерпретация отличается наглядностью.

Метод Хейлса полезен в тех случаях, когда заметно меняется глубина преломляющей границы; такая ситуация часто связана с изменениями скоростей в покрывающей толще, а также граничных скоростей. Для применения этого метода нужны встречные годографы. Сущность его в использовании сопряженных точек, скажем А и В (рис. 11, а), расположение которых соответствует общей точке Q отхода волны от границы; при этом глубина и наклон преломляющей границы заранее не известны. Сначала мы опишем процесс интерпретации, а затем докажем сделанные предположения.

На данной паре встречных годографов, подобных приведенным на рис. 11, б, выбираем произвольную точку В, в которой время прихода волны равно tRB. Точка К определяется соотношением KB = tr -- tRB. Прямая, проходящая через К под углом = arctg(V1sin), отсекает на встречном годографе время tSA в положении А, которое является точкой на встречном профиле, связанной с той же точкой на преломляющей границе (Q на рис. 11, а), что и В. Теперь можно определить время t' и расстояние x'(рис. 11, б) по встречному годографу. Проводим прямую через А под критическим углом (рис. 11, в), которая пересекает в точке С перпендикуляр, восстановленный в середине отрезка АВ. Затем проводим дугу радиуса = V1t'/2cos. Преломляющую границу строим как огибающую дуг, проведенных таким путем. Угол , введенный выше, не точно равен углу ', но, как будет показано, этой ошибкой можно пренебречь.

Чтобы доказать провильность построений этого метода, рассмотрим треугольник AQB (рис. 11, г), где Q -- точка преломления. Преломленные волны, распространяющиеся от R до В и от S до А (рис. 11, а), отходят от преломляющей границы в точке Q. Проведем окружность через точки A, Q и В, после чего значения ряда углов можно выразить через критический угол и угол наклона границы . Расстояние CQ = можно найти, если учесть, что

Ho AN = CN tg = CG tg = BG; подставив эти значения в выражение для cos, получим

Рис. 11. Графический метод Хейлса. а --две сопряженные точки приема А и В, имеющие общую точку Q отхода волны от границы; б -- геометрические свойства точек годографов, соответствующих пунктам приема А и В (вспомогательные линии построений показаны пунктиром); в -- геометрические построения для определения точки Q; г -- геометрические свойства окружности, проходящей через точки А, В, Q; д -- влияние ошибки в определении х' в п. б.

Из рис. 11, а ясно, что

следовательно,

Далее,

Углы = arctg(V1sin) и ' = arctg(x'/t') равны, если = 0. Если 0, то ' > , поэтому точка A будет сдвинута в сторону точки В на расстояние х', tSA и t' уменьшатся на величину t', a будет меньше на . На основании рис. 11, д, имея в виду, что t'/x' = наклон годографа = sin (+)/V1 (для годографа, полученного по падению границы), запишем:

Точка С, от которой откладывается расстояние , также сдвинется в положение С (рис. 11, д):

это расстояние равно точно . Следовательно, если сместить точку преломления по восстанию границы на величину х'/2, можно скомпенсировать влияние, обусловленное наклоном границы.

Метод Хейлса требует знания V1 и V2 для вычисления . Изменения V2 можно учесть, рассчитывая V2 по наклонам соответствующих годографов в точках В и А (обычно достаточно аппроксимировать положение А). Изменения V1 с глубиной (обычно увеличение с ростом глубины) можно учесть путем итеративных расчетов.

Обработка и интерпретация данных МПВ в системе RadExPro

Принципы построения преломляющей границы
При интерпретации данных МПВ определяется положение преломляющей границы и значение граничной скорости (скорости в подстилающей толще, при условии однородности этой толщи).

Скорость в покрывающей толще (средняя скорость) по годографам преломленных волн не определяется. Её значение можно найти по годографу прямой волны

или при построении преломляющей границы можно использовать значение средней скорости, полученное по другим данным (MOB, CK). Обычно покрывающая толща предполагается однородной, поэтому, если значение Vср определялось в нескольких точках профиля, то при интерпретации берут осредненное ее значение.

Если преломляющая граница горизонтальная, то граничная скорость VГ определяется непосредственно по наклону годографа головной волны

а глубина границы - по точке пересечения продолжения годографа с осью времен (согласно уравнению годографа)

, (8)

Однако на практике нужно иметь такой способ, который позволяет строить преломляющую границу при более широких допущениях. Наиболее распространенным является способ ta.

Условия применения его следующие:

1) радиус кривизны преломляющей границы значительно больше глубины ее залегания (граница "достаточно гладкая");

2) граничная скорость изменяется плавно;

3) проникание лучей во вторую среду отсутствует;

4) покрывающая толща однородная, скорость в ней известна.

Причины указанных ограничений будут ясны при выводе основной формулы способа, где можно сделать и их количественную оценку. Построение границы по способу t0 возможно только на тех участках профиля, где имеется два встречных годографа. Наблюдения должны быть проведены по 4-х точечной системе. Используя нагоняющие годографы, прямой и обратный годографы головной волны можно достроить в «мертвой» зоне. Полученные сводные годографы Г1 и Г2 увязываются между собой во взаимных точках, где время равно Т (рис. 12).

Вывод основной формулы. Времена прихода t1 и t2обеих преломленных волн в произвольную точку наблюдения S(x), если учитывать ход лучей на рис. 12 (проницание отсутствует), определяется соотношениями:

Откуда

(9)

Рис. 12. К выводу основной формулы способа t0.

Опустим из точки S перпендикуляр SC на границу R . Принимая во внимание сделанные допущения, получаем

Учитывая далее равенства (8) и (9),

(10)

Следовательно, если в точке S(x) известны времена t1 и t2 по встречным годографам, а также взаимное время Т, то можно вычислить время t0(x) в этой точке.

Эхо-глубину h, до преломляющей границы можно записать в виде

, (11)

где

Для вычисления коэффициента k следует предварительно определить граничную скорость VГ. Составим разностный годограф

Страницы: 1, 2, 3, 4