АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ

2006

Содержание

1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ.

Система предназначается для решения двух классов задач. Во-первых,

она предназначена для обработки данных любых геофизических методов (как

сейсмических,так и радиоволновых), предусматривающих просвечивание иссле-

дуемых сред различными типами волн. Желательна организация перекрестных

систем наблюдений, хотя выполнение этого требования не влияет на ра-

боту системы, а сказывается только на получаемых результатах. Во-вторых,

система предназначена для интерпретации данных продольного сейсмического

профилирования методом преломленных волн (МПВ), при наличии встречных (а

также, желательно, нагоняющих) годографов.

В настоящий момент система включает из шесть модулей. Модуль TWRK

используется для работы с исходными сейсмограммами, при решении задач

обоих классов (как просвечивания так и МПВ). Модули TGEO, TPRE, TALG и

TSEC используются для решения задач просвечивания (расчета геометрии,

предобработки амплитуд, томографического восстановления/обращения и визу-

ализации). Модуль TGOD используется для интерпретации данных МПВ.

Для облегчения вашей работы текущая информация о конкретной задаче

(которая включает в себя множество файлов описания геометрии, данных и

сечений, а также параметров обрабготки) хранится и постоянно обновляется

в так называемом файле задачи с расширением *.TOM (по умолчанию использу-

ется файл GEOTOMO.TOM).

Модуль TWRK предназначена для обработки исходных сейсмограмм, по-

лученных на различных типах сейсморегистрирующей аппаратуры и в сейсмиче-

ских системах обработки. Также модуль может производить моделирова-

ние сейсмограмм проходящих волн, по данным, полученным модулем TALG. В

существующей версии модуль позволяет производить ручное,полуавтомати-

ческое и автоматическое определение времен прихода волн, и автоматичес-

кий расчет их амплитудных характеристик.

Модуль TGEO предназначена для расчета геометрии наблюдений, для

использования этой информации модулем TWRK, и для полного описания ге-

ометрии получения данных, подготовленных предварительно пользователем.

Также модуль производит формирование картины распределения лучей в

просвечиваемой среде для построения такого изображения на принтере с

помощью программы PLOT ( системы Surfer фирмы Golden Software).

Модуль TPRE использует результаты работы TGEO или TWRK, для пере-

счета амплитуд сейсмических или электромагнитных волн в коэффициенты пог-

лощения-рассеяния, "экранирования" или амплитуды, нормированные к средней

длине лучей в среде, для использования их модулем TALG.

Модуль TALG осуществляет томографическое восстановление сечения сре-

ды - оценку распределения по исследуемому сечению среды физических пара-

метров, соответствующих исходным данным, полученным в ходе работы моду-

лей TGEO, TWRK и TPRE. Также позволяется производить "разброс" по сечению

некоторых фиктивных параметров, определяемых по полученным данным мо-

дулем TPRE, или заданных пользователем. Также, модуль может произво-

дить моделирование амплитуд волн просвечивания и их времен прихода - для

дальнейшего моделирования модулем TWRK и последующей обработки (таким

образом, возможно решение как прямых, так и обратных задач просвечива-

ния).

Модуль TSEC обеспечивает визуализацию полученных сечений, их допол-

нительную обработку и редакцию. C его помощью возможны просмотр сечений

на экране дисплея в виде тоновой карты и перенос этого изображения на

принтер. Модуль позволяет производить сглаживание сечений и их диффе-

ренциацию - для улучшения "читаемости" картины или выделения интересую-

щих геологических объектов, а также - ручное редактирование изображаемо-

го сечения на экране дисплея.

Модуль TGOD предназначен для интерпретации годографов головных (пре-

ломленных) сейсмических волн и задания сейсмических границ. С его

помощью Вы можете интерпретировать данные продольного профилирования ме-

тодом преломленных волн по различным схемам нагонений или перекрытий с

интерактивной редакцией исходных данных и промежуточных результатов ин-

терпретации. Также, он позволяет Вам задавать описания сейсмических гра-

ниц для использования их модулем TGEO.

Система предусматривает поэтапную обработку данных различными моду-

лями, в требуемым соответствии с графом обработки – в рамках схемы взаи-

модействия модулей приведенной на Рис 1.1. На каждом этапе, при запуске мо-

дуля, требуется указать параметры обработки, включая имена входных и вы-

ходных файлов. По завершению работы каждого модуля, параметры сохраняются

в выбранном файле задач (с расширением *.TOM или GEOTOMO.CFG), доступном

для чтения и редактирования любым текстовым редактором. Файл задачи

может быть распечатан на принтер стандартными средствами в качестве

протокола работы.

Система предусматривает специальную систему обозначений типов (рас-

ширений) файлов данных. Несоблюдение правил этой системы могут приводить

к сообщениям "СТРАННЫЙ ТИП ФАЙЛА.". Вообще, существует четыре группы

типов файлов данных:

1) Файлы описания геометрии возбуждения и приема, а также файл

описания сейсмическизх границ (*.CHM, *.SUR, *.WEL и *.DEP).

2) Файлы *.G* - для описания расположения пунков возбуждения и при-

ема геометрии наблюдений и исходных данных,подготавливается поль-

зователем с помощью стандартных средств экранного редактиро-

вания. К этому же типу относятся файлы типа *.PRO (для ввода дан-

ных из файлов формата LAS).

3) Файлы *.R* - для описания лучей и данных, может быть создан

модулями TGEO, TWRK и TALG или вручную, хотя последнее вряд ли

будет удобно.

4) Тип *.S* - файл сечения, получаемый в результате работы модулей

TALG и TSEC. Такой файл может быть создан и вручную - для задания

желаемого сечения при моделировании, или для других целей.

5) Тип *.TRС - файлы с таким расширением содержат непосредственно

записи волнового поля в одном из допустимых форматов записи -

СЦС-3, COMMAND, SEG-Y и ряда других.

Для описания условий расположения используемых источников и приемни-

ков предусмотрены различные типы файлов описания геометрии наблюдений

(группа 1 указанная выше), с соответствующими расширениями:

*.CHM - файл описания пространственной геометрии субвертикальных,

пробуренных с поверхности скважин по данным инклинометрии. Используется

при межскважинном просвечивании или прозвучивании;

*.SUR - файл описания произвольного профиля по его точкам излома в

трехмерном пространстве. Используется при контурном просвечивании

проходящими (прямыми) или головными волнами. Также служит для описания

геометрии профиля наблюдений методами отраженных или преломленных волн.

*.DEP - файл описания сейсмических границ - образуется в результате

работы модуля TGOD. Представляет интерес сам по себе, как результат

интерпретации данных метода преломленных волн и используется модулем

TGEO при расчете геометрии хода лучей головных или отраженных волн.

*.WEL - файл описания пространственной геометрии субвертикальных,

пробуренных с поверхности скважин по данным инклинометрии (применяется

только при вводе данных в формате LAS).

При указании расширений файлов групп 2-4, за первой буквой указанных

выше (2-4) расширений должно следовать указание типа содержащейся в соот-

ветствующем файле информации. Различными модулями допускаются следующие

кодировки типа информации:

*.*AM - амплитуды сейсмических или электромагнитных волн;

*.*AN - нормированные к средней длине лучей амплитуды волн;

*.*AF - коэффициенты поглощения-рассеяния этих волн в среде;

*.*AC - коэффициенты "экранирования" электромагнитных волн;

*.*TM - времена прихода или временные задержки волн в миллисекундах;

*.*VL - скорости сейсмических волн в метрах в секунду;

*.*RL - относительная густота распределения лучей по сечению;

*.*FM - зарезервировано для преобладающей частоты волн, в принципе,

может быть использовано для любых произвольных данных.

Также, для записи волнового поля в спектральном представлении пре-

дусмотрены файлы с расширением *.RSP. Такие файлы создаются в результате

спектрального анализа модулем TWRK, и могут существовать как в

обычном, текстовом, так и в двоичном (закодированном) виде. Если файл

имеет двоичный вид, то все операции с ним производятся быстрее, но он

будет непонятен Вам при просмотре его в текстовом виде. Текстовый-же файл

может быть создан или изменен в любом текстовом редакторе, но скорость

его чтения-записи будет невысокой.

Кроме того, для обеспечения возможности вывода получаемых в резуль-

тате обработки сечений с помощью программного комплекса Surfer фирмы

Golden Software, предусмотрены форматы файлов *.BLN, *.DAT и *.PLT,

которые в данном документе не описываются. Файл типа *.BLN образуется

модулем TGEO и содержит описание контура просвечиваемого сечения. Файлы

типа *.PLT могут быть получены модулями TGEO и TGOD и содержат в себе

описание соответствующих изображений для вывода их на принтер или

плоттер.

На рисунке ниже приводится схема того, какие файлы служат входными

и выходными для различных модулей.

Рис.1.1. Структура связей модулей и файлов

по типам входных и выходных данных.

Одни файлы содержат в себе непосредственно данные - полученные по

исходным сейсмограммам или каким-либо другим способом, а также

результаты их томографической обработки. Другие файлы содержат в себе

только описание геометрии имеющихся данных. На приведенном ниже рисунке

показано, как связаны между собой файлы различных типов, содержащие в

себе информацию о различных параметрах. На рисунке не приводятся файлы,

описывающие данные непосредственно о волновом поле во временной (*.TRC)

или частотной (*.RSP) областях.

Рис.1.2. Схема образования файлов различных типов с

исследуемыми различными параметрами.

Следует заметить (обозначено пунктиром), что при использовании дан-

ных в формате файлов PRO, могут быть получены как времена (для файла RAM)

так и амплитуды (для файла RTM). Также, при использовании данных в фор-

мате файлов PRO, описание геометрии производится посредством файлов фор-

мата WEL.

Следующий рисунок дополняет предыдущий, показывая каким образом мо-

дуль TWRK позволяет определять времена прихода сейсмических волн и их ам-

плитуды в двух вариантах. Во-первых, используя описание пунктов приема и

возбуждения в файле GEO, можно получить времена и амплитуды в файлах GTM

и GAM (соответственно). Во-вторых, используя описание лучевой геометрии

в файле RAY, можно получить времена и амплитуды в файлах RTM и RAM (соот-

ветственно).

Рис.1.3. Схема формирования файлов при работе с программой TWRK.

В системе имеются ограничения на объем исходных данных, описан-

ные в следующей таблице.

Табл.1.1

	Демонстрационная версия	Лицензионная версия
Общее количество лучей	500	16000
Общее количество пунктов возбуждения	50	500
Количество пунктов приема в расстановке	12	500
Количество точек описания геометрии	100	1000
Количество пунктов по профилю	100	1000
Количество отсчетов в сейсмотрассе	256	1024

В том случае, если объем реальных данных не вписывается в ограниче-

ния, можно обрабатывать данные по частям. Например, в случае томографи-

ческого восстановления можно разбить массив лучей на стадии подготовки

на несколько частей и получать желаемое сечение по частям. В случае

интерпретации данных метода преломленных волн, можно разделить исходные

времена по участкам профиля и обрабатывать различные участки профиля по

отдельности.

Возможно, в процессе работы Вам придется столкнуться со "сбойными"

ситуациями - зависанием программы, появлением непонятных сообщений. Мы

будем признательны Вам за все сведения о подобных ситуациях и просим пре-

доставлять файлы исходных данных и копии экрана на момент "сбоя" или "за-

висания".

Информацию о проблемах и пожеланиях просьба направлять в компанию

ITSO, по телефону +7-913-925-0058 (г.Новосибирск) или электронной почте