4.1. Введение
advertisement
Введение. Актуальность работы. К настоящему применения задач тех времени или накоплен иных сейсморазведки, методов большой решения основанных на опыт обратных интегральной геометрии, в задачах сейсмического просвечивания и называемых методами лучевой сейсмической томографии или сейсмотомографии. использования различных Известно указанных прикладных скоростных или сейсмических много примеров для решения методов задач путем амплитудных волн и обращения характеристик получения сечений соответствующих параметров геологической среды. Важность практического развития этих методов определяется их потенциалом в обнаружении и изучении таких сейсмогеологически коренные месторождения неструктурные ловушки инженерной геологии Благоприятные по залежи, газа, объекты для (сейсмотомографии) а сейсмических целому использования изометричной объектов, их и как или техногенного происхождения. зачастую перечисленных отклонением нефти томографии обусловлены объектов, алмазов, рудные предпосылки сейсмической среды сложных ряду также свойств упругих формой комплексным от вмещающей параметров и структурных особенностей. Однако, комплексный в настоящее подход сейсмотомографических интерпретации их к время постановке исследований, результатов. отсутствует и проведению обработке Отсутствует и четкое представление о границах лучевой сейсмотомографии. обеспеченность области Недостаточна методическая имеющихся алгоритмов практического использования. разработки применимости полноценного для их Налицо - необходимость методико-алгоритмического комплекса сейсмических исследований, основанного на сейсмотомографическом подходе, а также апробация его для различных классов сейсмогеологических моделей. Цель работы. Целью работы комплекса данных, алгоритмами лучевой интерпретацию Комплекс исследования с обработку сейсмической поглощающих параметров характеристик и и обработки. сейсмических распространения может и должна производиться кинематических данных одновременные помощью разных типов законами получение томографии результатов прямых, отраженных и головных. По волн апробация этих обеспечивать различными и включающего полученных должен с разработка исследований, сейсмических волн является среды, - каждому типу оценка как так рассеивающих и ее свойств. Также, должны быть определены предельные условия для применимости метода. Задачи исследования. Задачами исследования являлось следующее: 1) Выработка решению обратной позволяющего амплитудные унифицированного задачи обрабатывать и как спектральные подхода к сейсмотомографии, временные, так и характеристики сейсмических волн. 4 2) Разработка методики специальной предварительной обработки полевых данных, полученных по различным геометрическим схемам наблюдений, к виду, допускающему применение сейсмотомографического подхода. 3) Выбор набора известных и построение новых алгоритмов, позволяющих решать как качественные, так и количественные задачи сейсморазведки при минимальных счетных затратах. 4) ряде Апробация применимости сейсмотомографии на различных сейсмогеологических моделей, представляющих практическую значимость. 5) Определение границ применимости лучевого подхода в задачах сейсмического просвечивания. Научная новизна. 1) Разработан унифицированный подход к обращению различных характеристик сейсмических волн методом лучевой сейсмотомографии. 2) Получены уравнения полей времен для задачи сейсмического просвечивания отраженными волнами в общем случае для наклонных границ. 3) Построены алгоритмы, соответствующие алгоритмам свертки обратной проекции в классической полноракурсной применительно томографии к с геофизической равномерным томографии шагом, с малым числом ракурсов, неравномерным шагом наблюдений и разреженной сетью дискретизации. 4) Проведена апробация комплексного восстановления скоростных и поглощающе-рассеивающих 5 свойств среды на ряде различных сейсмогеологических моделей. 5) Получены позволяющие оценить сейсмотомографии экспериментальные данные, применимость лучевой и методов искажения возникающие за границами области ее применимости. Практическая значимость. 1) Получена методика, позволяющая для различных видов сейсмических исследований получить данные, пригодные для обработки методами лучевой сейсмотомографии по ряду характеристик сейсмических волн, с восстановлением различных сейсмических свойств среды. 2) Результаты позволяют сделать апробации на различных моделях выводы применимости лучевых сейсмотомографических о исследований и условиях их проведения в различных сейсмогеологических условиях. 3) Данные дифракции физического позволяют моделирования оценить условия явлений применимости лучевого подхода и характер искажений, возникающих за пределами его применимости. Защищаемые положения. 1) Возможно использование универсальных интегральной формулы и геометрической постановки для выведения алгоритмов обращения, к которым могут быть сведены различные типы геометрии сейсмического просвечивания, различные параметры среды и волновые характеристики. 2) Для реализации томографического подхода применительно к данным метода отраженных волн, может 6 использоваться волн, как обобщенное для поле времен горизонтальных, отраженных так и для негоризонтальных отражающих границ. 3) При использовании амплитуд сейсмических волн для восстановления поглощающих и рассеивающих свойств среды, позволяющая может оценить источника в использоваться относительную пунктах методика, интенсивность возбуждения сейсмических колебаний. 4) Для локализации объектов, могут алгоритмы, так свертки сейсмически использоваться и алгоритмы, обратной проекции, геометрии сейсмических аномальных как итерационные аналогичные методу адаптированные наблюдений, а к также упрощенные алгоритмы типа суммирования сигналов по точкам среды. 5) Совместная сейсмических волн обработка с восстановлением поглощающе-рассеивающих различных алгоритмов времен свойств делает и амплитуд скоростных среды с и помощью сейсмотомографические исследования более информативными и достоверными. 6) Применимость ограничивается размерами лучевого подхода исследуемых объектов, существенно меньшими, чем радиус первой зоны Френеля и сопряжена с неоднозначностью разделения скоростных и поглощающе-рассеивающих аномалий для объектов, размеры которых сопоставимы с радиусом первой зоны Френеля. 7 Фактическая основа. Фактическую результаты основу диссертации исследований, составляют выполненные автором в течении 1986-1987 гг. в отделе рудной сейсморазведки ВИРГ НПО "Рудгеофизика" Мингео СССР, в течении 19871989 в отделе рудной геофизике ЗабНИИ Мингео СССР, в течении 1989-1993 на кафедре геофизики Читинского политехнического института, в течении 1993-1997 в отделе геофизики АО "СТС", г.Чита. Физическое моделирование проводилось на установке отдела рудной сейсморазведки расчеты по выполнялись ВИРГ решению на 8086/286/386/486. были НПО получены "Рудгеофизика". прямых ЭВМ исследовательских обратных ЕС-1033, Полевые в и Численные ДВК-3, экспериментальные производственных организациях, и где задач IBM-PC данные научно- производилось внедрение разрабатываемой методики и созданного на ее основе пакета прикладных программ. Апробация. Результаты диссертационной работы докладывались на IV Всесоюзном томографии симпозиуме (Ташкент, по вычислительной 1989г.), V Всесоюзном симпозиуме по вычислительной томографии (Звенигород, 1991г.), Международном научно-техническом совещании по геотомографии конференции коры" (Апатиты, "Геофизические (Новосибирск, 1992), методы 1997г.). В Всероссийской изучения ходе земной выполнения работы проведено внедрение описываемой методики и реализующего ее пакета прикладных программ "Геотомо" в Баженовской геофизической экспедиции (Свердловская 8 область), Институте горного дела им.Скочинского (г.Москва), НИИ Атомпроект (г.Москва), НИИ Галургии (Белорусия), Ботуобинской (г.Мирный), геофизической ВНИИГЕОЛНЕРУД экспедиции (г.Казань), ряде геофизических экспедиций на Украине, в Казахстане и Приморском крае. Публикации. По теме работ и 8 диссертации тезисов опубликовано 5 печатных докладов. Структура и объем. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии по теме диссертации. Общий объем работы 127 страниц, количество иллюстраций 19, список литературы содержит 49 наименований. Благодарности. Автор выражает руководителям Михайловичу, Марту исследования Зеленяку Ефимовичу; стоявшему искреннюю у Лаврентьеву Тадею Караеву истоков признательность: Ивановичу Назиму работы; и Михаилу Романову Алигейдаровичу, Меньшикову Юрию Петровичу, поддержавшему работы по созданию пакета программ "ГЕОТОМО"; Гику Леониду Давидовичу, оказавшему моральную поддержку и помощь в постановке физического моделирования, представлении организации результатов; расчетов Гольдину и Сергею Васильевичу, помогавшему автору советом и ценными критическими Дмитриевичу замечаниями; и Новикову Рубану Александру, Анатолию настоявшим на необходимости документирования алгоритмов. 9 1. Метод сейсмотомографии и условия его применения. 1.1. Условия применения сейсмотомографии. Метод сейсмической томографии может быть рассмотрен как средство эффективного изучения земных недр с помощью сейсмических волн применительно к самому широкому кругу геологических задач. Однако, наибольшая эффективность может быть обеспечена при изучении таких геологических объектов, размеры которых меньше базы наблюдений, или так называемых локальных неоднородностей (ЛН) геологического разреза [15,16,18]. К задаче поиска неоднородностей обнаружения и могут и разведке быть изучения локальных сведены коренных проблемы месторождений алмазов, рудных залежей, неструктурных ловушек нефти и газа, объектов инженерной геологии или техногенного происхождения [4,5,15,16]. Благоприятные сейсмической предпосылки томографии для использования обусловлены зачастую изометричной формой перечисленных объектов, а также комплексным отклонением их сейсмических свойств от вмещающей среды по целому ряду упругих параметров и структурных особенностей. Во всех случаях, следует предполагать первоочередное значение сейсмического метода, как структурного. Но при этом на первый план выходит не столько структурное расчленение самого разреза, 10 сколько определение пространственного расположения и ориентации непосредственно расчленение их искомых внутренней объектов, структуры и оценка интегральных сейсмических свойств. Поставленной задаче алгоритмический исследований, подходе. методико- комплекс основанный Комплекс исследования типов отвечает на сейсмотомографическом предполагает с помощью сейсмических геометрическими сейсмических трех геометрических с различными волн законами одновременные распространения - прямых, отраженных, головных и дифрагированных. каждому как типу волн может кинематических поглощающих и Также этом волны различной физической поперечные, оценка параметров среды, так и ее характеристик могут производиться По рассеивающих использоваться свойств. сейсмические природы (продольные, поверхностные). Особенно важно следующее. 1. видам задачу Комплексные волн физическим поисков надежной, 2. и Для организации исследования и разведки по различным параметрам делают кимберлитовых тел помехоустойчивой и объективной. проведения полевых исследований наблюдений унифицированной методике, от привычной по в единой практически неотличимой массовой методики перекрытий достаточно профильном, многократных площадном или широкопрофильном вариантах. 3. вместе, Все так типы и волн могут раздельно, на использоваться любых как этапах 11 геологоразведочных работ (поисков или разведки), и при любой геометрии наблюдений (профильной или объемной). 4. Ключевым, оказывается во всех проведение исследований по геометрией наблюдений, привлечение случаях, истинно комплексных различным типам волн а априорной с различной также - геолого-геофизической информации. 1.2. Состояние вопроса. Последние ряд исследованиях различными лет широко типами в геофизических применяется просвечивание волн по схемам наблюдений с многократным перекрытием. То есть, не только каждому источнику колебаний соответствует ряд но и для каждого соответствующих приемников, приемника можно выделить ему пунктов возбуждения. набор Таким образом, полученные данные содержат в себе некоторую избыточность, которая позволяет: на более уверенно прослеживать волны исходных сейсмограммах; - сделать результаты интерпретации более устойчивыми к наличию помех; - использовать для интерпретации вычислительной томографии количественного решения (ВТ), обратных алгоритмы для задач непосредственно по полученным данным. Детальное рассмотрение различных вычислительной томографии имеется Базовым, при решении обратных алгоритмов в работе [46]. задач, является 12 алгоритм обратного проецирования (ОП) [4,12,13,46]. Практически грубую в он позволяет оценку распределения исследуемой среде. произвести лишь физических свойств Для восстановления свойств среды с большей разрешающей способностью существует, в целом, два алгоритмов (СОП), подхода. типа алгоритмы в связанной использование обратной Как меньшей исходных итерационное большую устойчивости АИВ более данных геометрией проекции показано имеют алгоритмы с - алгебраическое СОП при очередь, помехам (АИВ). типа способность свою свертки второй восстановление Первый и в разрешающую решения. В устойчивы к некорректности, системы наблюдений. алгоритмы АИВ обычно не позволяют получить с необходимым разрешением. реализацией АИВ при подробно освещены долгое СОП, в время Проблемы, в связанные с задач, обзорах [4,13]. Однако, по будут обсуждены ниже), геофизике не Но сечения решении геофизических ряду причин (которые типа [46], практически находили. В методы применения данной работе представлено описание двух алгоритмов этого типа и приводятся использованием результаты их программной тестирования, системы с "ГЕОТОМО-90", разработанной автором. 1.3. Особенности геофизической томографии. Использованием алгоритмов ВТ в геофизике имеет ряд важных особенностей: 13 - большое разнообразие возможных схем просвечивания; - нерегулярность всех применяющихся схем; - необходимость определения специальных процедур исследуемых физических параметров до использования алгоритмов ВТ; - рефракция сейсмических лучей, приводящая к их отклонению от прямолинейных траекторий; - дифракция сейсмических волн на локальных неоднородностях среды; волн различные и типы возможность используемых использования сейсмических восстановления различных их параметров, характеризующих различные свойства среды; - разнообразие методологических подходов в рамках томографического метода к решению прямых и обратных зада. Рассмотрим перечисленные особенности отдельно. 1.3.1. Разнообразие возможных схем просвечивания. С точки зрения выбора алгоритмических схем для решения обратных выделить Это, задач, четыре во-первых вертикальное типа - годографа просвечивание [13,45]. кроме можно схем просвечивания [4,13]. сейсмическое непродольное общем, межскважинное обращенного когда, в просвечивание всего просвечивание, профилирование, и метод межвыработочное Во-вторых, это головными волнами, прочего, учитывать прохождение сейсмического луча необходимо в среде, 14 покрывающей преломляющую границу это просвечивание волнами [4]. В-третьих, рефрагированными или головными [1,13,41,42]. И, наконец, в-четвертых, это сейсмическая отражательная использующая волны, томография отраженные от (СОТ), известных "реперных" горизонтов [4,18,38]. Большие различия в методиках наблюдений и формах получаемой проблематичным использование же алгоритмов. Тем не полевых информации делают для них одних менее, и тех представляется возможным разработка таких методов предварительной обработки различных сейсмических данных, что в итоге можно будет обрабатывать данные для всех перечисленных схем. В настоящей работе обсуждаются алгоритмы подобной обработки применительно ко всем названным схемам, рефрагированными обработка за исключением волнами (хотя соответствующих просвечивания и возможна данных, как преломленных волн). C точки зрения методики характера получаемой информации, классификация полевых первичной может быть наблюдений и сейсмической проведена в несколько ином разрезе. Это оказывается важным для правильного построения сейсмических данных, томографическому классификация предварительной предшествующей восстановлению. определяет не столько обработки собственно Следующая особенности интегральной геометрии для решения обратной задачи, сколько характер поступающих на вход графа обработки первичных сейсмических данных. 15 Продольное профилирование. Продольное профилирование томографического подхода рефрагированными или схемы только головными подразумевают, интерпретационной допускает к просвечиванию волнами. в модели, применение Подобные зависимости одномерную от томографию функции свойств среды за преломляющей границей по двумерным функциям параметров сейсмических волн в двумерном пространстве положений источника и приемника, либо двумерную томографию распределения свойств среды пространстве. К в этим непрерывно-преломляющем схемам могут быть отнесены следующие: - Акустический каротаж; - Сейсмокаротаж; - Продольное профилирование головными или рефрагированными волнами. На подход практике, наиболее реализуется часто томографический применительно к данным корреляционного метода преломленных волн (КМПВ) или глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ) [1,41,42]. Параллельное просвечивание. Схема параллельного просвечивания подразумевает расположение источников и приемников сейсмических волн соответственно на паре субпараллельных профилей возбуждения и приема. Межскважинное прозвучивание - при этой схеме требуется пересчет скважинных данных, полученных по искривленным описывается скважинам, данными геометрия инклинометрии, в которых декартову 16 систему координат для субвертикальной псевдоплоскости восстановления [13,45]. Непродольное профилирование поверхностными волнами и межвыработочное просвечивание - требуется пересчет данных с криволинейных профилей на поверхности земли или по ходу горных выработок в декартову систему координат на субгоризонтальной плоскости [13]. Непродольное головными подповерхностное волнами. производить просвечивание Дополнительно приведение данных, необходимо полученных на поверхности, к псевдоданным на преломляющей границе с введением поправки за вышележащий слой [4]. Ортогональное односкважинное просвечивание. Данная схема определяется комбинацией скважинных данных и данных с криволинейного профиля на поверхности земли с переводом в декартову систему координат на субвертикальной плоскости [4]. Вертикальное сейсмическое профилирование - подразумевает расположение источников на поверхности и источников в скважине. Метод обращенного располагаются в годографа скважине, - источники приемники - на поверхности. Контурное просвечивание. Контурное просвечивание может быть рассмотрено как общий, более сложный параллельного просвечивания случай просто имеет место в случаях, когда имеется не пара субпараллельных профилей, а система субпараллельных и субортогональных, в общем случае, 17 криволинейных. Сюда межвыработочное могут быть просвечивание, отнесены непродольное профилирование поверхностными волнами, подповерхностное непродольное просвечивание головными волнами. приведение данных, псевдоданным на В последнем полученных преломляющей случае на требуется поверхности, границе и с к введением поправки за вышележащий слой. Просвечивание отраженными волнами. В настоящее время развитие сейсмической отражательной томографии (СОТ) идет, в основном, в направлении восстановления скоростных сечений среды по временам прихода волн, отраженных от подстилающих ее границ [4]. Вместе с тем, для решения широкого круга задач обнаружение (прямые рудных поиски тел, углеводородов, разломов, пустот и.т.д.) крайне необходимо детальное изучение свойств среды, влияющих на динамические характеристики отраженных волн [5, 9,14,15,16]. Во многих случаях эта задача принципиально часто решаема, подстилаются границами: так как выдержанными "реперными" тектонической объекты отражающими горизонтами горизонтально-слоистых кристаллического указанные средах, фундамента активации. - в поверхностью - в Однако, областях если при использовании кинематических характеристик отражений задача учета правило, статических необходимо к "мешающих" факторов тщательной поправок, то компенсировать сводится, коррекции для как априорных динамических изменения как - условий 18 возбуждения и приема колебаний, так и отражательные свойства используемых "реперов". В районах со сложной тектоникой стандартные алгоритмы, основанные на лучевом приближении оказываются неприемлемыми тектонических поисках распространения "ступенях" мелких рудных из-за дифракции на границы. При отражающей тел и волн, пустот неизменно приходится сталкиваться с дифракцией отраженных волн на самих неоднородностях среды [7,24]. Вообще, при наличии волновых раздельное ее эффектов изучение среды по некорректно динамическим и кинематическим характеристикам отражений, тем более - только по кинематическим [24]. Поскольку стандартные глубинной исходными данные точки, данными для сейсморазведки то типичными СОТ являются методом общей вариантами будут являться следующие. - Продольное профилирование методом отраженных волн по методике многократных перекрытий. методом Непродольное отраженных и волн площадное по профилирование методике многократных перекрытий. Продольное подразумевает просвечивание фактически отраженными обобщение метода волнами полей времен [40] на случай негоризонтальных криволинейных границ, либо применение итерационного метода поиска сопряженных по общей точке среды координат источника и приемника, на основании чего производится пересчет данных метода отраженных волн с учетом расположения отражающей границы в декартову систему координат на вертикальной плоскости сейсмического разреза. 19 Непродольное просвечивание отраженными волнами дополнительно к перечисленному выше, требует решения проблем позиционирования плоскости восстановления в трехмерном пространстве и нерегулярности размещения в пространстве общих точек среды или узлов трехмерной матрицы восстановления. Рис. 1.3.1.1. Лучевая отражательная томография в двух-мерном продольном варианте (при поисках кимберлитовых трубок ) Отражающая граница Рис. 1.3.1.2. Лучевая отражательная томография в трех-мерном непродольном варианте (при поисках кимберлитовых трубок ) Профиль приема Профиль возбуждения Отражающая граница 1.3.2. Нерегулярность применяющихся схем. Если в медицинской [44,46], как правило, углам среды и различным относительно то технической возможно координатам, лучами, нереально. и в образом равномерное, перекрытие геофизике Обычно, имеются два томографии по исследуемой это практически профиля наблюдений, ориентированных друг друга (Рис.2.1.1.1.-a). При этом могут 20 значительно густота меняться их как пересечения длины в лучей, среде. так и Большая часть лучей пересекает исследуемую среду преимущественно в одном, (на Рис.2.1.1.1.-a - в субгоризонтальном) направлении, для других же направлений лучи могут вообще отсутствовать. Этот факт приводит параметризация [46] к исходных тому, данных что по классическая углам наклона становится невозможной, а составляемые задачи системы линейных уравнений оказаться вырожденными. Поэтому, специальная по углам, специальные томографии, где параметрам. данные данные, необходима интерполяция. На применяются могут для использования классических алгоритмов ВТ, использующих параметризованные для их практике же обычно алгоритмы геофизической параметризованы по иным Например, при практической реализации томографических алгоритмов применялась параметризация по автором обычно номерам источников сложно приложение и приемников. Для такой параметризации алгоритмов, основанных (типа СОП) - более популярными. систем", то на интегральных именно это делает в Что этом оказываются алгоритмы АИВ же касается "вырождения случае также более удобными итерационные позволяющие формулах алгоритмы, получить приближенное, но достаточно устойчивое решение. В данной работе показано, что и для неблагоприятных таких (СОП) могут быть условий использованы - алгоритмы для типа повышения 21 разрешающей способности ухудшением исследований, с некоторым устойчивости решения обратной задачи. 1.3.3. Необходимость специальных процедур определения В исследуемых параметров. медицинской ультразвуковом, рентгеновской и радиоволновом просвечиваниях непосредственно регистрируются величины, которые могут дальнейшей акустическом томографии, быть обработке. исследованиях При требуется сейсмических извлечение амплитудах и временах прихода осложненного наличием импульса. измерение истинной возбуждения практически возможной, всегда - как содержит в поля - встает исходной так интенсивности источника при отсутствии не те объекта представляется любая себе как невозможно. Регистрация также так амплитудном сигнала, "нормального" поля просвечивания при дополнительно "нормального" возбуждаемого же сейсмического того, амплитуды об сейсмических волн из просвечивании проблема оценки в же информации помех Кроме сейсмическом использованы геологическая или иные среда аномальные объекты. Также, при волн необходим использовании амплитуд сейсмических специальный учет геометрического расхождения, так как длины лучей могут существенно различаться. 1.3.4. Рефракция сейсмических волн. Объектом просвечивания являются существенно в геофизике неоднородные среды. всегда А это 22 значит, что сейсмические в лучи рефракции. силу вариаций скорости претерпевают искривление за счет Способы учета рассмотрены во многих рефракции работах лучей [1,4,9,13,41] и в данной работе не обсуждаются. Однако, следует заметить, на практике безусловно необходимо учитывать отклонение лучей от прямолинейных траекторий сопоставима с что тогда, когда его величина радиусом лучевой ее диаметра) или трубки (половиной больше ее. Лучевая трубка быть определена, как пространственная Френеля, а ее диаметр известной формулы 500 сигнала 80 герц и метрам в нулевая зона может быть рассчитан из [6,43]. расстояния Например, метров, для частоты зондирующего скорости в среде, равной 4000 секунду, диаметр нулевой зоны будет превышать 150 метров, а значит приводящей к может отклонению луча от Френеля рефракцией, прямой линии на несколько десятков метров, можно пренебречь. 1.3.5. Дифракция на локальных неоднородностях. Сказанное выше непосредственно определяется тем фактом, что областью влияют на объем лучевой зоны регистрируемый трубки Френеля. использующиеся томографии - среды, То в как - сигнал, которой является весь пространственной нулевой есть, строго говоря, алгоритмы лучевой геофизике АИВ, так для решения ставящихся параметры и СОП перед ними - непригодны задач, так как 23 размеры большинства практически интересующих объектов сопоставимы с диаметром этой зоны. Известны соответствующие дифракционной, - или волновой разработанные однократного для алгоритмы томографии приближений рассеяния [23,47,48] слабого (дифракции), то или есть - рассчитанные на слабо неоднородные среды. Однако практически обозримом времени связана с большего (чем количества эта проблема является огромной в в неразрешимой. сложностью случае вычислений, ближайшем Она значительно лучевых алгоритмов) учитывающих дифракцию сейсмических волн. В данной пойдет, работе и речи будет об считаться, распространяются строго по алгоритмы будут учете дифракции что не волны лучам - то есть, все рассматриваться в контексте классической лучевой томографии. Кроме того, (дифракция) приводит волн отметим, на к тому, амплитуда) волн геометрического поглощения. расхождение разделение ослабляется самом учесть эффектов [2,45] теоретические среды что с расстоянием энергия не только расхождения На рассеяние микронеоднородностях поглощения представляет решенную что деле, и если геометрическое проблему. неясности, то теплового хотя и частично Здесь так просто, и большую, счет теплового достаточно рассеяния за (и и имеются как практические - алгоритмические сложности. 24 Условимся не говорить о поглощении волн по отдельности. Вместо и рассеянии этого введем эффективный коэффициент поглощения-рассеяния (КПР), связь амплитуды волны с которым будет классической экспоненциальной. Как показывает теория [45], при некоторых допущениях такая зависимость будет близка к истинной. 1.3.6. Различие типов исследуемых сейсмических волн и исследуемых волновых параметров. Примечательно, что томографического характер данные, подхода, упругих томографической для в общем, колебаний. обработки полученные с применения могут То быть применением безразличен есть, для использованы различных типов сейсмических волн. - Продольные волны. - Поперечные волны. - Поверхностные волны. Очевидно, что большой интерес представляет комплексный подход, когда для восстановления свойств одной и той же геологической среды используются одновременно данные, полученные по волнам различных типов. Не менее практически интересным является то, что по волнам каждого из перечисленных типов могут быть определены различные данные для последующей обработки и, соответственно, восстановлены различные свойства среды - как изображено на следующей диаграмме. 25 Данные сейсмической томографии Волновое поле Времена пробега Лучевые амплитуды Комплексное поглощение-рассеяние Интегральные Интегральная скорость Локальная скорость рассеяние и поглощение Локальное поглощение-рассеяние Рассеяние и поглощение Скорость Анизотропия Наиболее важными восстанавливаемыми сейсмическими свойствами среды являются следующие. - Скорость распространения сейсмических волн. - Коэффициент поглощения-рассеяния (КПР) сейсмических волн. - Комплексный коэффициент рассеяния сейсмических волн. - Анизотропные свойства среды. 1.3.7. Разнообразие методологических подходов к решению прямых и обратных задач. На самом деле, методологических можно подхода к выделить реализации три томографии, как "восстановлению по проекциям" в геофизике. - Метод межскважинном "засечек" и или "теневой межвыработочном метод" просвечивании в или обращение полей времен или метод общей точки среды (ОТС) в отражательной томографии. В этих методах реализуется качественное восстановление положения и 26 контуров исследуемого объекта по областям задержек сигналов работе или ослабления приводится их амплитуд. описание одного В из настоящей вариантов такого подхода [5,9,14,15,16,20]. - Лучевое томографическое обращение предусматривает непосредственно обратное преобразование поля параметров сейсмических волн в поле свойств среды, с помощью преобразований типа обратного преобразования Радона или функционально подобных, основанных на прямом преобразовании Радона [4,8,13,44,46]. В данной работе обсуждается несколько таких алгоритмов. - Волновое подразумевает волнового обращение непосредственное уравнения по волновых обращение полей в конечно-разностной среду или интегральной схемам [23,39,47,48]. В данной работе подобные алгоритмы не рассматриваются. 27
