Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях

Гайнанов, Валерий Гарифьянович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях"

На правахрукописи

003462 197

ГАЙНАНОВ ВАЛЕРИЙ ГАРИФЬЯНОВИЧ

РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРИЗОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОДНОКАНАЛЬНЫХ И МНОГОКАНАЛЬНЫХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА АКВАТОРИЯХ

25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

РС25

■га

Москва - 2009

003462197

Работа выполнена на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Гогоненков Георгий Николаевич

Защита состоится 18 марта 2009 г. в 14 час. 30 мин. на заседай диссертационного совета Д 501.001.64 при Московском государственн университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991 ГСП-1, Моек Ленинские горы, ГЗ МГУ, зона «А», геологический факультет, аудитория 308

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факульте МГУ (ГЗ МГУ), зона «А», 6-ой этаж

доктор технических наук, ст. научный сотрудник Кондратьев Игорь Константинович

доктор технических наук, доцент Гуленко Владимир Иванович

Ведущая организация:

Федеральное Государственное Унитарное Научно-Производственное Предприятие «Севморгео»

Автореферат разослан "с/ " февраля 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Никулин Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сокращение запасов полезных ископаемых, в особенности нефти и газа, на суше ведет к расширению их разведки и добычи на акваториях морей и океанов. Для этого сооружаются крупные, в то же время аварийно опасные объекты: буровые платформы, подводные газопроводы, портовые сооружения. Эти проекты требуют серьезного инженерно-геологического обоснования, и не последнюю роль в этом играет метод сейсмоакустического профилирования, который позволяет изучать геологический разрез на требуемую для этих целей глубину с достаточно высокой детальностью. Метод широко используется также при региональных геологических исследованиях и геокартировании.

Повышение эффективности сейсмоакустического профилирования означает увеличение глубинности и разрешающей способности исследований, получение дополнительной информации по физико-механическим свойствам и литологии отложений, достоверного выделения зон повышенной опасности, таких как газонасыщенные отложения, грунты низкой несущей способности и т.д. Однако довольно долгое время первоначальная технология работ -одноканальная система наблюдений с получением временного разреза непосредственно в процессе профилирования - оставалась неизменной, что тормозило дальнейшее развитие метода.

Успехи электроники и цифровой техники обеспечили возможность цифровой регистрации и обработки данных сейсмоакустического профилирования. Это повысило качество и надежность получаемой информации, создало условия для реализации более сложных систем наблюдений.

для сейсморазведки, и переход к многоканальным наблюдениям, в сейсмоакустическом профилировании очень часто не дают желаемого эффекта. Причины неудач могли быть как в специфике технологии сейсмоакустического профилирования, так и в особенностях строения изучаемой этим методом верхней части разреза. Поэтому потребовались теоретические и экспериментальные исследования с целью установления границ применимости традиционных способов цифровой обработки к сейсмоакустическим данным, их усовершенствования и разработки новых способов. Необходим был также анализ и расчет систем многоканальных сейсмоакустических наблюдений и оценка их реальных возможностей.

Целью работы является теоретическое обоснование, разработка и совершенствование технических средств, технологии полевых исследований и способов обработки данных сейсмоакустического профилирования на акваториях, направленные на повышение разрешающей способности и глубинности исследований, надежности и качества получаемых данных.

Задачи исследований

1. Разработка и совершенствование компьютеризованных цифровых регистрирующих комплексов для качественной записи данных сейсмоакустического профилирования в широком частотном и динамическом диапазонах, обеспечивающих реализацию как одноканальных, так и многоканальных систем наблюдений, а также одновременную работу с источиками разных типов.

2. Теоретическое обоснование и практическая реализация новых методических приемов наблюдений при сейсмоакустических исследованиях на акваториях, повышающих информативность и надежность получаемых данных.

3. Разработка алгоритмов и программ для обработки сейсмоакустических данных с целью повышения разрешающей способности и глубинности исследований, для повышения информативности исследований путем использования кинематических и динамических параметров сигнала.

4. Внедрение разработанных технических средств, методических приемов и способов обработки в практику научно-исследовательских и производственных работ при решении инженерно-геологических, региональных и других задач.

Научная новизна

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований, а также обобщения опубликованной информации, сформулированы требования к компьютеризованным аппаратурным комплексам для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования.

2. Созданы технические средства и программное обеспечение для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях с одновременным использованием двух типов источников -спаркера и пьезоэлектрической антенны или спаркера и бумера.

3. Впервые проведены теоретические и экспериментальные исследования многоканальных систем наблюдений для сейсмоакустического профилирования на мелководье с использованием различных типов источников, проанализированы возможности и ограничения таких систем для подавления основных типов помех и определения скорости волн в среде.

4. Исследованы возможности ряда известных способов цифровой обработки применительно к сейсмоакустическим данным, разработаны новые оригинальные способы обработки, повышающие эффективность исследований при проведении работ в сложных сейсмогеологических и погодных условиях.

5. Разработана технология оценки литологических и физико-механических характеристик отложений с использованием кинематических и динамических параметров сейсмоакустических записей, выявлены наиболее информативные для этих целей параметры.

способности и глубинности исследований, для оценки физико-механических характеристик отложений, литологии, газонасыщенности.

Основные защищаемые положения

1. Компьютеризованные регистрирующие системы для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования, в том числе с одновременным использованием двух типов источников, существенно повышают эффективность исследований на акваториях, сокращают время и стой м ость работ.

2. Технология многоканальных наблюдений увеличивает глубинность сейсмоакустического профилирования на мелководных акваториях и повышает точность построения разрезов, позволяет определять сейсмические скорости и оценивать физико-механические характеристики отложений.

3. Способ обработки данных, позволяющий избавиться от специфических помех, возникающих при сейсмоакустическом профилировании в условиях волнения моря, обеспечивает получение высококачественных временных разрезов даже при неблагоприятных погодных условиях.

4. Усовершенствованный способ подавления многократных волн по Бакусу позволяет повысить степень подавления многократных волн и устойчивость работы процедуры в применении к сейсмоакустическим материалам, полученным на мелководье.

5. Технология обработки с комплексным использованием кинематических и динамических параметров сейсмоакустических данных позволяет оценивать литологические и физико-механические характеристики, газонасыщенность отложений.

Практическая значимость

ДВО РАН, ГЕОХИ РАН) и за рубежом (Ханойский океанографический институт, Геофизическая экспедиция Министерства природных ресурсов -Вьетнам, Стамбульский университет - Турция, Фундаментпроект - Украина).

2. Способы обработки данных реализованы в программных комплексах для обработки сейсмоакустических данных, которые используются в перечисленных выше организациях.

3. Расчетные соотношения и результаты анализа систем наблюдений для многоканального сейсмоакустического профилирования позволяют заранее оценивать их эффективность для решения тех или иных задач, правильно выбирать параметры таких систем и способы обработки данных.

4. Разработанные аппаратурные комплексы, технологии и системы обработки сейсмоакустических данных опробованы при решении задач региональной геологии, геокартирования, инженерно-геологических изысканий на акваториях с различными сейсмогеологическими условиями, и показали высокую эффективность.

5. Автор постоянно внедряет свои теоретические и прикладные разработки в учебный процесс - он участник и руководитель учебных практик по морской сейсморазведке и сейсмоакустике на геологическом факультете МГУ, в том числе международных практик "Training Through Research" под эгидой ЮНЕСКО, им подготовлены учебные пособия и программы учебных курсов, читаемых на геологическом факультете МГУ, в университете «Дубна», в Высшей Школе Инновационного Бизнеса МГУ.

Личный вклад автора. Работа является обобщением исследований, выполнявшихся начиная с 70-х годов прошлого века на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ, а в отдельные годы - также при участии ИО РАН, ГИН РАН, ВСЕГЕИ, учебно-научного центра ЮНЕСКО при МГУ, географического факультета МГУ.

Все результаты получены автором лично, либо под его руководством и при непосредственном участии во всех этапах проектирования и проведения исследований, обработки и интерпретации результатов.

Разработка, изготовление и внедрение компьютеризованных комплексов для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования осуществлялось совместно с А.С. Зверевым, разработка технологии многоканального сейсмоакустического профилирования и методов обработки данных - совместно с Н.А. Кузубом и М.Ю. Токаревым.

Полевые испытания разработанных аппаратурных комплексов и технологии работ проводились при поддержке и непосредственном участии Л.Р.Мерклина и О.В. Левченко (ИО РАН), М.А. Спиридонова и Ю.П. Кропачева (ВСЕГЕИ), М.К. Иванова (Центр ЮНЕСКО по морской геологии и геофизике при МГУ), Л.В. Поляка (Центр полярных исследования Университета штата Огайо, США), М.Л. Владова (кафедра сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ), руководства и сотрудников компании ДЕКО проект.

Апробация и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались на ведомственных, всероссийских и международных конференциях: UNESCO-IOC-ESF 4-tli Post Cruise Meeting "Sedimentary Basins of the Mediterranean and Black Seas" (Moscow, 1996), International Earth Sciences Colloquium of the Aegean regions (IESCA-95, Izmir, 1996), 11-th Petroleum Congress and Exibition of Turkey (Ankara, 1996), Congress "Gas and Fluids in Marine Sediments" (Amsterdam, 1997), Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs" (Gent, Belgium, 1998), Third Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA) (Moscow, 2000), 3rd Balkan Geological Congress and Exibition (Sofia, Bulgaria, 2002), Ломоносовских чтениях. Секция геологии. (Москва 2003, 2005), Международной геофизической конференции «Москва 2003», VII Международной научно-практической конференции «Геомодель-2005» (Геленджик, 2005), Международной конференции «Инженерная геофизика-2006» (Геленджик, 2006), Международной конференции «Санкт-Петербург-2006», IV Всероссийском литологическом совещании «ОСАДОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ: седиментогенез, литогенез, рудогенез (эволюция, типизация, диагностика, моделирование)» (Москва, 2006), Международной

конференции «Нефть и газ Арктического шельфа-2006» (Мурманск, 2006), Международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика-2007» (Геленджик, 2007), Конференции по инженерной геологии (Москва, 2007), Международной конференции «Санкт-Петербург-2008», Международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика-2008» (Геленджик, 2008),

По результатам выполненных исследований автором опубликовано более 70 работ в виде статей и тезисов докладов, в том числе 25 статей в рецензируемых журналах. Прилагаемый в конце автореферата список основных трудов по теме диссертации содержит 50 наименований.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, а также списка литературы из 183 наименований. Работа содержит 195 страниц, в том числе 99 рисунков.

Благодарности. Проведение исследований, сопряженных с аппаратурными разработками и полевыми экспедициями, не было возможно без поддержки и непосредственного участия многих людей.

Автор благодарен М.К. Иванову (Центр ЮНЕСКО по морской геологии и геофизике), Л.Р. Мерклину и О.В. Левченко (ИО РАН), М.А. Спиридонову и Ю.П. Кропачеву (ВСЕГЕИ), А.Б. Матвеенко и К.Г. Пухаеву (ДЕКО проект), Л. В. Поляку (Университет штата Огайо), оказавшим существенную поддержку в проведении исследований.

Автор искренне благодарен A.C. Звереву, без конструкторского таланта которого аппаратурные разработки не могли быть реализованы, В.В. Калинину, В.К. Хмелевскому, В.А. Богословскому, Е.А. Ефимовой, за ценные советы, внимание и поддержку при подготовке работы.

Автор глубо признателен своим коллегам из кафедры сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ: М.Л. Владову, A.B. Старовойтову, В.А. Стручкову, М.Ю. Токареву, Н.В. Шалаевой, а также H.A. Девдариани, В.Н. Ефремову и Л.М. Кульницкому за многолетнее плодотворное сотрудничество.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит общую характеристику работы, включая решаемые задачи, научную новизну, защищаемые положения и практическую ценность.

Глава 1. Сейсмоакустнческое профилирование на акваториях - история и

современное состояние.

В этой главе дан анализ истории развития и современного состояния метода сейсмоакустического профилирования на акваториях, обоснованы цели и задачи диссертационной работы.

В первом параграфе вкратце изложена история развития метода, который появился в конце 50-х годов XX века. Специалистами Ламонтской геологической обсерватории (Колумбийский университет, США) и Массачусетсткого технологического института (США) для проведения морских сейсмических исследований было предложено использовать новую комбинацию технических средств - факсимильный регистратор эхолотного типа, источник многократного действия электроискрового (спаркер) или газовзрывного типа и буксируемую пъезосейсмографную косу [Beckmann et al.,1959, Ewing et al., 1961, McGuinness et al., 1962, Edgerton, 1963, Edgerton et al., 1964]. Это сочетание оказалось чрезвычайно удачным, и метод начал быстро развиваться в мире, в том числе и в России [Калинин и др., 1966 - 1983].

Теперь уже очевидно, что первоначально предложенная комбинация -электроискровой источник и буксируемая пъезосейсмографная коса - оказалась наиболее оптимальной для такого рода исследований. Ведь первоначально многие разработчики и исследователи сосредоточили свои усилия на совершенствовании традиционного эхолота для применения в геологических целях [Clay et al., 1962, 1964, Nawar, 1964, Дубров, 1967], где для возбуждения и приема упругих колебаний в воде используется гидроакустическая антенна -пьезоэлектрический или магнитострикционный излучатель-приемник, возбуждается многофазный узкополосный сигнал. Это направление также получило развитие - сейчас существуют акустические профилографы самого

разного принципа действия [www.geoacoustics.co.uk, www.benthos.com, www.innomar.com], однако из-за высокой частоты колебаний (5-10 кГц) они пригодны в основном для исследования лишь рыхлых осадков, глубинность исследований редко превышает первые метры.

Изначально сейсмоакустическое профилирование развивалось как одноканальный метод как по причине заимствования регистрирующих систем от эхолотов, так и простоты и мобильности аппаратуры и технологии работ. Да в те годы из-за неразвитости еще технологии воспроизводимой записи и обработки данных и не было необходимости в многоканальных наблюдениях.

Несмотря на многочисленные попытки усоврешенствования источников упругих волн и приемных систем для сейсмоакустического профилирования, они конструктивно до настоящего времени практически не изменились. Решающие изменения произошли в регистрирующих системах - прогресс в области цифровой техники сделал возможным регистрацию

сейсмоакустических данных практически в любом частотном и динамическом диапазонах без предварительного сжатия. Это внесло кардинальные изменения в конструкции регистрирующих систем в целом - теперь в них отсутствуют специализированные дорогостоящие аппаратные средства, практически нет механических узлов, наиболее подверженных поломкам. Основная часть регистратора теперь — персональный компьютер, куда вводятся оцифрованные данные и регистрируются на штатных носителях информации, а для контроля визуализируются на экране компьютера. Переход к полностью цифровой регистрации данных и увеличение производительности персональных компьютеров позволили по-новому подойти и к цифровой обработке сейсмоакустических данных - если раньше цифровой обработке подвергались лишь отдельные части данных, то сейчас возможна достаточно глубокая цифровая обработка всех данных.

Прогресс в развитии регистрирующих и обрабатывающих систем создал условия для реализации более сложных систем наблюдений при сейсмоакустических исследованиях на акваториях — теперь можно проводить

непрерывное многоканальное сейсмоакустическое профилирование [Гайнанов и др., 2006-2008], а также одновременные наблюдения с использованием источников и приемных систем, работающих в разных частотных диапазонах [Безродных и др. 2002, Гайнанов и Зверев, 2008].

В заключение этого обзора хочу назвать имена исследователей -сотрудников лаборатории сейсмоакустики геологического факультета МГУ, внесших ощутимый вклад в развитие сейсмоакустического профилирования на акваториях, и которые также явились моими учителями: Ш.А. Азими, A.B. Калинин, В.В. Калинин, Б.Л. Пивоваров, И.Я. Ковальская, М.Х. Фаталиев.

Во втором параграфе дан краткий обзор современных технических средств для сейсмоакустического профилирования - источников возбуждения упругих волн и приемно-регистрирующих систем.

Довольно долгое время научно-исследовательские и производственные организации нашей страны для сейсмоакустического профилирования использовали аппаратурный комплекс «Аквамарин», разработанный еще в советское время. Хотя регистрирующая часть комплекса давно уже морально устарела и не используется, высоковольтные источники «СКАТ» с накапливаемой энергией 10 кДж еще недавно можно было встретить в таких организациях, как ИО РАН и МАГЭ [Казанин и др., 2002].

Из современных систем известен многоканальный геофизический комплекс серии САК (АО "Моринжгеология", г. Рига), позволяющий осуществлять сейсмоакустическое профилирование одновременно по двум разночастотным каналам [Безродных и др., 2002]. В институте «Океангеология» и НПО «Севморгео» есть своя аппаратура для сейсмоакустического профилирования. В ООО «ДЕКО проект» разработаны компактный и мощный (1 кДж) электроискровой источник и 16-канальная регистрирующая система.

Производственные организации, проводящие инженерно-геофизические работы, часто по требованию заказчика должны использовать аппаратуру известных зарубежных компаний, которые для сейсмоакустического профилирования на акваториях предлагают:

1. Компания GeoAcoustics Ltd (UK) [www.geoacoustics.co.uk] имеет GeoPulse Boomer/Sparker, в состав которого входят: высоковольтный источник GeoPulse 5420S с выходным напряжением 3750 В и энергией 105-455 Дж, бумер на катамаране или многоэлектродный спаркер, гидрофон, усилитель и регистратор GeoPulse Sonar Processing system.

2. Applied Acoustic Engineering Ltd (UK) [www.appliedacoustics.com] предлагает широкую линейку высоковольтных источников от 50 Дж до 6000 Дж, для питания бумеров (АА200, АА300 Boomer Plates) и спаркеров разной мощности (Squid 500 Sparker, Squid 2000 Sparker, 6000J Delta Sparker). Выходное напряжение 2500-4000 В.

3. Оригинальные электроискровые источники для очень высоко разрешающих исследований предлагает Geo-Resources Consulting B.V. (The Netherlands) [www.geo-resources.com]. Например: Geo-Spark 1000DT (1000 Дж, Deep Towed), как утверждают авторы, может обеспечивать разрешающую способность не хуже 10 см по вертикали. Компания изготовляет приемные косы до 48 каналов, одноканальные и многоканальные регистрирующие системы для высокоразрешающих наблюдений.

Западные компании изготовляют высоковольтные накопители электрической энергии теперь только с полупроводниковыми выключателями, применяют комбинированные системы безопасности, излучатели изготовляют из специальных сплавов. Это сильно повышает стоимость аппаратуры - по сравнению с зарубежными аналогами отечественные системы, имея сопоставимые функциональные возможности, стоят в несколько раз дешевле.

В конце 1990-х - начале 2000-х годов при активном участии автора в компании «Geont Shelf» разработаны компьютеризованные сейсмоакустические комплексы для различных видов сейсмоакустического профилирования на акваториях и скважинных сейсмоакустических работ [Гайнанов и Зверев, 2008], которые используются в ряде научно-исследовательских организаций у нас в стране (ИО РАН, ВСЕГЕИ, МГУ, ТОЙ ДВО РАН, ГЕОХИ РАН) и за рубежом

(Вьетнам, Турция, Украина). Принципы построения этих комплексов изложены в главе 2.

В третьем параграфе дан краткий обзор программных средств, применяемых для обработки данных сейсмоакустического профилирования, которые разделены на 2 группы:

1. Программные комплексы, предназначенные для обработки данных сейсморазведки МОВ-ОГТ типа ProMax, GeoFocus, RadExPro [RadExPro Plus 3.6, 2005]. Это - мощные системы, рассчитанные на обработку больших массивов данных многоканальной сейсморазведки, содержащие в себе практически все мыслимые процедуры обработки сейсмических данных. В принципе, они в состоянии обеспечить обработку сейсмоакустических данных по любым современным алгоритмам. Однако именно их достоинства превращаются в недостатки: они громоздки, очень часто только специалист высокой квалификации в состоянии разобраться в тонкостях реализации тех или иных процедур, наконец, по стоимости они недоступны для научно-исследовательских или инженерно-геологических организаций, которые в основном и используют сейсмоакустическое профилирование. Исключение -программа RadExPro, которая более приспособлена для таких работ, и по стоимости вполне доступна, хотя и у нее есть некоторые недостатки.

2. За рубежом распространены специальные программы для обработки данных сейсмоакустического профилирования и акустических профилографов, например, Coda Octopus [Octopus 361 Seismic Processing Toolkit], DrGeo [www.activesoft.net.au], SES "ISE 2.9" [www.innomar.com]. Эти программы компактны, просты в использовании и стоят недорого. Однако в них предусмотрена лишь достаточно простая обработка данных, как полосовая частотная фильтрация, регулировка амплитуд и т.п. В некоторых программах предусмотрена ручная пикировка горизонтов в целях интерпретации.

Опробование нами этих программ показало, что отнюдь не все идеи по обработке сейсмоакустических данных в их рамках могут быть реализованы. Поэтому автором создана своя система обработки данных сейсмоакустического

профилирования [Гайнанов, 2008], которая обладает рядом достоинств. Принципы построения этой системы обработки рассматриваются в главе 3.

В четвертом параграфе рассматриваются достижения и проблемы внедрения цифровой технологии в сейсмоакустическое профилирование.

Хотя современная сейсморазведка немыслима без цифровой обработки данных, в сейсмоакустическом профилировании, несмотря на наличие цифровой записи данных, отдача от цифровой обработки не такая заметная, да и не всегда она применяется. Часто применение к сейсмоакустическим данным способов цифровой обработки, разработанных для сейсморазведки, не дает желаемого эффекта. Чтобы определить причины такого отставания и найти пути повышения эффективности цифровой обработки сейсмоакустических данных, нужно сделать:

1. Оценить параметры регистрируемой при сейсмоакустическом профилировании информации, допустимые искажения при записи, и выработать требования к неискаженной регистрации данных.

2. Проанализировать как принципиальные, так и реальные возможности известных способов обработки с учетом специфических особенностей сейсмоакустического профилирования, а при необходимости разработать новые способы обработки таких данных.

3. Оценить возможности многоканальных и двухчастотных сейсмоакустических наблюдений для повышения разрешающей способности и глубинности исследований, для определения литологии и физико-механических свойств отложений.

Автор постоянно участвовал в решении указанных проблем, разрабатывая и совершенствуя цифровую регистрирующую аппаратуру для сейсмоакустического профилирования, создавая программное обеспечение для регистрирующих систем и обработки данных, проводя испытания и внедрение этих систем. Наиболее значимые из достигнутых результатов представлены в последующих главах данной работы.

Глава 2. Разработка и совершенствование приемно-регистрирующих

систем для сейсмоакустического профилирования на акваториях.

Эта глава посвящена научному обоснованию и разработке компьютеризованных систем для сейсмоакустического профилирования.

В первом параграфе сформулированы требования к приемно-регистрирующим системам для сейсмоакустического профилирования.

Частотный диапазон сигналов в сейсмоакустическом профилировании зависит от глубинности и разрешающей способности исследований, от типа применяемых источников. Наиболее низкочастотные источники -пневматические. Согласно нашим данным основная энергия возбуждаемых ими колебания обычно находится в диапазоне частот 20 - 250 Гц. Наиболее высокочастотные источники - бумеры, возбуждают колебания в диапазоне частот от 200 - 8000 Гц. Полоса возбуждаемых спаркером частот лежит внутри этого диапазона (100- 1500 Гц).

Шумы буксируемой пьезокосы имеют разную природу. Но наиболее интенсивные шумы возникают из-за флуктуации гидростатического давления вокруг пьезоприемников, происходящего вследствие колебания глубины буксировки косы. Эти шумы имеют максимальную интенсивность в диапазоне низких частот - от долей герц до первых десятков герц. Способ борьбы с ними - оптимально подобранные фильтры высоких частот.

Таким образом, диапазон регистрируемых при сейсмоакустическом профилировании частот может быть ограничен полосой 20 - 8000 Гц.

Динамический диапазон принимаемых сигналов при сейсмоакустическом профилировании определяется рядом факторов: типом и энергией источника волн, длиной и количеством элементов в приемной косе, параметрами системы наблюдений и сейсмогеологическими условиями. Поэтому можно лишь примерно оценить максимальный и минимальный динамические диапазоны.

Наши оценки показывают, что полный динамический диапазон принимаемых сигналов может достигать до 5*10б раз или 130 дб [Полшков и др., 1976; Гайнанов, 1977]. Однако в подавляющем большинстве случаев

динамический диапазон регистрируемых сигналов гораздо меньше. Например, при используемой обычно технологии сейсмоакустического профилирования наиболее интенсивной принимаемой волной оказывается не прямая, а отраженная от дна волна. Амплитуда ее при малых глубинах воды также может быть значительной, но при этом и уровень шумов высокий - шумы судна отражаются от дна и принимаются косой без ослабления. В результате динамический диапазон сигналов при сейсмоакустическом профилировании обычно не превышает 60 - 90 дб. Кроме того, он может быть сжат до 40 - 50 до за счет применения линейной регулировки усиления.

Скорость потока информации при сейсмоакустическом профилировании большая из-за сравнительно высокой частоты принимаемых сигналов и частого повторения циклов возбуждения и приема. Например, при 16-канальной регистрации поток информации может быть выше 600 кбайт/с. Хотя для современных компьютеров эта скорость приема данных и вполне доступная, но с учетом того, что сигнал нужно принять, обработать, визуализировать на экране, записать на диск, распечатать на принтере, могут возникать трудности с использованием ресурсов компьютера. Это ставит ограничения на канальность регистрации и частоту циклов возбуждения. Например, в 16-канальной станции «Нильма» минимальный период регистрации равен 0,9 с.

В 60-е и 70-е годы прошлого века для контроля параметров аппаратуры и принимаемых сигналов требовались специальные осциллографы и генераторы. В современной аппаратуре предусматривают встроенные генераторы, которые подключаются к входу усилителя по командам с компьютера. Программа регистрации визуализирует сигнал в виде временного разреза на экране и на специальном окне в виде осциллограммы, тем самым компьютер объединяет в себе цифровой регистратор, факсимильный регистратор и осциллограф. Он же управляет запуском источников, принимает и регистрирует навигационную информацию.

Во втором параграфе представлены функциональные схемы цифровых регистрирующих трактов сейсмоакустической аппаратуры.

Согласно сформулированным требованиям сейсмоакустический регистрирующий канал должен содержать следующие функциональные узлы: предварительный усилитель с высокоомным дифференциальным входом, фильтр высоких частот (ФВЧ), программный регулятор усиления (ПРУ), основной усилитель, фильтр низких частот (ФНЧ) - антиаляйсинг-фильтр, согласующий каскад, аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

В такой схеме, хотя суммарный динамический диапазон и достаточно большой (118 дб), мгновенный динамический диапазон определяется разрядностью АЦП, и в нашем случае (14 разрядов) составляет около 8000 раз (78 дб), что не всегда бывает достаточным. Еще до появления дельта-сигма АЦП с 24 разрядами мы разработали схему многокаскадного усилителя с одновременной оцифровкой сигнала с 3-х последовательно включенных каскадов усиления обычным 14-разрядным АЦП. Программа собирает единый сигнал с учетом коэффициентов усиления каскадов, тем самым обеспечивается динамический диапазон регистрации 8000*40*40=1280000 раз или 120 дб.

В третьем параграфе дано описание управляющей программы для компьютеризованных сейсмоакустических комплексов.

Программа обеспечивает настройку усилителей и фильтров, запуск источников, прием и регистрацию сейсмоакустических данных, навигационной информации, визуализацию данных в виде временных разрезов и как осциллограмм, вывод твердых копий на принтер и ряд вспомогательных функций.

Разработаны программы для одноканальных и многоканальных систем, а также для двухканального профилирования с двумя источниками, возбуждающими упругие импульсы разного частотного состава и с разным периодом возбуждения. Здесь приводится описание последнего варианта.

Запуск источников и регистрации осуществляется от ЭВМ через цифровой блок управления. Минимальный период запуска равен 0,25 с. Период запуска любого источника может увеличиваться кратно этому времени. Источники могут запускаться поочередно, или в любой последовательности.

Рис. 1. Окно программы регистрации с изображением временных разрезов от двух источников и всплывающее окно "Осциллограф", о-

10-

го.

30 мс

50-

75'

И»-

100т И-И

Лч\-'., ^ , <■ - .... Г- ' у'' " ** ■ •> 1 *.».»«• . .''Су«"- V

N . ;»« ¿ЛЛ?* *

шт

Рис. 2. Временные разрезы, полученные с бумером (а) и со спаркером (б).

Цифровое управление делает систему гибкой и удобной в работе. Теперь оператор с одного компьютера может управлять источниками, процессом регистрации и контролировать сигналы по каналам. На экране можно визуализировать временной разрез по первому или второму каналу - по одному из источников, или два разреза одновременно - один по бумеру, другой по спаркеру. На всплывающем окне можно наблюдать форму сигнала по обоим каналам в выбранном диапазоне времен и амплитуд (рис. 1). На экран выводится также вспомогательная информация: номера трасс, время записи, координаты по GPS, значения задержки и т.д.

Прилагаемая программа обработки позволяет читать данные по определенному каналу, а также отбирать их по признаку источника (рис. 2). Далее обработка данных производится раздельно.

В четвертом параграфе дано краткое описание разработанных под руководством автора компьютеризованных сейсмоакустических комплексов для одноканального и многоканального профилирования.

Исходя из своего многолетнего опыта сейсмоакустических исследований на акваториях и используя современную техническую базу, нам удалось сделать их компактными, надежными и доступными по стоимости, а самое главное, с широкими функциональными возможностями. Аппаратно комплексы могут быть изготовлены в разных вариантах:

Комплекс для региональных сейсмоакустических исследований с глубинностью до 500 - 1000 м имеет в составе, кроме усилительно-регистрирующей части, мощный электроискровой источник 7,5 кДж и косу длиной 60 м. 5-ти электродный электроискровой излучатель возбуждает колебания с относительно низкочастотным спектром (центральная частота около 80 Гц). Период возбуждения импульсов - 3 - 10 с.

Усилитель имеет дифференциальный вход, программную (линейную) регулировку усиления и установку максимального коэффициента усиления от компьютера в пределах 5 - 5000 раз, ФНЧ (500, 1000, 2000, 4000, 10000 Гц),

ФВЧ (30, 60, 120, 240, 500, 1000 Гц). Время ПРУ - 1 с. Максимальная амплитуда выходного сигнала - 4 В.

Комплекс для высокоразрешающих исследований со спаркером -наиболее востребованный аппаратурный комплекс для сейсмоакустического профилирования на мелководных акваториях в инженерно-геологических целях. С этим комплексом может достигаться глубинность исследований до первых сотен метров при разрешающей способности около 2 - 5 м.

В составе комплекса - высоковольтный силовой блок 600 Дж, многоэлектродный электроискровой излучатель (30 - 100 электродов) и пьезосейсмографная коса длиной 10 м. Полоса регистрируемых частот 100 -1500 Гц. Период возбуждения импульсов - 1 с.

Комплекс для высокоразрешающих исследований с бумером предназначен для инженерных исследований на мелководных акваториях, когда требуется разрешающая способность исследований 0,3 - 0,5 м. Глубинность при этом не превышает первых десятков метров.

В состав комплекса входят маломощный высоковольтный накопитель электрической энергии 300 Дж, излучатель типа бумер и небольшая косичка длиной 1 м. Полоса регистрируемых частот 100 - 8000 Гц.

Сейсмоакустический комплекс для двухчастотного профилирования включает в себя оба вида источников - спаркер и бумер - и двухканальную приемно-регистрирующую систему [Гайнанов и Зверев, 2008], и позволяет при однократном прохождении профиля получать высокое разрешение для верхней части разреза и достаточно большую глубинность исследований. В отличие от систем, использующих для этого два независимых комплекта аппаратуры, разработанный аппаратно-программный комплекс обеспечивает синхронизацию источников, исключающую их взаимное влияние, позволяет подбирать параметры и регистрировать данные на одном компьютере.

Комплекс для многоканального сейсмоакустического профилирования включает в себя многоканальную косу (16, 24 или 32 канала), многоканальный усилитель, 32 канальный АЦП и источник типа спаркер или бумер.

С учетом специфики сейсмоакустического профилирования (работа с маломерных судов, осуществление спуско-подъемных операций вручную) многоканальная коса изготавливается в максимально облегченном варианте -диаметр полиуретанового шланга всего 25 мм. Чтобы вся начинка могла размещаться в таком тонком шланге, применяются специальные малогабаритные пьезоприемники и блоки предварительных усилителей.

Программа сбора данных позволяет принимать и регистрировать сигналы с 32 входных каналов. Для контроля параметров сигналов в программе предусмотрены дополнительные окна - «Одноканальный осциллограф» и «Многоканальный осциллограф». На основном окне изображается временной разрез по одному из выбранных каналов.

Для обработки многоканальных данных по способу ОГТ используется система "RadExPro" компании ДЕКО геофизика [RadExPro Plus 3.6, 2005].

Скважинный сейсмоакустический комплекс предназначен для проведения высокочастотных сейсмических исследований (ВСП и межскважинное просвечивание) в скважинах глубиной до 200 м, имеет в своем составе высоковольтный силовой блок 600 Дж со скважинным излучателем акустических колебаний и двухканальную приемно-регистрирующую систему со скважинной пьезоэлектрической косой.

Усилители имеют 3 ступени усиления, выбираемые в автоматическом режиме, как это описано выше. Полоса пропускания усилителей 20 - 5000 Гц.

Выводы.

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлены количественные закономерности для частотного и динамического диапазонов регистрируемых при сейсмоакустическом профилировании сигналов, разработаны функциональные и принципиальные схемы цифровых регистрирующих систем.

2. Разработано программное обеспечение для одноканальных, многоканальных, а также двухчастотных систем сейсмоакустического профилирования на акваториях.

3. Разработаны и изготовлены компьютеризованные сейсмоакустические комплексы для различных видов сейсмоакустического профилирования на акваториях и скважинных сейсмоакустических работ.

Глава 3. Исследование эффективности способов цифровой обработки сейсмоакустических данных и разработка новых способов.

В этой главе рассмотрены возможности и условия применения различных способов цифровой обработки данных сейсмоакустического профилирования, предложены и обоснованы новые способы.

Попытки повышения эффективности сейсмоакустических исследований на акваториях путем внедрения способов цифровой обработки данных, напрямую позаимствованных из сейсморазведки, часто не дают желаемого эффекта. Автором проведены теоретические и экспериментальные исследования с целью установления границ применимости тех или иных способов цифровой обработки данных, их усовершенствования и разработки новых способов.

В первом параграфе сформулированы цели и задачи цифровой обработки данных сейсмоакустического профилирования.

Цифровую обработку данных сейсмоакустического профилирования можно разделить на две части: 1) обработка данных с целью получения качественных временных разрезов; 2) определение кинематических и динамических характеристик волн с целью оценки физико-механических, литологических и других свойств отложений.

Первая часть обработки - это повышение отношения сигнал/помеха с целью увеличения глубинности и разрешающей способности исследований. Для этого применяют разные виды частотной фильтрации, в том числе предсказывающую деконволюцию и деконволюцию по форме сигнала. Для улучшения коррелируемости границ на временных разрезах, полученных в условиях волнения моря, применяют приемы обработки наподобие коррекции статических поправок. Для подавления кратных волн разработаны специальные приемы.

Вторая часть обработки - это определение таких сейсмических характеристик разреза, как пластовые скорости, коэффициенты отражения, коэффициенты поглощения. Так как вычисление их с достаточной точностью не всегда бывает возможно, то часто ограничиваются сравнительной оценкой таких параметров, как амплитуды отраженных волн, видимые периоды.

Обработка данных многоканального сейсмоакустического профилирования имеет свои особенности, связанные с сейсмогеологическими условиями изучаемого разреза, применяемыми системами наблюдений и характеристиками излучаемых сигналов. Технологии многоканального сейсмоакустического профилирования и обработки данных посвящена отдельная глава 4.

Во втором параграфе рассматриваются некоторые теоретические и практические аспекты применения цифровых фильтров при обработке данных сейсмоакустического профилирования.

На полевых примерах показано, например, что в одних случаях предсказывающая деконволюция дает неплохой эффект в повышении разрешающей способности и подавлении многократных волн, а других - может приводить к ложным результатам. Поэтому применять ее надо очень осторожно.

Деконволюция по форме сигнала в целях повышения разрешающей способности в приведенных примерах работает гораздо лучше предсказывающей деконволюции. Однако использовать ее можно только в тех случаях, когда форма сигнала практически не меняется от трассы к трассе, и ее можно вычислить по отраженной от дна волне.

В третьем параграфе описываются разработанные автором способы исключения влияния волнения моря на результаты сейсмоакустического профилирования.

При работах в открытом море сейсмоакустическое профилирование часто приходится проводить в условиях волнения моря, недопустимого с точки зрения методики высокоразрешающих исследований, что приводит к резкому

ухудшению качества записей, а иногда делает их вообще неинтерпретируемыми (рис. 3, 4) [Гайнанов и др., 2007, 2008].

Существуют разные способы борьбы с такого рода помехами, но некоторые из них не применимы при сейсмоакустическом профилировании, другие - часто не дают желаемого эффекта.

Например, за рубежом в состав аппаратуры акустических профилографов включают специальные датчики колебательных движений - MRU (Motion Reference Unit), сигналы которых используются для введения поправок на вертикальные смещения антенны профилографа [Product Line SES-2000, www.innomar.com]. При сейсмоакустическом профилировании использование таких датчиков практически невозможно, так как источник и приемник буксируются за бортом судна каждый по отдельности, и совершают независимые колебания, в том числе и вращательные.

В обрабатывающей системе RadExPro есть несколько процедур, предназначенных для сглаживания границ на временных разрезах. Опробование их на полевых материалах показало, что с одной стороны их применение бывает недостаточно удобным, с другой стороны их помехоустойчивость невысокая, и в сложных случаях они перестают работать.

Автором разработаны свои оригинальные способы исключения влияния волнения моря на материалы сейсмоакустического профилирования, дающие положительные результаты иногда даже в кажущихся безнадежными ситуациях. Основные идеи их заключаются в следующем:

Анализ данных, полученных в самых разных условиях волнения моря, показал, что как в точке возбуждения, так и в точке приема, волнение оказывает 3 вида воздействия на сигнал: 1) время прихода отраженных волн меняется в связи с изменением высоты приемника и источника над отражающей границей; 2) амплитуда принимаемых волн меняется в связи с изменением глубины источника и приемника, а также кривизны поверхности воды - сильной отражающей границы; 3) по этим же причинам меняется форма и частотный состав принимаемого сигнала.

Полное исключение влияния волнения на сейсмоакустические данные означает корректировку всех вышеуказанных искажений сигнала. При этом мы исходим их предположения, что сигналы по соседним трассам должны быть коррелированны, т.е. резкие изменения времени вступления, амплитуды и формы сигнала вызваны исключительно влиянием волнения.

(Л : :

Рис. 3. Иллюстрация работы основного алгоритма исключения влияния волнения: а - фрагмент полевого временного разреза с изображением прослеженной линии дна (1) и высокочастотной составляющей этой линии (2); б - тот же фрагмент после исключения влияния волнения. Источник - бумер.

»1

£££ ШШЙГйЙе ^^

ШШШЖйЩтщё —

»•>.,»» Г!

Рис. 4. Иллюстрация работы процедуры исключения влияния волнения с предварительным редактированием трасс: а- увеличенный фрагмент полевого временного разреза; б - тот же фрагмент после обработки. Источник - спаркер.

Основной алгоритм предусматривает прослеживание первых вступлений отраженной от дна волны по всему обрабатываемому интервалу профиля, высокочастотную фильтрацию прослеженной линии, и сдвиг трасс на оставшиеся после фильтрации значения времен (рис. 3). Однако волнение

вызывает еще флуктуации амплитуды и формы сигнала и повышение уровня

шума на записи, так что непосредственное прослеживание первых вступлений донной волны по исходной записи часто не удается. Поэтому нами предусмотрены специальные процедуры предварительного редактирования трасс и разработан алгоритм повышенной помехоустойчивости для прослеживания донной волны (рис. 4).

В четвертом параграфе рассматривается применимость различных способов подавления многократных волн при обработке сейсмоакустических данных и предлагается усовершенствованный способ подавления многократных волн по Бакусу, который позволяет повысить степень подавления многократных волн и устойчивость работы процедуры в применении к сейсмоакустическим материалам, полученным на мелководье.

В сейсморазведке методом отраженных волн на акваториях сильной помехой являются многократно отраженные в водном слое волны, и борьбе с ними уделяется много внимания. В многоканальной сейсморазведке сейчас для подавления кратных волн наряду с методом суммирования по способу ОГТ [Маупе, 1962; Мешбей, 1973] используют веерную фильтрацию [Кондратьев, 1972], преобразования Радона [Moore et al., 2002; Weglein, 1999], предсказание и вычитание на основе волновых уравнений (метод SRME - surface related multiple elimination) [Verschuur, 2006]. В одноканальном сейсмоакустическом профилировании эти способы, к сожалению, в принципе не применимы.

Разработано много разных способов одномерной фильтрации данных с целью подавления многократных волн [Backus, 1959; Kunetz & Fourmann, 1968; Middleton & Whittlesey, 1968; Калинин, 1976, 1978; Сильвиа и Робинсон, 1983; Verschuur, 2006]. Однако при применении их к данным сейсмоакустического профилирования часто достаточный уровень подавления кратных волн не достигается, или одновременно с кратными волнами с записи исчезают и однократные отражения. Причины разные - отношение сигнал/помеха на сейсмоакустических данных низкое, принятая модель сейсмограммы не соответствует реальным данным, и т.д.

На основе развития идей, предложенных М.Бакусом [Backus, 1959] автором разработан способ подавления многократных волн на записях сейсмоакустического профилирования, наиболее полно учитывающий влияние мешающих факторов, и обеспечивающий устойчивую настройку процедуры на реальные полевые данные. Алгоритм предусматривает постепенное приближение к конечному результату - наилучшему подавлению кратных волн.

Рис. 5. Подавление кратных волн: а - фрагмент временного разреза до обработки (спаркер 600 Дж, Карское море); б - тот же фрагмент после исключения влияния волнения и подавления кратных волн. I- кратные и неполнократные волны.

Сначала наблюденные данные подгоняются под модель, принятую для описания образования кратных волн, затем производится первичное - грубое определение времени пробега донной волны т и коэффициента отражения от

дна к. После методом итераций вычисляются точные значения т и к, осуществляется вычитание кратных волн.

Если требуемый уровень подавления кратных волн не достигается, то модель усложняется, например, коэффициент отражения от дна считается частотно зависимой. Тогда вычитаемая трасса кратных волн пропускается через фильтр с предварительно определенной характеристикой. Однако чем сложнее модель, тем труднее определить его параметры по относительно сильно зашумленным полевым данным. Поэтому на практике чаще лучшие результаты получаются по более простым способам.

Одним из преимуществ разработанного способа является то, что вне зависимости от того, лучше или хуже подавляются кратные волны, однократные отражения на временном разрезе остаются практически нетронутыми. Это помогает опытному интерпретатору отличить кратные волны от однократных, даже если они не полностью подавились в результате работы процедуры.

Пятый параграф посвящен технологии определения динамических параметров волн по данным сейсмоакустического профилирования.

Первое требование для успешного определения динамических параметров волн - вся предварительная обработка данных должна выполняться с сохранением "истинных амплитуд", и должны быть получены временные разрезы, где визуально уже можно заметить изменения динамических характеристик волн [ватапоу й а1, 1998].

Использование динамических параметров сигнала в интерпретации предусматривает, во-первых, проведение преобразований Гильберта и получение разрезов «мгновенных амплитуд», фаз и полярностей [Танер и Шериф, 1982], во-вторых, вычисление сейсмических атрибутов вдоль выделенных границ. В системе ЯасШхРго для этого есть соответствующие процедуры. Однако процедуры для определения полярностей отражений нет. Дело в том, что принцип определения полярности по знаку амплитуды колебания на сейсмической трассе в момент локального максимума на трассе

мгновенных амплитуд справедлив лишь для симметричного по форме (нуль-фазового) сигнала, отраженного от кровли достаточно мощного пласта. Отклонения формы сигнала от требуемой, интерференция отражений от тонких пластов могут привести к неправильному определению полярности отражений.

Автором составлена специальная процедура и разработана технология, обеспечивающая устойчивое определение полярности отражений в большинстве встречающихся на практике случаев. На множестве примеров показано, что полярность отражений часто оказывается наиболее надежным параметром в расшифровке природы отражающих границ, например, «ярких пятен» на сейсмических разрезах (рис. 6) [Сатапоу, 1998; Гайнанов, 2008].

Рис. 6. Фрагмент сейсмоакустического временного разреза с «яркими пятнами» (а) и разрез полярностей (б).

При интерпретации необходимо совместное использование динамических параметров сейсмоакустической записи (амплитуда, полярность, частотный состав) с кинематическими параметрами (скорость волн, конфигурация

границ). Во многих случаях это позволяет найти наиболее достоверные варианты интерпретации материалов, даже когда отсутствуют скважпнные данные о вещественном составе отложений [Гайнанов, 2008].

В шестом параграфе дается описание разработанного программного комплекса для обработки данных сейсмоакустического профилирования.

Многолетний научно-технический и производственный опыт сейсмоакустических работ на акваториях, а также знакомство с отечественными и зарубежными программными средствами для обработки сейсморазведочных и сейсмоакустических данных, позволили автору создать свою систему обработки данных сейсмоакустического профилирования [Гайнанов, 2008], которая обладает определенными преимуществами, а именно: 1) она компактна и проста в использовании; 2) работает быстро; 3) реализует, наряду с общеизвестными процедурами обработки сейсмических данных, процедуры, разработанные автором специально для сейсмоакустического профилирования (Глава 3, § 3, § 4).

Интерфейс программы подобен интерфейсу широко распространенных Windows программ и является интуитивно понятным. После открытия файла данных и загрузки заданного количества трасс, на экране появляется изображение временного разреза. Простым щелчком мыши на выбранной точке разреза можно посмотреть осциллографическое изображение данной трассы, производить редактирование трасс, посмотреть частотный спектр трасс.

Специальное меню открывает список имеющихся процедур обработки данных. После выбора процедуры и задания параметров программа, переходит в интерактивный режим подбора параметров, если такой режим предусмотрен, или производит обработку всех трасс и выводит результаты на экран. Обработанные данные могут быть сохранены для дальнейшей обработки, или же обработанный фрагмент временного разреза может быть сохранен в виде изображения для последующей обработки в графических системах.

На рис. 7 приводится пример улучшения качества материала последовательным применением различных обрабатывающих процедур.

.....\

¡тртп^ттшшшшшт ш^т »>*

Рис. 7. Фрагмент сейсмоакустического временного разреза: а) до обработки; б) после полосовой частотной фильтрации (700 — 2000 Гц); в) после фильтрации, мьютинга, редактирования трасс, исключения влияния волнения.

Выводы.

1. Исследованы известные, предложены и практически реализованы новые оригинальные способы обработки данных, повышающие эффективность сейсмоакустического профилирования на акваториях.

2. Разработана технология оценки литологических и физико-механических характеристик, газонасыщенности отложений с использованием динамических параметров сейсмоакустических записей.

3. Разработан программный комплекс для обработки сейсмоакустических данных, существенно улучшающий качество материалов за счет применения как известных, так и оригинальных способов обработки.

Глава 4. Расчет систем наблюдений и исследование эффективности многоканального сейсмоакустического профилирования на модельных и

полевых примерах.

В этой главе анализированы возможности и ограничения многоканального сейсмоакустического профилирования для подавления основных типов помех и определения скорости волн в среде.

В первом параграфе описана технология многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях, разработанная при участии автора в компании ДЕКО Проект [Гайнанов и др., 2006].

Для проведения работ по методу МОГТ используется 16-канальный приемно-регистрирующий комплекс и источник типа бумер с центральной частотой излучения 1-2 кГц или спаркер с центральной частотой излучения 200-400 Гц. Шаг между приемниками -2 м, общая длина приемной системы -30 м. Буксировка излучателя и приемной косы осуществляется на глубине 0,4 м от поверхности воды в случае бумера и на глубине 0,8 м в случае спаркера. Кратность перекрытия составляет в среднем 16 раз при бинировании через 2 м.

Обработка данных проводится в системе «RadExPro» [RadExPro Plus 3.6, 2005] и включает такие процедуры, как частотная фильтрация, регулировка амплитуд, скоростной анализ, суммирование по ОГТ. По мере необходимости осуществляется также ввод и коррекция статических поправок, деконволюция и двухмерная фильтрация данных [Гайнанов и др., 2007].

Многоканальные наблюдения практически во всех случаях позволяют получить более качественные временные разрезы. Это достигается не только за счет суммирования многоканальных записей, но также благодаря возможности предварительной выбраковки шумных каналов или варьированию количества суммируемых каналов в зависимости от глубины отражающих границ. Во многих случаях удается достаточно точно определять скорости сейсмических волн в осадках и строить глубинные разрезы даже в отсутствии скважин на исследуемых площадках.

Однако результаты не всегда оправдывают ожидания. Например, степень подавления кратных волн суммированием часто оказывается недостаточной для уверенного прослеживания глубоких границ, иногда глубинность исследований не превышает глубинность одноканальных наблюдений. Для того чтобы разобраться в причинах этих успехов и неудач, мы решили провести анализ результатов полевых работ, сопоставляя их с теоретическими расчетами, основы которых даны в работах [Гогоненков и др., 1975; Гольдин, 1974;

Гольцман, 1964; Козлов и др., 1973; Мешбей, 1973], и проверяя собственными модельными примерами [Гайнанов, 2007; Гайнанов и Токарев, 2008].

Во втором параграфе рассматриваются свойства многоканальной косы как настраиваемой группы для подавления помех.

Частотная характеристика группы с равномерным распределением приемников для плоских волн выражается формулой [Гольцман, 1964]

„,п ^(гс-т „•/) ЬиЧ V'

Н(Л =----= —[ . г ,

вт( я--=-•/) М—Я

п П-У

где / - частота; V - кажущаяся скорость; тп = ¿/V* - запаздывание волны на последнем приемнике, Ь - длина группы, п - число приемников в группе.

В область пропускания группы попадают те волны, для которых тп не превышает четверти периода. Волны, для которых т„ больше периода, группой подавляются. Так как волны, отраженные от границ на разных глубинах имеют разные запаздывания, то фиксированная группа, оптимальная для приема одних волн, не подходит для приема других.

В работе на полевых примерах показано, как при регистрации сигнала с каждого приемника отдельно можно управлять параметрами группы, подбирая для каждого интервала глубин требуемое число суммируемых каналов.

По-настоящему преимущество многоканальной регистрации проявляется при суммировании по ОГТ с вводом кинематических поправок. Лучшее подавление помех достигается веерной фильтрацией, но для исключения аляйсинг-эффекта перед веерной фильтрацией необходимо спрямить оси синфазности помехи специальными поправками [Гайнанов и Токарев, 2008].

В третьем параграфе анализируется эффективность многоканальных сейсмоакустических систем в борьбе с кратными волнами.

Получены рассчетные соотношения для определения оптимальных параметров систем наблюдений по способу ОГТ в зависимости от глубины исследуемых границ, от отношения эффективных скоростей однократных и

многократных волн, от частотного состава волн (рис. 8).

На модельных и полевых примерах показана возможность подавления кратных волн до 2,5 - 4 раз. Как ожидалось, степень подавления кратных волн падает при глубинах границ, существенно превышающих длину расстановки. Но она резко падает и на малых глубинах из-за растяжения сигнала на дальних каналах после введения кинематических поправок - здесь линия допустимого растяжения сигнала (2) ограничивает длину расстановки гораздо раньше, чем она достигнет длины (1), необходимой для подавления кратных волн.

О 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100 12Ц..Ш

Рис. 8. Графики зависимости минимальной длины расстановки I от времени вступления отраженных волн /„ для разных соотношений скоростей многократных (К,) и однократных (У2) волн при/=1 кГц (бумер) и /=250 Гц (спаркер) (1); линии относительного растяжения сигнала на 20% (2).

Длина расстановки, необходимая для подавления кратных волн, определяется исходя из условия, чтобы разница времен на последних суммируемых каналах была не меньше преобладающего периода волн

Линия фиксированного растяжения сигнала Б, согласно [К1еуп, 1983] определяется формулой

(2)

Для проверки полученных выводов в условиях, максимально приближенных к реальным, были рассчитаны синтетические многоканальные сейсмограммы для моделей сред, близких по параметрам к сейсмогеологическим разрезам в районах работ. Эти сейсмограммы затем обрабатывались в системе ЯасШхРго по тому же графу, что и полевые сейсмограммы, и оценивалось подавление помех. Результаты опубликованы в работах [Гайнанов, 2007; Гайнанов и Токарев, 2008].

Для большего подавления кратных волн рекомендуется применять совместно с суммированием по ОГТ одноканальные способы подавления кратных волн (рис. 9).

Рис. 9. Пример комплексного подавления кратных волн: а) временной разрез ОГТ; б) суммирование по ОГТ после потрассного подавления кратных волн в водном слое. 1 - однократная волна; 2 - многократные волны.

В четвертом параграфе оценивается эффективность скоростного анализа по многоканальным сейсмоакустическим данным.

По теоретической оценке чувствительность этой процедуры, так же, как и степень подавления кратных волн, определяется частотным составом сигнала и длиной расстановки. Но есть некоторые ньюансы:

Расчеты на модельных сейсмограммах показали низкую разрешающую способность скоростного анализа для малых глубин, что объясняется сильным растяжением сигнала с удалением и ограничением числа суммируемых каналов. В то же время оказалось, что для глубин, сравнимых с длиной расстановки, многоканальная система имеет относительно высокую избирательность по эффективным скоростям при не очень больших способностях к подавлению кратных волн. Это можно объяснить тем, что для разделения волн по скоростям достаточно, чтобы разделились соответствующие максимумы на графиках, а для подавления волн необходимо, чтобы их спектры полностью попали в полосу подавления.

На полевых данных максимумы на спектрах скоростей получаются более расплывчатыми из-за разброса времен вступлений, но в целом скорости определяются достаточно уверенно. Выводы.

1. Многоканальная регистрация данных позволяет эффективно использовать интерференционные свойства многоэлементной сейсмоакустической косы.

2. Теоретические и модельные расчеты показывают, что при суммировании по ОГТ возможно ослабление многократных волн до 2,5^4 раз при достаточно большой длине косы и высокочастотном спектре сигнала.

3. На глубине менее 10-20 м для бумера и менее 40-70 м для спаркера невозможно эффективное подавление многократных волн суммированием по ОГТ вследствие сильного растяжения сигнала на дальних каналах после ввода кинематических поправок, возможно лишь некоторое их ослабление.

4. Скоростной анализ по сейсмограммам ОГТ возможен в более широком интервале глубин. Однако на малых глубинах точность скоростного анализа падает так же по причине сильного растяжения сигнала на дальних каналах.

5. Использованная в полевых наблюдениях коса (N=16, Ах =2 м) оптимальна для исследования разреза до глубин 30—50 м.

Глава 5. Технологии сейсмоакустических исследований на примерах решения региональных и инженерно-геологических задач.

В этой главе показана эффективность разработанных технологий сейсмоакустических исследований на практических примерах.

Представленные в данной работе аппаратура, методика исследований и способы обработки данных разрабытывались и совершенствовались в процессе самых разных геолого-геофизических исследований. Результаты исследований, доказывающие эффективность этой технологии для повышения разрешающей способности и глубинности сейсмоакустического профилирования на акваториях, для оценки физико-механических характеристик отложений, литологии, газонасыщенности, докладывались на научных конференциях, опубикованы в научной литературе, список которых прилагается. Здесь приводятся некоторые наиболее характерные примеры.

Первый параграф посвящен региональным исследованиям.

Автор участвовал в исследованиях конусов выноса больших рек [Гайнанов и др., 1995], грязевых вулканов и диапиров Черного и Средиземного морей [Лимонов и др., 1992; ваупапоу & С11У, 1996; ОТЫ й а1, 1997; ваупапоу й а1, 1998; Гайнанов, 2008], карбонатных горок в Атлантическом океане [Оаупапоу, 1998; Гайнанов, 2008].

Использованная технология сейсмоакустического профилирования:

Вариант 1. Возбуждение колебаний осуществлялось группой из 6 электроискровых источников с энергией 5 кДж (центральная частота спектра 80 Гц), прием - на одноканальную косу длиной 50 м. Усилитель - с линейной регулировкой усиления, с полосой пропускания 20 - 2000 Гц.

Источник буксировался на глубине 5 м на расстоянии 50 м от кормы судна, коса - на такой же глубине на расстоянии 100 м. Профилирование проводилось на скорости судна 6-8 узлов. Возбуждение колебаний

производилось с интервалом 10 с. Регистрация данных осуществлялась цифровой компьютеризованной системой с 12-разрядным АЦП.

Вариант 2. Пневмопушка объемом 3 л (центральная частота спектра 50 Гц), 6-канальная коса общей длиной 100 м. 6-канальный сейсмический усилитель с полосой пропускания 15 -250 Гц.

Обработка данных включала частотную фильтрацию, регулировку амплитуд, приведение записей к единой задержке, предсказывающую деконволюция, а также вычисление мгновенных амплитуд и определение полярности отражений (рис. 10).

Рис. 10. Сейсмоакустический временной разрез через массив карбонатных горок на плато Роколл (а), разрез полярности отражений (б). Отражения от границы в основании горок (1) имеют отрицательную полярность, что свидетельствует о том, что карбонатные постройки растут на неконсолидированных осадочных отложениях.

Во втором параграфе приводятся примеры высокоразрешающих

региональных и инженерно-геологических исследований в Карском море и в

центральной части Каспийского моря.

Технология. Электроискровой источник 600 Дж, многоэлектродный

излучатель (центральная частота спектра 400 Гц). Приемная коса 10 м (10

пьезоприемников). Буксировка источника и приемника на глубине I м на скорости 6 узлов. Интервал возбуждения 1,5 с. Регистрация данных в полосе частот 30- 1000 Гц.

Обработка данных проводилась примерно по тому же графу, что и для региональных исследований. Но в связи с тем, что при высокоразрешающем сейсмоакустическом профилировании качество данных существенно ухудшается при волнении моря, то здесь большой эффект дала процедура исключения влияния волнения моря (Глава 3, § 3), а в некоторых случаях -процедура подавления многократных волн в водном слое (Глава 3, § 4).

Рис. 11. Ледниковые отложения на эродированной поверхности коренных пород перекрыты сверху слоистыми постледниковыми осадками.

Ледниковые отложения

Бассейновая толща

Коренные породы

Рис. 12. Осадочный бассейн, заполненный осадками с субпараллельной слоистостью, которые облекают неровную поверхность коренных пород и ледниковых отложений.

Данная технология оказалась особенно эффективной при исследовании следов глобальных оледенений в Баренцевом и Карском морях, обеспечивая при благоприятных сейсмогеологических условиях глубинность исследований до сотен метров при разрешающей способности по вертикали 2-5 м. Это позволяло просветить весь разрез ледниковых отложений, иногда даже сквозь мощную толщу постледниковых осадков, захватывая также и доледниковые коренные породы (рис. 11, 12).

Региональные и инженерно-геологические исследования под постановку полупогружных плавучих буровых установок (ППБУ) в глубоководной части Каспийского моря были проведены ИО РАН на НИС «Рифт» в 2004 году при участии сотрудников МГУ. Результаты сейсмоакустических исследований представлялись на всероссийских и международных конференциях [Гайнанов и др., 2005 -2006; Левченко и др.. 2006: Поляков и др., 2006].

Рис. 13. Временной разрез по профилю Махачкала-Ялама (а) и его увеличенный фрагмент (б).

Инженерные изыскания проводились на 2-х площадках - «Ялама-Самур» и «Центральная». Для понимания общей геологической ситуации на прилегающей территории были отработаны несколько региональных профилей, временной разрез по одному из которых представлен на рис.13.

В третьем параграфе приводятся примеры многоканальных и комбинированных сейсмоакустических исследований в инженерных целях.

При выполнении инженерно-геологических изысканий под строительство крупных сооружений перед сейсмоакустическими исследованиями ставятся повышенные требования - необходимо изучать разрез на глубину до 50-60 м с разрешающей способностью 0,5 м и лучше, нужно строить не только временные, а и глубинные разрезы, требуется оценить физико-механические свойства отложений.

Здесь, безусловно, преимущества имеют многоканальные наблюдения, позволяющие определять скоростные характеристики отложений, а также двухчастотное профилирование, обеспечивающее высокую разрешающую способность. Параллельно проводится гидролокация бокового обзора (ГЛБО), которая позволяет получить сведения о характере донных отложений не только вдоль профиля, но и по площади.

Технология многоканальных наблюдений описана в главе 4 § 3, а двухчастотного профилирования - в главе 2 § 3.

Инженерно-геологические изыскания в заливе Св. Петра проводились под строительство портовых сооружений. Требовалось расчленить разрез на верхнюю рыхлую толщу и коренные отложения, выделить разломы, зоны залегания рыхлых "полужидких" илов и газоносных отложений.

Работы проводились при сильном волнении моря, и получение качественных временных разрезов оказалось возможным именно благодаря многоканальным наблюдениям и цифровой обработке данных. Многоканальность наблюдений позволила определить скорости сейсмических волн в осадках и построить более точные глубинные разрезы. Благодаря относительно высокому отношению сигнал/помеха на суммарных разрезах ОГТ

удалось выделить множество амплитудных аномалии типа «яркое пятно» и определить полярности отражений. Комплексная интерпретация динамических и кинематических параметров сейсмоакустической записи позволила вполне достоверно идентифицировать разные по литологии и физико-механическим характеристикам отложения при отсутствии скважинных данных (рис. 14).

( Ры».

лые отложения на дне

[Плотные отложения)

317 «47 747 947

Плотные отложения)

1147 124т 1747 144" 1547 1Й47 1747

0.5 КМ

** V „

..................

.....

........ - 4.-.-...................I......

г -Л.. ■ т.....■ СТ- 1аад>

• -.¿¿г ,

■ ., .три«*

'".'"'. .А'.....1'1Л

Отрицательной полярности-отражения от скоплений таза J

г;.....а

"'" тт,

Положительной полярности-отражения от плотных пород

Рис. 14. Пример кинематической и динамической обработки данных по одному из профилей: а) график средней амплитуды отраженной от дна волны: б) суммарный временной разрез ОГТ (указаны значения пластовых скоростей по результатам скоростного анализа); в) разрез полярности отражений.

При инженерных изысканиях под строительство трубопроводных переходов и мостов через реки использовалось многоканальное сейсмоакустическое профилирование на двух частотных диапазонах и гидролокация бокового обзора [Гайнанов и др., 2008].

На сейсмоакустическом разрезе через русло большой реки (рис. 15) четко выделяется подошва аллювиальных отложений, накопленных у левого берега.

На профиле, пройденном вдоль реки, а также на мозаике ГЛБО, наблюдаются песчаные валы, накопленные в русле.

ШШРШГ А ДЕВ.КЕРЕГ

Гранины >•■

Втт'лш зллктзш

Рис.15. Сейсмоакустический разрез через русло реки (а) и вдоль русла (б). Источник — бумер, суммирование по ОГТ 10 каналов. Песчаные валы хорошо видны также на мозаике ГЛБО (в).

По результатам скоростного анализа аллювиальные отложения характеризуются значениями пластовых скоростей 1600-1700 м/с, а известняки, залегающие в глубоководной части русла, выделяются большими значениями-2000 - 2200 м/с. Тем не менее, эти значения скорости очень низкие для известняков, и свидетельствуют о их разрушенности и низкой несущей способности, что необходимо будет учесть при проектировании моста.

В четвертом параграфе приведены примеры сейсмоакустических исследований в скважинах с использованием разработанной автором аппаратуры и методики работ.

Электроискровой источник оказался удобным и достаточно эффективным источником возбуждения продольных волн в водонаполненных скважинах. Поэтому техника, разработанная для морских исследований, после некоторой модификации может применяться и для исследований в скважинах [Гайнанов и др., 1984; Владов и др., 1988; Владов, 2003].

Технология межскважинного сейсмоакустического просвечивания применялась для изучения физико-механических характеристик под основанием строящихся и уже сооруженных больших энергетических объектов. Первоначально предусматривалось только томографическое восстановление скоростного разреза между скважинами по временам пробега прямых волн. Однако наличие на некоторых сейсмограммах записей отраженных волн подсказало идею использовать и эти волны для получения дополнительной информации о разрезе [Гайнанов, 2003; Гайнанов и др., 2005, 2006].

Выводы.

1. Эффективность разработанных технических средств, методических приемов и программ обработки доказана на многочисленных примерах решения региональных и инженерно-геологических задач.

2. Комбинация одноканальных и многоканальных систем наблюдений, а также источников типа бумер или спаркер позволяет исследовать разрез на достаточно большую глубину с высокой разрешающей способностью.

3. Цифровая обработка позволяет построить качественные временные и глубинные разрезы, оценить физико-механические и литологические свойства отложений.

4. Оригинальная процедура исключения влияния волнения моря во многих случаях позволяет получить качественные временные разрезы в таких погодных условиях, при которых раньше получение качественных данных было невозможно.

Заключение.

Основные результаты диссертационной работы следующие:

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований, а также обобщения опубликованной информации, сформулированы требования и разработаны компьютеризованные регистрирующие системы для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования, в том числе с одновременным использованием двух типов источников, существенно повышающие эффективность исследований на акваториях, сокращающие время и стоимость работ.

2. Впервые проведены теоретические и экспериментальные исследования многоканальных систем наблюдений для сейсмоакустического профилирования на мелководье с использованием различных типов источников, анализированы возможности и ограничения таких систем для подавления основных типов помех и определения скорости волн в среде.

3. Исследованы возможности ряда известных способов цифровой обработки применительно к сейсмоакустическим данным, разработаны новые оригинальные способы обработки, повышающие эффективность исследований при проведении работ в сложных сейсмогеологических и погодных условиях.

4. Разработана технология оценки литологических и физико-механических характеристик отложений с использованием кинематических и динамических параметров сейсмоакустических записей, выявлены наиболее информативные для этих целей параметры.

5. Показана на большом количестве практических примеров эффективность разработанной технологии проведения полевых работ и обработки данных сейсмоакустического профилирования для повышения разрешающей способности и глубинности исследований, для оценки физико-механических характеристик отложений, литологии, газонасыщенности.

Направления повышения эффективности сейсмоакустических исследований на акваториях в будущем видятся автору в внедрении новых методических приемов, таких как З-В наблюдения, что в свою очередь,

невозможно без разработки компактных и надежных систем контроля глубин и координат источников и приемников, компактных цифровых многоканальных кос. Еще не исчерпаны возможности совершенствования способов обработки, например, перспективной может оказаться совместная динамическая обработка данных двухчастотного профилирования для определения поглощающих свойств разреза, AVO-анализ по многоканальным данным.

Список основных публикации по теме диссертации Статьи в реферируемых журналах, рекомендуемых ВАК:

1. Опыт оптического анализа данных непрерывного сейсмического профилирования па море // Вести. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1976. № 1, с. 116-120.

2. Опыт определения эффективных скоростей при непрерывном сейсмическом профилировании с двумя приемными системами // Океанология. 1978. т. 18. вып. 3 (соавторы: Ельников И.Н., Стручков В.Л.)

3. Сейсмические свойства горных пород в районе Крымского полигона по данным скважинных исследований // Вести. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1983. № 3, с. 82 - 87 (соавтор: Рыбачук Г.О.)

4. Опыт применения динамических параметров сигналов в НСП для целен геологического картирования на акваториях // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1989. № 1, с. 94 - 100.

5. Исследование возможностей повышения разрешенное™ сейсмических данных при изучении глубоководных конусов выноса // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1995. № 4. с. 85-87 (соавторы: Короткое И.П., Тихоцкий C.B., Трофимов C.B.)

6. Сейсмоакустические исследования следов покровных оледенений в Карском море // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 1, с. 38-44 (соавторы: Поляк J1.B., Гатауллин В.Н.. Зверев A.C.)

7. Использование отраженных волн при межскважинном сейсмическом просвечивании // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 5. с. 83-85. (соавтор: Рыковская Н.В.)

8. Новые данные о сейсмостратиграфин и процессах седиментогенеза на западном склоне Среднего Каспия // Докл. РАН. 2006. т. 411. № 5. с. 663-666. (соавторы: Левченко О.В., Мерклин J1.P., Поляков A.C., Росляков А.Г.)

9. Опыт сейсмоакустического профилирования с многократным перекрытием: возможности и ограничения // Разведка и охрана недр.2006, № 12, с. 21-24 (соавторы: Кузуб H.A., Токарев М.Ю., Клещин С.М.)

10. Комплексное использование технологий скважинных сейсмических наблюдений при

инженерно-геологических исследованиях // Там же. с. 30-32 (соавтор: Скворцов А.Г.)

11. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование на разных частотных диапазонах - реальные возможности // Разведка и охрана недр. 2008. № 1, с. 35-38. (соавторы: Токарев М.Ю., Зверев А.С., Росляков А.Д.)

12. Возможности и ограничения многоканального сейсмоакустического профилирования в инженерных целях: теория и практика. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008. № 4, с. 53 - 62 (соавтор: Токарев М.Ю.)

13. Об использовании динамических параметров записи при сейсмоакустическом профилировании. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008. № 5.

14. Сейсмоакустический комплекс для двухчастотного профилирования на акваториях // Океанология. 2009. № 4 (соавтор: Зверев А.С.)

15. Программный комплекс для обработки данных сейсмоакустического профилирования // Океанология. 2009. № 3.

16. Примеры использования динамических параметров сейсмоакустической записи при интерпретации // Разведка и охрана недр. 2008. № 12.

17. Сейсмоакустические методы при инженерно-геологических изысканиях на реках // Там же. (соавторы: Старовойтов А.В., Баскакова Г.В.)

18. Mud volcanoes and dome-like structures at the Eastern Mediterranean Ridge // Mar. Geophys. Res., 1997,19, p. 421 -438 (co-authors: Cifci G., Limonov A., Dimitrov L.)

19. Seismic evidence for gas accumulation related to the area of mud volcanism in the deep Black Sea // Geo-Marine Letters, 1998, 18, p. 139-145 (co-authors: Bouriak S., Ivanov M.)

20. Kara Sea expedition yields insight into LGM ice sheet extent // Eos. 2002. 83, No. 46, p. 525, 529 (co-authors: Polyak L., Gataullin V. et al.)

21. The eastern extent of the Barents-Kara Ice Sheet during the Last Glacial Maximum based on seismic-reflection data from the eastern Kara Sea // Polar Research (APEX Special Volume), 2008, 27, p. 162-174 (co-authors: Polyak L., Niessen F., Gataullin V.)

Другие публикации:

22. К вопросу о путях развития способов регистрации и обработки в методе сейсмоакустического профилирования. Экспресс-информация ВИЭМС, сер. "Морск. геол.и геофиз.", 1976. (соавторы: Полшков М.К., Калинин А.В., Калинин В.В.)

23. Регистрирующая система для сейсмоакуст. проф. на базе микро-ЭВМ "Электроника 60". Тез. докл. всесоюзн. школы "Тех. средства и методы исслед. Мирового океана". М.,1987.

24. Экспериментальные исследования зависимости динамических параметров сейсмического сигнала от литологического состава донных осадков. В сб. "Геол. конт. террасы

окраинных и внутр. морен". Изд. МГУ. 1989. с. 33 - 41 (соавторы: Старовойтов A.B.. Девдариани H.A.. Рыбалко Л.Е.)

25. Сейсмоакустические исследования следов глобальных оледенении в Баренцевом и Карском морях. (Тезисы)-Ломонос, чтения. Секц. геол. М. 2003. (соавтор: Зверев A.C.)

26. Высокоразрешающее межскважинное сейсмическое просвечивание с использованием отраженных волн. (Расшир. тезисы) - Междун. геофиз. коифереп. «Москва 2003». М. 2003.

27. Высокоразрешающие сейсмоакустические исследования в центральной части Каспийского моря. (Расшир. тезисы)-Ломонос, чтения. Секц. геологии. М. 2005. (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р. и др.)

28. Комплексные сейсмоакустические исследования площадок под установку буровых платформ в Каспийском море. Тез. VII-ой Международной научно-практической конференции «Геомодель-2005». (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Соколов С.Ю.)

29. Опыт сенсмоакустического профилирования с многократным перекрытием -возможности и ограничения. Тез. Междун. конферен. «Инженерная геофизика-2006». Геленджик, 2006. (соавторы: Кузуб H.A., Лупырь P.P.)

30. Комплексное использование различных технологий скважинных сейсмических наблюдений при инженерно-геологических исследованиях. Там же. (соавтор: Скворцов А.Г.)

31. Многокан. сейсмоакуст. профилир. на акваториях - ожидания и результаты. Расшир. тез. Междун. конферен. «Санкт-Петербург-2006». (соавторы: Кузуб H.A., Лупырь P.P.)

32. Сейсмоакустические исследования ледниковых отложений в Карском море. Расшир. тез. Междун. конферен. «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск, 2006. (соавторы: Поляк Л. В., Гатауллин В. Н., Зверев А. С.)

33. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование в Байдарацкой губе. Там же. (соавторы: Кузуб H.A., Клещин С.М. и др.)

34. Некоторые результаты сейсмоакустическпх исследований в центральной части Каспийского моря. Там же. (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р.и др.)

35. Сейсморазведка (Руководство к практическим занятиям по курсу «сейсморазведка»). Издательство МГУ. 2006. 148 с.

36. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование в инженерных целях - больше возможностей, больше информации. Тез. Междун. научно-нракт. конферен. «Инженерная и рудная геофизика-2007». Геленджик, 2007. (соавторы: Кузуб H.A.. Токарев М.Ю.)

37. Комбинированное сейсмоакустическое профилирование спаркер+бумер - реальные возможности. Там же. (соавторы: Зверев A.C., Токарев М.Ю.. Росляков А.Д.)

38. Расчет многоканальных систем сейсмоакустического профилирования на моделях. Сб. трудов каф. общ. и прикл. геофизики. Университет «Дубна». М„ РАЕН. 2007. с. 55 - 68.

39. Особенности обработки данных многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях. Там же. с. 42 - 54 (соавторы: Кузуб Н.А., Токарев М.Ю.)

40. О природе «ярких пятен» на временных разрезах сейсмоакустического профилирования. ГЕОРазрез, Электронный научный журнал университета «Дубна», 2008.

41. Технология сейсмоакустических исследований на акваториях - от двухчастотного профилирования к многоканальным системам. Расшир. тез. Междун. конферен. «Санкт-Петербург-2008». (соавторы: Токарев М.Ю., Зверев А.С., Росляков А.Д.)

42. Характеристики «ярких пятен» на сейсмоакустических разрезах. Тез. междун. научно-практ. конф. «Инженерная п рудная геофизика-2008». Геленджик, 2008.

43. Seismic characteristics of the Black Sea and the Eastern Mediterranean mud volcanoes. Proc. for the Intern. Earth Sc. Colloq. of the Aegean regions. Izmir. 1996. (co-author: Cifci G.)

44. Investigations of the mud volcanoes at the Eastern Extension of the Mediterranean Ridge. Proc. of the 11-th Petrol. Congress and Exibition of Turkey, Ankara, Turkey, 1996, p. 49 - 57. (coauthors: Cifci G., Dimitrov L., Limonov A.)

45. Features of the Black Sea mud volcanoes and mud diapirs according to seismic data. (Abstr.) - Congress "Gas and Fluids in Marine Sediments". Amsterdam, 1997.

46. Seismic Investigations of Carbonate Mounds in the North Atlantic to the West of Ireland. (Abstr.) - Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs". Gent, Belgium. 1998.

47. General characteristics of the Black Sea mud volcanoes and gas hydrates "shield" in the eastern Mediterr. sea // Annales Geophysicae. Suppl. I to V. 16. 1998. P. 296. (co-author: Cifci G.)

48. High-resolution seismic survey in the Barents and Kara Seas: implication for the last-glaciation history. (Abstr.) - Third Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA). Moscow. 2000. (co-authors: Levchenko O., Merklin L. et al.)

49. Seismic mapping on the Thrace shelf (SW Black Sea); implications for recent sea level fluctuations (Abstr.) - 3rd Balkan Geological Congress and Exibition. Sofia, Bulgaria. 2002. (coauthors: Alpar В., Yaltirak C.)

50. Late Pleistocene glaciation history of the southwestern Kara Sea. XVI INQUA Congress, Program with Abstracts, 2003, p. 71-72. (co-authors: Gataullin V., Polyak L. et al.)

Принято к исполнению 20/01/2009 Исполнено 23/01/2009

Заказ № 60 Тираж 120 экз.

ООО «СМСА» ИНН 7725533680 Москва, 2й Кожевнический пер., 12 +7 (495) 604-41-54 www.cherrypie.ru

Содержание диссертации, доктора технических наук, Гайнанов, Валерий Гарифьянович

Введение.

Глава 1. Сейсмоакустическое профилирование на акваториях - история и современное состояние.

§ 1. Краткая история развития сейсмоакустического профилирования.

§ 2. Современные технологии сейсмоакустического профилирования: источники возбуждения упругих волн, приемно-регистрирующие системы.

§ 3. Краткий обзор программных средств, применяемы для обработки данных сейсмоакустического профилирования.

§ 4. Достижения и проблемы внедрения цифровой технологии в сейсмоакустическое профилирование.

Глава 2. Разработка и совершенствование приемно-регистрирующих систем для сейсмоакустического профилирования на акваториях.

§ 1. Требования к приемно-регистрирующим системам для сейсмоакустического профилирования.

§ 2. Функциональные схемы цифровых регистрирующих трактов сейсмоакустической аппаратуры

§ 3. Программное обеспечение для компьютеризованных сейсмоакустических комплексов

§ 4. Краткое описание разработанных компьютеризованных сейсмоакустических комплексов для одноканальиого и многоканального профилирования

Глава 3. Исследование эффективности способов цифровой обработки сейсмоакустических данных и разработка новых способов

§ 1. Цели и задачи цифровой обработки данных сейсмоакустического профилирования.

§ 2. Некоторые теоретические и практические аспекты применения цифровых фильтров при обработке данных сейсмоакустического профилирования

§ 3. Разработка способов исключения влияния волнения моря на результаты сейсмоакустического профилирования

§ 4. Исследование и усовершенствование способов подавления многократных волн в водном слое

§ 5. Технология определения динамических параметров волн

§ 6. Общее описание разработанного программного комплекса для обработки данных сейсмоакустического профилирования

Глава 4. Расчет систем наблюдений и исследование эффективности многоканального сенсмоакустическое профилирования на модельных и полевых примерах.

§ 1. Технология многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях.

§ 2. Достоинства многоканальной косы как настраиваемой группы для подавления помех.

§ 3. Возможности многоканального сейсмоакустического профилирования для подавления многократных волн суммированием по ОГТ.

§ 4. Эффективность скоростного анализа по многоканальным сейсмоакустическнм данным

§ 1. Региональные исследования.

Исследования грязевых вулканов и глиняных диапиров Черного и Средиземного морей

Исследование карбонатных горок в северной части Атлантического океана.

§ 2. Высокоразрешающие региональные и инженерно-геологические исследования.

Исследование следов глобальных оледенений в Баренцевом и Карском морях.

Инженерно-геологические и региональные исследования в центральной части

Каспийского моря.

§ 3. Многоканальные и комбинированные двухчастотные сейсмоакустические исследования в инженерных целях.

Многоканальные сейсмоакустические исследования в Байдарацкой губе.

Инженерно-геологические изыскания в заливе Св. Петра.

Инженерно-геофизические исследования в Северном Каспии.

Сейсмоакустические исследования при инженерных изысканиях под строительство трубопроводных переходов и мостов через реки.

§ 4. Сейсмоакустические исследования в скважинах.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях"

Повышение эффективности сейсмоакустического профилирования означает увеличение глубинности и разрешающей способности исследований, получение дополнительной информации по физико-механическим свойствам и литологии отложений, достоверного выделения зон повышенной опасности, таких как газонасыщенные отложения, грунты низкой несущей способности и т.д. Однако довольно долгое время первоначальная технология работ - одноканальная система наблюдений с получением временного разреза непосредственно в процессе профилирования -оставалась неизменной, что тормозило дальнейшее развитие метода.

Так как цифровая обработка и многоканальные наблюдения в сейсморазведке начали применяться гораздо раньше, чем в сейсмоакустическом профилировании, то казалось, что эти технологии могут быть перенесены и на сейсмоакустическое профилирование. Однако практика показала, что механический перенос способов цифровой обработки данных, разработанных для сейсморазведки, и переход к многоканальным наблюдениям, в сейсмоакустическом профилировании очень часто не дают желаемого эффекта. Причины неудач могли быть как в специфике технологии сейсмоакустического профилирования, так и в особенностях строения изучаемой этим методом верхней части разреза. Поэтому потребовались теоретические и экспериментальные исследования с целью установления границ применимости традиционных способов цифровой обработки к сейсмоакустическим данным, их усовершенствования и разработки новых способов. Необходим был также анализ и расчет систем многоканальных сейсмоакустических наблюдений и оценка их реальных возможностей.

Задачи исследований

Научная новизна

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований, а также обобщения опубликованной информации, сформулированы требования к компьютеризованным аппаратурным комплексам для одпокапального и многоканального сейсмоакустического профилирования.

2. Созданы технические средства и программное обеспечение для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях с одновременным использованием двух типов источников - спаркера и пьезоэлектрической антенны или спаркера и бумера.

6. Доказана на практических примерах эффективность разработанной технологии проведения полевых работ и обработки данных сейсмоакустического профилирования для повышения разрешающей способности и глубинности исследований, для оценки физико-механических характеристик отложений, литологии, газонасыщенности.

Основные защищаемые положения

1. Компьютеризованные регистрирующие системы для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования, в том числе с одновременным использованием двух типов источников, существенно повышают эффективность исследований па акваториях, сокращают время и стоймость работ.

3. Способ обработки данных, позволяющий избавиться от специфических помех, возникающих при ссйсмоакустическом профилировании в условиях волнения моря, обеспечивает получение высококачественных временных разрезов даже при неблагоприятных погодных условиях.

Практическая значимость

1. Разработанные и изготовленные под руководством и при непосредственном участии автора компьютеризованные аппаратурные комплексы для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования используются в ряде научно-исследовательских и производственных организаций в нашей стране (ИО РАН, ВСЕГЕИ, МГУ, ТОЙ ДВО РАН, ГЕОХИ РАН) и за рубежом (Ханойский океанографический институт, Геофизическая экспедиция Министерства природных ресурсов - Вьетнам, Стамбульский университет - Турция, Фундаментпроект - Украина).

Личный вклад автора. Работа является обобщением исследований, выполнявшихся начиная с 70-х годов прошлого века на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ, а в отдельные годы — также при участии ИО РАН, ГИН РАН, ВСЕГЕИ, учебно-научного центра ЮНЕСКО при МГУ, географического факультета МГУ.

Разработка, изготовление и внедрение компьютеризованных комплексов для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования осуществлялось совместно с А,С. Зверевым, разработка технологии многоканального сейсмоакустического профилирования и методов обработки данных - совместно с Н.А. Кузубом и М.Ю. Токаревым.

Апробация и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались на ведомственных, всероссийских и международных конференциях: UNESCO-IOC-ESF 4-th Post Cruise Meeting "Sedimentary Basins of the Mediterranean and Black Seas" (Moscow, 1996), International Earth Sciences Colloquium of the Aegean regions (IESCA-95, Izmir, 1996), 11-th Petroleum Congress and Exibition of Turkey (Ankara, 1996), Congress "Gas and Fluids in Marine Sediments" (Amsterdam, 1997), Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs" (Gent, Belgium, 1998), Third Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA) (Moscow, 2000), 3rd Balkan Geological Congress and Exibition (Sofia, Bulgaria, 2002), Ломоносовских чтениях. Секция геологии. (Москва 2003, 2005), Международной геофизической конференции «Москва 2003», VII Международной научно-практической конференции «Геомодель-2005» (Геленджик,

2005), Международной конференции «Инженерная геофизика-2006» (Геленджик, 2006), Международной конференции «Санкт-Петербург-2006», IV Всероссийском литологическом совещании «ОСАДОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ: седиментогенез, литогенез, рудогенез (эволюция, типизация, диагностика, моделирование)» (Москва, 2006), Международной конференции «Нефть и газ Арктического шельфа-2006» (Мурманск,

2006), Международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика-2007» (Геленджик, 2007), Конференции по инженерной геологии (Москва,

2007), Международной конференции «Санкт-Петербург-2008», Международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика-2008» (Геленджик, 2008),

По результатам выполненных исследований автором опубликовано более 70 работ в виде статей и тезисов докладов, в том числе 25 статей в рецензируемых журналах.

Прилагаемый в конце автореферата список основных трудов по теме диссертации содержит 50 наименований.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Гайнанов, Валерий Гарифьянович

Выводы.

1. Эффективность разработанных технических средств, методических приемов и программ обработки показана на многочисленных примерах решения региональных и инженерно-геологических задач.

2. Подбирая оптимальную комбинацию одноканальных и многоканальных систем наблюдений, а также источников типа бумер или спаркер удается исследовать разрез на достаточно большую глубину с высокой разрешающей способностью.

3. Последующая цифровая обработка позволяет построить качественные временные и глубинные разрезы, оценить физико-механические и лито логические свойства отложений.

5. Комплексное использование кинематических (скорости, прослеживаемость и кривизна осей синфазности) и динамических (амплитуды, полярности) параметров сейсмоакустических записей позволяет вполне уверенно оценивать литологические и физико-механические характеристики отложений.

Заключение.

Итоги работ и перспективы дальнейших исследований.

В целом, подводя итог всей работы, можно сказать, что разработана компьютеризованная технология одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях, повышающая эффективность таких исследований благодаря увеличению глубинности и разрешающей способности, расширению возможностей определения литологических и физико-механических характеристик отложений, увеличению надежности получаемой информации.

При более детальной расшифровке можно выделить следующие разделы:

1. Теоретически обоснованы и практически реализованы компьютеризованные регистрирующие системы для одноканального и многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях с использованием двух типов источников — спаркера и бумера, или спаркера и пьезоэлектрической антенны, повышающие эффективность таких исследований, сокращающие время и стоимость работ.

2. Теоретически и экспериментально исследованы особенности применения многоканальных систем наблюдений при сейсмоакустическом профилировании на мелководных акваториях, доказаны на практике возможности увеличения глубинности и точности построения разрезов, определения сейсмических скоростей и оценки физико-мехапических характеристик отложений при применении таких систем.

3. Разработана технология цифровой обработки данных, включая способы, алгоритмы и программы, повышающая глубинность, разрешающую способность и надежность сейсмоакустических исследований на акваториях.

4. Предложен алгоритм и создана программа обработки, позволяющая избавиться от специфических помех, возникающих при сейсмоакустическом профилировании в условиях волнения моря, что ведет к существенному повышению разрешающей способности и глубинности исследований при таких условиях.

5. Выполненное автором усовершенствование способа подавления многократных волн по Бакусу позволяет повысить степень подавления многократных волн и устойчивость работы процедуры в применении к сейсмоакустическим материалам, полученным на мелководье.

6. Разработана технология оценки литологичееких и физико-механических характеристик, газонасыщенности отложений с использованием кинематических и динамических параметров сейсмоакустических записей.

Несмотря на определенные успехи, к настоящему времени еще не удалось реализовать множество идей по совершенствованию технологии сейсмоакустических исследований на акваториях. Некоторые из них принципиально возможны уже сегодня, но еще не реализованы по технико-экономическим соображениям, некоторые носят характер пожеланий автора и заказчиков работ, теоретические основы таких приемов и техника работ еще не разработаны. С некоторыми такими идеями автор хотел бы поделиться здесь.

Пути совершенствования аппаратуры и методики сейсмоакустических исследований на акваториях.

В перспективе автор считает необходимым совершенствование аппаратуры и методики сейсмоакустических исследований на акваториях в следующих направлениях:

1. Внедрение 3-D сейсмоакустических наблюдений не только позволит более точно и детально изучать разрез, но также повысит эффективность некоторых процедур обработки, таких как миграция и подавление многократных волн с детальным учетом неоднородностей верхней части разреза. Однако сложности осуществления 3-D сейсмоакустических исследований на акваториях заключаются не только в необходимости осуществления одновременной буксировки некоторого количества многоканальных кос и источников, но в достаточно точном задании и определении глубин и координат для всех приемных каналов и источников. А это возможно при решении следующей проблемы:

2. Необходимо разработать способы и системы задания и достаточно точного определения глубин и координат всех каналов буксируемой приемной косы. Различие в глубинах погружения разных каналов косы приводит к различию амплитуды и формы принимаемых спгпалов, что, в конечном счете, ухудшает результаты суммирования и скоростного анализа. Отклонения расположения приемных каналов от прямой линии в ходе буксировки приводят к изменеию расстояния источник-приемник, и, соответственно, изменению времен прихода волн, что также ухудшает результаты суммирования и скоростного анализа. Прогресс в области цифровой электроники и систем навигации позволяет уже в настоящее время начать разработку таких систем, например, с использованием миниатюрных чипов цифровых акселерометров, подобных устройствам определения траектории движения (MRU - motion reference unit), используемых в настоящее время совместно с акустическими профилографами.

3. Необходимо продолжить работы по уменьшению поперечных размеров многоканальных приемных кос. Хотя многоканальная коса для сейсмоакустического профилирования на мелководье, по сравнению с обычной сейсмической косой и так выглядит миниатюрным, при проведении работ с маломерных судов ее спуск и подъем, хранение могут вызывать трудности, а если речь пойдет о 3-D наблюдениях — то тем более. В настоящее время главным препятствием для уменьшения размеров косы являются не размеры пьезоприемников и электронных компонент, а необходимость многожильного кабеля, многоштырьковых разъемов и жгутов проводов при использовании аналоговой косы. Поэтому требуется переход к полностью цифровой технологии многоканальных кос для сейсмоакустического профилирования.

Пути совершенствования технологии цифровой обработки и интерпретации данных сейсмоакустических исследований, определения физико-механических характеристик отложений.

1. Необходимо продолжить исследования по совместному применению одноканальных и многоканальных способов повышения соотношения сигнал/помеха на записях многоканального сейсмоакустического профилирования на акваториях. Например, часто ни суммирование по ОГТ, пи подавление кратных волн по Бакусу не дают достаточного эффекта подавления кратных волн. В работе показано, что больший эффект достигается при совместном использовании этих способов. Однако то, что является обязательным условием положительного эффекта суммирования - различие в кривизнах осей синфазности многократных и однократных волн, является препятствием для применения подавления кратных волн по Бакусу. Ухудшает результаты обеих способов эффект растяжения сигнала на дальних каналах. Возможно применение комбинации других одноканальных и многоканальных фильтров, например, поверхностно-согласованного способа подавления кратных волн (SRME - surface related multiple elimination) и преобразований Радона [Verschuur, 2006], может позволить хотя бы частично преодолеть эти препятствия и достигнуть лучшего подавления многократных волн в условиях мелководья.

2. До настоящего времени автору приходилось проводить сейсмоакустические исследования на площадках, где отсутствовали разведочные скважины вообще, или отсутствовали данные по физико-механическим характеристикам отложений (определения упругих и деформационных модулей). Поэтому наши оценки физико-механических характеристик грунтов по сейсмоакустическим данным (скорости волн, коэффициенты отражения) носят только качественный характер, они не могут быть переведены непосредственно на количественные физико-механические характеристики грунтов. Потому что в рыхлых осадочных отложениях динамические модули упругости, которые могут быть определены по сейсмическим данным, совершенно не совпадают со статическими модулями, которые имеют значение для инженерно-геологических расчетов. Они могут быть связаны друг с другом только некоторыми корреляционными зависимостями, справедливыми только для определенных типов отложений определенного района.

Автор надеется, что в будущем параллельно с сейсмоакустическими исследованиями на проектируемых площадках будут проводиться и испытания грунтов с целью прямого определения их упругих и деформационных свойств. Тогда, находя определенные корреляционные зависимости между статическими и динамическими параметрами отложений в отдельных точках площадки, можно будет с помощью сейсмоакустических исследований распространить эти значения на отложения по всей площади работ.

3. По мере накопления таких данных в перспективе возможно создание базы данных физико-механических и сейсмических свойств основных типов отложений для определенных мелководных акваторий с выявленными корреляционными зависимостями. Тогда станет возможным дистанционная оценка инженерно-геологических свойств и несущей способности грунтов по сейсмоакустическим данным даже в отсутствии скважин именно на заданной площадке исследований.

4. Пока при оценке физико-мехапических характеристик отложений по данным сейсмоакустического профилирования на акваториях мы вынуждены ограничиваться значениями скорости продольных волн в этих отложениях, значениями коэффициентов отражения от границ слоев и некоторыми объективными и субъективными характеристиками, наблюдаемыми визуально на временных разрезах. Скорости поперечных волн, необходимые для вычисления динамических модулей упругости, непосредственно по сейсмоакустическим данным не определяются, так как поперечные волны в воде не распространяются. Перспективно для этих целей использование AVO-анализа по многоканальным сейсмоакустическим данным. В работе [Tokarev et al., 2008] приводится пример успешного осуществления таких определений для донных осадков Белого моря по данным многоканального сейсмоакустического профилирования с заглубленной установкой. При использовании для этих целей данных, полученных поверхностно согласованной системой, которая обычно используется в сейсмоакустическом профилировании, возникает проблема учета различия амплитуд принимаемых по разным каналам волн. Однако при совершенствовании системы задания и контроля глубин буксируемых кос в будущем эта проблема может быть решена, и использование AVO-анализа по многоканальным сейсмоакустическим данным может принять массовый характер.

5. Количественное определение поглощающих свойств осадков по данным сейсмоакустического профилирования в принципе возможно [Кульницкий, 1979; Калинин и др., 1980], однако на практике часто оно не может быть выполнено с достаточной точностью. Причины: низкое соотношения сигнал/шум на исходных записях, недостаточно широкая полоса частот регистрируемых колебаний, сильная изменчивость сейсмогеологических условий в изучаемой в инженерно-геологических целях верхней части разреза.

Автор считает, что более точное определение поглощения в верхней части разреза может оказаться возможным при использовании для этих целей данных двухчастотного сейсмоакустического профилирования. Пока еще нет точной математики и технологии таких вычислений, однако, как это хорошо известно, а также показано на приведенных в работе примерах (Глава 2, § 4), глубинность исследований на разрезах, полученных с возбуждением колебаний бум ером с полосой частот 500 — 4000 Гц оказывается в несколько раз меньше, чем глубинность на разрезах, полученных со спаркером с полосой частот 100 - 700 Гц. Так как причина этого в возрастании поглощения с увеличением частоты, то при разработке соответствующей технологии можно будет определять поглощение в верхней части разреза, доступной для сигналов бумера и спаркера одновременно, точнее и надежнее, чем сейчас это возможно по данным только одного метода.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Гайнанов, Валерий Гарифьянович, Москва

1. Аксенов А.А., Дунаев Н.Н., Ионин А.С. и др. Арктический шельф Евразии в позднечетвертичное время. М., Наука, 1987.

2. Балашканд М.И., Ловля С. А. Источники возбуждения упругих волн при сейсморазведке на акваториях М., Недра, 1977.

3. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М., «Недра», 1980.

4. Безродных Ю.П., Лисин В.П., Федоров В.И., Кутузов А.Н. Опыт применения сейсмоакустикн и комплексирование ее с другими методами при инженерных изысканиях и обследовании подводных трубопроводов // Разведка и охрана недр. 2002, № 1.С. 2-5.

5. Бондарев В.Н., Рокос С.К, Костин Д.А. и др. Подмерзлотные скопления газа в верхней части осадочного чехла Печорского моря. Геология и геофизика. 2002. 43, 7, с. 587-598.

6. Владов М.Л. Сейсмоакустические многоволновые исследования в водонаполненных скважинах с помощью электроискрового источника упругих волн. Автореф. дис. на соиск. учен, степени, д-ра физ.-мат. наук. М., МГУ, 2003.

7. Владов М.Л., Гайнанов В.Г., Старовойтов А.В., Шалаева Н.В. А.В. Калинин — ученый и учитель // Ломоносовская школа МГУ по геофизическим методам исследования земных недр: прошлое, настоящее, будущее. Сб. научных трудов. Москва: МГУ, 2004. С. 54-56.

8. Владов М.Л., Гайнанов В.Г., Старовойтов А.В., Токарев М.Ю., Шалаева Н.В. Сейсмоакустические исследования на кафедре сейсмометрии и геоакустики в МГУ // Там же. С. 57-59.

9. Владов М.Л., Калинин А.В., Кузуб Н.А., Мусатов А.А., Шалаева Н.В. О комплексном изучении характеристик волнового поля в скважинах с целью расчленепиея разреза по пнженерпо-геологичеекпм свойствам. Доклады АН СССР, 1988, т. 299, № 2, с. 330-333.

10. Гайнанов В.Г. Аналогово-цифровой комплекс для непрерывного сейсмическогопрофилирования на акваториях // Матер. 2 науч. конф. аеп. и молод, уч. МГУ. Секция "Геофизика". ВИНИТИ 3319-75Деп.

11. Гайнанов В.Г. Разработка и исследование аналогово-цифрового комплекса для сейсмоакустического профилирования на акваториях. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1977.

12. Гайнанов В.Г. Руководство по учебной сейсморазведочной практике. (Учебное пособие), Изд. МГУ, 1988. 80 с.

13. Гайнанов В.Г. Опыт применения динамических параметров сигналов в НСП для целей геологического картирования на акваториях // Вестник МГУ, сер. 4, Геология. № 1, 1989. с. 94-100.

14. Гайнанов В.Г. Высокоразрешающее межскважинное сейсмическое просвечивание с использованием отраженных волн // (Расширенные тезисы) — Международная геофизическая конференция «Москва 2003». М. 2003.

15. Гайнанов В.Г. Сейсморазведка. Руководство к практическим занятиям по курсу «сейсморазведка». Издательство МГУ, 2005. 149 с.

16. Гайнанов В.Г. Расчет многоканальных систем сейсмоакустического профилирования на моделях // Сб. тр. кафедры общей и прикладной геофизики Университета "Дубна". М., РАЕН, 2007. С. 55-68.

17. Гайнанов В.Г. Характеристики «ярких пятен» на сейсмоакустических разрезах // Тезисы международной научно-практической конференции «Инженерная и рудная геофизика-2008». Геленджик, 2008.

18. Гайнанов В.Г. Об использовании динамических параметров записи при сейсмоакустическом профилировании // Вестник МГУ. Серия Геология. № 5, 2008а.

19. Гайнанов В.Г. О природе «ярких пятен» на временных разрезах сейсмоакустического профилирования // ГЕОРазрез, Электронный научный журнал университета «Дубна», 20086.

20. Гайнанов В.Г. Примеры использования динамических параметров сейсмоакуетической записи при интерпретации // Разведка п охрана недр. № 12, 2008в. с.

21. Гайнанов В.Г. Программный комплекс для обработки данных сейсмоакустического профилирования // Океанология, № 3, 2009.

22. Гайнанов В.Г., Зверев А.С. Сейсмоакустические исследования следов глобальных оледенений в Баренцевом и Карском морях // (Расширенные тезисы) Ломоносовские чтения. Секция геологии. М. 2003.

23. Гайнанов В.Г., Зверев А.С. Сейсмоакустический комплекс для двухчастотного профилирования на акваториях // Океанология, № 4, 2009.

24. Гайнанов В.Г., Короткое И.П., Тнхоцкий С.В., Трофимов С.В. Исследование возможностей повышения разрешенное™ сейсмических данных при изучении глубоководных конусов выноса // Вестник МГУ, сер. 4, Геология, № 4,1995. с. 85 90.

25. Гайнанов В.Г., Кузуб Н.А., Клещин С.М., Кузнецова О.В., Архипов А.А., Федоров А.С. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование в Байдарацкой губе. Расширенные тезисы Международной конференции «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск, 2006.

26. Гайнанов В.Г., Кузуб Н.А., Лупыръ P.P. Опыт сейсмоакустического профилирования с многократным перекрытием возможности и ограничения // Тезисы Международной конференции «Инженерная геофизика-2006». Геленджик, 2006а.

27. Гайнанов В.Г., Кузуб Н.А., Лупыръ P.P. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование на акваториях ожидания и результаты // Расширенные тезисы Международной конференции «Санкт-Петербург-2006». Санкт-Петербург, 20066.

28. Гайнанов В.Г., Кузуб Н.А., Токарев М.Ю. Особенности обработки данных многоканального сейсмоакустического профилирования па акваториях // Сб. тр. кафедры общей и прикладной геофизики Университета "Дубна". М., РАЕН, 2007а. С. 42-54.

29. Гайнанов В.Г., Кузуб Н.А., Токарев М.Ю,, Клещин С.М. Опыт сейсмоакустического профилирования с многократным перекрытием: возможности и ограничения // Разведка и охрана недр. 2006в. № 12, С. 21-24.

30. Гайнанов В.Г., Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Зверев А.С., Соколов С.Ю. Высокоразрешающие сейсмоакустические исследования в центральной части

31. Каспийского моря. (Расширенные тезисы) Ломоносовские чтения. Секция геологии. М. 2005.

32. Гайнанов В.Г., Поляк Л.В., Гатауллин В.Н., Зверев А.С. Сейсмоакустические исследования следов покровных оледенений в Карском море. Вестник МГУ, Серия Геология, № 1, 2005б. с. 38 44.

33. Гайнанов В. Г., Поляк Л. В., Гатауллин В. Н., Зверев А. С. Сейсмоакустические исследования ледниковых отложений в Карском море. Расширенные тезисы Международной конференции «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск, 2006д.

34. Гайнанов В.Г., Рыбачук Г. О. Сейсмические свойства горных пород в районе Крымского полигона по данным скважинных исследований // Вестник МГУ, серия 4 Геология, № 3,1983. с. 82 87.

35. Гайнанов В.Г., Рыковская Н.В. Использование отраженных волн при межскважинном сейсмическом просвечивании // Вестник МГУ. Серия Геология. № 5, 2005. с. 83 85.

36. Гайнанов В.Г., Скворцов А.Г. Малоглубинные скважинные сейсмические наблюдения с комплексированием различных технологий // Расширенные тезисы Международной конференции «Санкт-Петербург-2006». Санкт-Петербург. 2006.

37. Гайнанов В.Г., Скворцов А.Г. Комплексное использование технологий скважинных сейсмических наблюдений при инженерно-геологических исследованиях // Разведка и охрана недр. № 12, 2006а. с. 30-32.

38. Гайнанов В.Г., Старовойтов А.В., Баскакова Г.В. Сейсмоакустические методы при инженерно-геологических изысканиях на реках // Разведка и охрана недр. № 12, 2008.

39. Гайнанов В.Г., Стручков В.А. Двухканальное непрерывное сейсмическое профилирование для изучения скоростной характеристики разреза на мелководье. Матер. 3 науч. конф. асп.и молод, уч. МГУ. Секция "Геофизика". ВИНИТИ 2273-76Деп.

40. Гайнанов В.Г., Стручков В.А., Шпекторов А.Л. Результаты непрерывного сейсмического профилирования в центральной части Балтийского моря. Разведочная геофизика. М., Недра, вып. 85,1979.

41. Гайнанов В.Г., Токарев М.Ю., Зверев А.С., Росляков А.Г. Многоканальное сейсмоакустическое- профилирование на разных частотных диапазонах — реальные возможности // Разведка и охрана недр. 2008а. № 1, С. 35-38.

42. Гайнанов В.Г., Токарев М.Ю. Возможности и ограничения многоканального сейсмоакустического профилирования в инженерных целях: теория и практика. Вестник МГУ. Серия Геология. № 4, 2008. с. 53 62.

43. Гатауллин В.Н., Поляк JI.B. О присутствии ледниковых отложений в Центральной впадине Баренцева моря. ДАН. 1990. 314, 6, с. 1463-1467.

44. Глумов И.Ф., Маловицкий Я.П., Новиков А.А., Сенин Б.В. Региональная геология и нефтегазоносность Каспийского моря. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004, 342 с.

45. Гогоненков Г.Н., Кравцов Б.Я., Черняк B.C. Оценка эффективности предварительной цифровой обработки сейсмических данных. Прикладная геофизика, вып. 78, 1975. с. 3 14.

46. Голъдин С.В. Линейные преобразования сейсмических сигналов. М.: Недра, 1974.

47. Голъцман Ф.М. Основы теории интерференционного приема сейсмических волн. М.: Наука, 1964.

48. Горячев Ю.В., Ельников И.Н, Гайнанов В.Г., Стручков В.А. Определение скоростей по материалам НСП с двумя приемными системами. Геофизические методы исследования Мирового океана. Л., 1979. с. 97- 101.

49. Гросвалъд М.Г. Покровные ледники континентальных шельфов. М., Наука, 1983.

50. Гуленко В.И Пневматические источники упругих волн для морской сейсморазведки. Краснодар. 2003. 313 с.

51. Гурвич И.К, Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка. М., Недра, 1980.

52. Дубров Е.Ф. Звуковая геолокация. JL, «Недра», 1967.

53. Ельников И.Н., Гайнанов В.Г., Стручков В.А. Опыт определения эффективных скоростей при непрерывном сейсмическом профилировании с двумя приемными системами // Океанология, вып. 3, т. 18, 1978. с. 550 555.

54. Ельников КН., Гайнанов В.Г., Литвин В.М., Стручков В.А. Рельеф акустического фунда мента и мощность осадочного чехла в районе сочленения хребта Колбейпсей с рифтовой зоной Исландии // Океанология, вып. 5, т. 24, 1984.

55. Иванов М.К., Конюхов А.И., Кулыпщкий Л.М., Мусатов А.А. Грязевые вулканы в глубоководной части Черного моря // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1989. № 3. С. 48-54.

56. Казанин Г.С., Клещин С.М. Рациональный сейсмоакустический комплекс для геологической съемки шельфа// Разведка и охрана недр. 2002, № 1. С. 16-20.

57. Калинин А.В. Основные положения методики сейсмического профилирования с электроискровым источником давления // Методика геофизических исследований океанов , М., 1974, с. 66-76

58. Калинин А.В. Теория, методика и техника сейсмоакустических исследований на море с электроискровым источником упругих волн. Автореф. дис. на соиск. учен, степени д-ра физ.-мат. наук. М., МГУ, 1976.

59. Калинин А.В., Азшт Ш.А.Калинин В.В. Разведочные возможности метода эхолотирования и высокочастотной сейсморазведки при исследовании придонных отложений // Геофизические исследования, сб. 1, Изд. МГУ, 1964, с. 269 278.

60. Калинин А.В., Азими Ш.А., Калинин В.В., Пивоваров Б.Л. Спектральные характеристики импульсов давления, возбуждаемых при электроискровом разряде в морской воде. Прикладная геофизика, вып. 64, 1971.

61. Калинин А.В., Калинин В.В. Об использовании электрического разряда в воде для возбуждения упругих колебаний в сейсморазведке // Прикладная геофизика, вып. 58, 1968, с. 206-215.

62. Калинин А.В., Калинин В.В., Азими Ш.А. Сравнительная эффективность радиоипульсного и видеоимпульсного возбуждения при сейсмоакустической разведке // Геофизические исследования, сб. 2, Изд. МГУ, 1966, с. 58 62.

63. Калинин А.В., Калинин В.В., Владов M.JI., Мусатов А.А., Пивоваров Б.Л., Шалаева Н.В., Стручков В.А. Электроискровой источник упругих волн для целей наземной сейсморазведки. М., МГУ, 1989, 193 с.

64. Калинин А.В., Калинин В.В., Кульницкий JI.M., Пивоваров Б.Л. Определение поглощения сейсмических волн по данным сейсмических исследований на акваториях. ДАН СССР, т. 250, № 4, 1980, с. 838 841.

65. Калинин А.В., Калинин В.В,, Пивоваров Б.Л. Определение основных параметров непрерывного сейсмического профилирования с электроискровым источником. Прикладная геофизика, вып. 73, 1974. с. 69 94.

66. Калинин А.В., Калинин В.В., Пивоваров Б.Л. Сейсмоакустические исследования на акваториях. М., «Недра», 1983.

67. Калинин А.В., Калинин В.В., Фаталиев М.Х. Новый метод сейсмической разведки малых глубин на море // Вестник Московского университета, сер. Геология, № 1, 1966а, с. 92-95.

68. Калинин А.В., Калинин В.В., Фаталиев М.Х. Опыт применения сейсмоакустической разведки при инженерно-геологических изысканиях на акваториях // Геофизические , исследования, сб. 2, Изд. МГУ, 19666, с. 63 81.

69. Калинин В.В., Моргунов Ю.Г., Гайнанов В.Г. и др. Диапировые складки в Черном море к югу от горного Крыма. ДАН СССР, № 5, т. 228,1976. с. 1159 1162.

70. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике. М., «Недра», 1985.

71. Козлов Е.А., Гогоненков Г.Н., Лернер Б.Л. и др. Цифровая обработка сейсмических данных. М., Недра, 1973, 312 с.

72. Кондратьев И.К, Зенов А.А., Крылова Н.И., Певзнер А.Л. Использование обратной и веерной фильтрации в методе ОГТ. Прикладная геофизика, вып. 68, 1972, с. 31 44. •

73. Кондратьев И. К, Крылова Н.И. Некоторые особенности способа предсказывающей деконволюции. Прикладная геофизика, вып. 70, 1973. с. 41 53.

74. Кульницкий Л.М. Спектрально-статистический метод определения поглощения по данным сейсмических исследований. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. геол.-мин. наук. М., МГУ, 1979.

75. Левин А.С., Мираидов В.Л. Сейсмоакустические методы в морских инженерно-геологических изысканиях. М., «Транспорт», 1977, с. 176.

76. Левченко О.В., Гайнанов В.Г., Мерклин Л.Р. и др. Новые данные о сейсмостратиграфии и процессах седиментогенеза па западном склоне Среднего Каспия // Докл. РАН. 2006. т. 411, № 5. С. 663-666.

77. Лимонов А.Ф., Иванов М.К., Гайнанов В.Г. и др. Строение и происхождение подводного хребта Медина (Средиземное море). Вестник МГУ, сер. 4, Геология, № 1, 1992, с. 92-99.

78. Лимонов А.Ф., Иванов М.К., Лимонова И.В., Гайнанов В.Г. и др. Критский сегмент Эгейской дуги: строение осадочного чехла и некоторые геодинамические выводы. Вестник МГУ, сер. 4, Геология, № 3, 1992а, с. 32 45.

79. Мельников В.П., Спесивцев В.И. Инженерно-геологические и геокриологические условия шельфа Баренцева и Карского морен. Новосибирск, Наука. 1995.

80. Мешбей В.И. Сейсморазведка методом общей глубинной точки. М.: Недра, 1973.

81. Морская сейсморазведка / Под ред. Телегина А.Н. — М.: ООО «Геоинформмарк», 2004.-237 с.

82. Облогина Т.Е., Владов М.Л., Гайнанов В.Г. М.К. Полшков и создание кафедры сейсмометрии и геоакустики в МГУ // В кн. М.К. Полшков. Воспоминания близких, учеников, коллег, друзей. М., 2004.

83. Полшков М.К, Калинин А.В., Калинин В.В., Гайнанов В.Г. К вопросу о путях развития способов регис фации и обработки в методе сейсмоакустического профилирования с невзрывными источниками. Экспресс-информация ВИЭМС, сср."Морск. геол. и геофиз.", 1976.

84. Рапопорт М.Б. Вычислительная техника в полевой геофизике. М., «Недра», 1984.

85. RadExPro Plus 3.6. Руководство пользователя. М., ООО «ДЕКО геофизика», 2005.

86. Сильвиа М.Т., Робинсон Э.А. Обратная фильтрация геофизических временных рядов при разведке на нефть и газ. М., Недра, 1983,447 с.

87. Скворцов А.Г., Гайнанов В.Г. Комплексное использование различных технологий скважинных сейсмических наблюдений при инженерно-геологических исследованиях // Тезисы Международной конференции «Инженерная геофизика-2006». Геленджик, 2006.

88. Сороко JI.M. Основы голографии и когерентной оптики. М., Наука, 1971.

89. Танер М.Т., Шериф Р.Е. Использование амплитуды, частоты и других параметров при стратиграфическом анализе и выявлении углеводородов // Сейсмическая стратиграфия./Под ред. Ч. Пейтона. М.: Мир, 1982. С. 539-557.

90. Уайт Дэ/с.Э. Возбуждение и распространение сейсмических волн. М., «Недра», 1986, 261 с.

91. Уотерс К. Отражательная сейсмология. М., Мир, 1981.

92. Хаттон Л., Уэрдиигтон М., Мейкин Дж. Обработка сейсмических данных. Теория и практика. М., Мир, 1989.

93. Шериф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. В двух томах. М., Мир, 1987.

94. Alexanderson К, Hjort С., Moller P., Antonov О., Pavlov М. The North Taymyr ice-marginal zone, Arctic Siberia—-a preliminary overview and dating. Global Planet. Change. 2001,31,427-445.

95. Alpar В., Yaltirak C., Gainanov V. Seismic mapping on the Thrace shelf (SW Black Sea); implications for rccent sea level fluctuations // (Abstract) 3rd Balkan Geological Congress and Exibition. Sofia, Bulgaria. 2002.

96. Backus, M.M. Water reverberations Their nature and elimination: Geophysics, SEG, 24, 1959, p. 233-261.

97. Bechnann W.C., Roberts A. C., Luskin B. Sub-Bottom Depth Recorder // Geophysics, v. 24, #4. 1959, pp. 749-760.

98. Bernth, H., and Sonneland, L. Wave field extrapolation techniques for prestack attenuation of water reverberations: 53th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts, 1983, p. 264-265.

99. Cifci G., Limonov A., Dimitrov L., Gainanov V. Mud volcanoes and dome-like structures at the Eastern Mediterranean Ridge // Mar. Geophys. Res. 1997. Vol. 19. P. 421-438.

100. Cita, M.B., Camerlenghi, A., Erba, E. et al Discovery of mud diapirism in the Mediterranean Ridge // A preliminary report. Boll. Soc. Geol. It. 1989. Vol. 108. P. 537543.

101. Clay C.S., Liang W.L. Continuous Seismic Profiling with Matched Filter Detector // Geophysics 27, 786 (1962).

102. Clay C.S., Liang IV.L., IVisotsky S. Seismic Profiling with a Hydroacoustic Transducer and Correlation Receiver Source // Journal of Geophysical Research, Vol. 69, N. 16, p. 3419-3428, 1964.

103. Dragoset W.H. A practical approach to surface multiple attenuation // The Leading Edge. 1999, 18, p. 104-108.

104. Edelmann H. An Underwater Sound Source with Higher Seismic Efficiency // Geophysical Prospecting, Vol. 16 Iss. 4. 1968. P. 474-490.

105. Edgerton H.E. Sub-Bottom Penetrations in Boston Harbor // Journal of Geophysical Research, Vol. 68, No. 9, Pages 2753-2760, 1963

106. Edgerton HE., Harvard G.G. The 'Boomer' Sonar Source for Seismic Profiling // Journal of Geophysical Research, Vol. 69, N. 14, Pages 3033-3042, 1964.

107. Elverhoi A., Solheim A. The Barents Sea ice sheet a sedimentological discussion. Polar Res. 1983. 1: 23-42.

108. Ericson A. J., von He—en R.P. Downhole temperatire measurements and heat flow data in the Black Sea DSDP Leg 42B. // Init. Rep. of the Deep Sea Drilling Project. 1978. Vol. 42, pt. 2, P. 1085-1103.

109. EwingJ.I., Tirey G.B. Scismic Profiler// Journal of Geophysical Research, Vol. 66, No. 9, 1961. P. 2917-2927.

110. Ewing J., Zaunere R. Seismic Profiling with a Pneumatic Sound Source // Journal of Geophysical Research, Vol. 69, NO. 22, PAGES 4913-4915, 1964.

111. Gaynanov V. "The GELENDZHIK story-3". UNESCO-ESF Floating University Cruise (June-July 1993) (Учебный видеофильм о международной практике студентов по морской геологии и геофизике). UNESCO-MSU, 1994, 24мин.

112. Gaynanov V. "The GELENDZHIK story-4". UNESCO-ESF Floating University Cruise (June-July 1994) (Учебный видеофильм о международной практике студентов по морской геологии и геофизике). UNESCO-MSU, 1995, 26мин.

113. Gainanov V. Some seismic profiling results of the 1995 TREDMAR cruise // UNESCO-IOC-ESF 4-th Post Cruise Meeting "Sedimentary Basins of the Mediterranean and Black Seas", Moscow-Zvenigorod, Russia. 1996. p. 68.

114. Gainanov V. Features of the Black Sea mud volcanoes and mud diapirs according to seismic data // (Abstract) Congress <Gas and Fluids in Marine Sediments>. Amsterdam, 1997.

115. Gainanov V. Seismic Investigations of Carbonate Mounds in the North Atlantic to the West of Ireland // (Abstract) Congress <Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs>. Gent, Belgium. 1998. p. 73.

116. Gainanov V., Bouriak S., Chachkin P. Advanced Processing of Okean Long Range Sidescan Sonar Data // (Abstract) Congress <Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs>. Gent, Belgium. 1998. p. 101.

117. Gainanov V., Bouriak S., Ivanov M. Seismic evidence for gas accumulation related to the area of mud volcanism in the deep Black Sea // Geo-Marine Letters, 18, 1998, pp. 139-145.

118. Gainanov V., Cifci G. Some seismic characteristics of the Black Sea and the Eastern Mediterranean mud volcanoes // Proceed, for the Intern. Earth Sci. Colloquium of the Aegean regions (IESCA-95). Izmir, 1996.

119. Gainanov V., Morozov A. Plum-shaped Anomalies on the Subbottom Profiler Records: What is their Physical Nature? // (Abstract) Congress <Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs> Gent, Belgium. 1998. p. 111.

120. Gataullin V., Polyak L., Belyaev V., Gainanov V. & Sang S. Late Pleistocene glaciation history of the southwestern Kara Sea // XVI IN QUA Congress, Program with Abstracts, 2003, p. 71-72.

121. Gataullin V.N., Polyak L.V., Epstein O.G., Romanyuk B.F. Glacigenic deposits of the Central Deep: A key to the Late Quaternary evolution of the eastern Barents Sea // Boreas. 1993. 22, 47-58.

122. Gataullin V., Mangerud J., Svendsen J.I. The extent of the Late Weichselian ice sheet in the southeastern Barents Sea// Global Planet. Change. 2001. 31, 453-474.

123. Iiovland, M, Croker, P.F., Martin, M. Fault associated seabed mounds (carbonate knolls?) off western Ireland and north-west Australia // Mar. and Petrol. Geology. 1994. Vol. 11, N2. P. 232-246.

124. Kleiber H.P., Niessen F., Weiel D. The Late Quaternary evolution of the western Laptev Sea continental margin, Arctic Siberia—implications from sub-bottom profiling. Global Planet. Change. 2001. 31, 105-124.

125. Kleyn A.H. Seismic Reflection Interpretation. L.; N. Y.: Elsevier Applied Science Publishers, 1983.

126. Kunetz G., Fourmann J.M. Efficient deconvolution of marine seismic records 11 Geophysics, v.33, # 3, 1968, p. 412-423.

127. Lazaratos, S.K., Harris, J.M., Rector, J.JV. and VanSchaack, M., 1992, High-Resolution Cross Well Imaging of a West Texas Carbonate Reservoir: Part 4. Reflection Imaging: 62nd Ann. Mtg., SEG, Expanded Abstracts, 49-53.

128. Lazaratos, S.K., Rector, J.W., Harris, J.M. and Van Schaack, M., 1991, High-Resolution Imaging with Cross-Well Reflection Data: 61st Ann. Mtg., SEG, Expanded Abstracts, 107110.

129. Li, G and Stewart, R.R., 1994, Common reflection-point stacking of crosswell seismic data: Friendswood, Texas: 64th Ann. Mtg., SEG, Expanded Abstracts, 42-45.

130. Lucas A.L. A high resolution marine seismic survey // Geophys. Prosp. 1974. Vol. 22, N 4, p. 667-682.

131. Mayne, W.H. Common reflection point horizontal data stacking techniques // Geophysics. 1962, v. 17, p. 927-938.

132. McGninness W.T., Beckmann W.C., Officer C.B. The Application of Various Geophysical Techniques to Specialized Engineering Projects // Geophysics 27, 221 (1962).

133. Middleton D., Whittlesey J.Rb. Seismic models and deterministic operators for marine reverberation // Geophysics, v.33, # 4, 1968.th

134. Moore, I., and C. Rostov. Stable. Efficient, High-resolution Radon Transforms // 64 Meeting, EAGE, Expanded Abstracts, F034, 2002.

135. Moritz R.E., Bitz C.M., Steig E.J. Dynamics of Recent Climate Change in the Arctic // Science. 2002. 297: 1497-1502.

136. Nawar F.G., Liang W.L., Clay C.S. A Pulse-Compression Echo Sounder for Ocean Bottom Surveys // Journal of Geophysical Research. Vol. 71, N. 22, p. 5279-5282, 1964.

137. Peacock K.L. and Treitel S. Predictive deconvolution: theory and practice // Geophysics, vol. 34, #2, 1969, p. 155-169.

138. Polyak L., Forman S.L., Herlihy F.A., Ivanov G., Krinitsky P. Late Weichsclian deglacial history of the Svyataya (Saint) Anna Trough, northern Kara Sea, Arctic Russia // Marine Geology. 1997. 143, p. 169-188.

139. Polyak L., Gataullin V., Gainanov V. et al. Kara Sea expedition yields insight into LGM ice sheet extent // Eos. 2002. 83, No. 46, p. 525, 529.

140. Polyak L., Levitan M., Khusid T. et al. Variations in the influence of riverine discharge on the Kara Sea during the last deglaciation and the Holocenc // Global Planet. Change. 2002a, 32, p. 291-309.

141. Polyak L., Niessen F., Gataullin V., Gainanov V. The eastern extent of the Barents-Kara Ice Sheet during the Last Glacial Maximum based on seismic-reflection data from the eastern Kara Sea// Polar Research (APEX Special Volume), 2008, 27, p. 162-174.

142. Rice R.B. Inverse convolution filters // Geophysics, vol XXVII, no. 1, 1962, p. 4 -18.

143. Robinson E. A. Predictive decomposition of seismic traces. Geophysics // vol XXII, no. 4, 1957, p.767 778.

144. Robinson E.A. and Treitel S. Principles of digital Wiener Filtering // Geophysical prospecting, v. 15, # 3, 1967, p. 311

145. Sheline H.E. Cross Well Seismic Reservoir Characterization a case history // Abstr., EAGE 57th Conference and Technical Exhibition, 1995.

146. Sheriff R.E. Factors, affecting seismic amplitudes // Geoph. Prosp., v. 23, # 1, 1975.

147. Shoenberger M. Resolution comparison of minimum-phase and zero-phase signals // Geophysics, vol. 39, # 6, 1974, p. 826-833.

148. Shoenberger M., Mifsud J.F. Hydrophone streamer noise // Geophysics, vol. 39, # 6, 1974, p. 781-793.

149. Smalley, N. 1994, Crosswell reflection velocity analysis // 64th Ann. mtg., SEG, Expanded Abstracts, 37-41.

150. Stein R., Niessen F., Dittmers K. et al. Siberian river run-off and Late Quaternary glaciations in the southern Kara Sea, Arctic Ocean: preliminary results // Polar Research. 2002.21,2, p. 315-322.

151. Stoffa P.L. et al. The application of homomorphic deconvolution to shallow-water marine seismology // Geophysics, v. 39, U 4, 1974, p. 401 426.

152. Tokarev M., Kuzub N., Pevzner R., Kalmykov D., Bouriak S. High resolution 2D deep-towed seismic system for shallow water investigation. First break, vol. 26, April 2008.

153. Svendsen J.I., Astakhov V.I., Bolshiyanov D.Yu. et al. Maximum extent of the Eurasian ice sheets in the Barents and Kara Sea region during the Weichselian // Boreas. 1999. 28, p. 234-242.

154. Verschuur D.J. Seismic multiple removal techniques. Past, present and future, EAGE Publications bv, 2006.

155. Weglein, A.B. Multiple attenuation: an overview of recent advances and the road ahead: The Leading Edge, 18, no. 1, 1999, p. 40-44.

156. Benthos SIS-1000 lOOKhzSSS and 3.5Khz sub-bottom profiler, www.benthos.com

157. Coda Octopus. Octopus 361 Seismic Processing Toolkit, http://www.codaoctopus.com

158. DrGeo. www.activesofit.net.au

159. Flexichoc. Institute Frances du Petrole (IFP )- www.ifp.fr

160. The Geo Acoustics GeoChirp II sub-bottom profiler, www, geoacoustics. со .uk180. www.geo-resources.com181. www.nautiknord.de

161. Product Line SES-2000. Parametric Sediment Echo Sounder Innomar Technologie GmbH, Germany, www.innomar.com.183. Vaporchoc. CGG.

162. Список публикаций автора по теме диссертации (в хронологической последовательности)

163. Статьи в реферируемых журналах, рекомендуемых ВАК:

164. Опыт оптического анализа данных непрерывного сейсмического профилирования на море // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1976. № 1, с. 116-120.

165. Диапировые складки в Черном море к югу от горного Крыма // ДАН СССР. 1976. т. 228, № 5, с. 1159 1162. (соавторы: Калинин В.В., Моргунов Ю.Г. и др.).

166. Опыт определения эффективных скоростей при непрерывном сейсмическом профилировании с двумя приемными системами // Океанология. 1978. т. 18, вып. 3 (соавторы: Ельников И.Н., Стручков В.А.)

167. Сейсмические свойства горных пород в районе Крымского полигона по данным скважинных исследований // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1983. № 3, с. 82 87. (соавтор: Рыбачук Г.О.).

168. Рельеф акустического фундамента и мощность осадочного чехла в районе сочленения хребта Колбейнсей с рифтовой зоной Исландии // Океанология. 1984. т. 24, вып. 5 (соавторы: Ельников И.Н., Литвин В.М., Стручков В.А.)

169. Опыт применения динамических параметров сигналов НСП для целей геологического картирования на акваториях // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1989. № 1, с. 94 100.

170. Строение и происхождение подводного хребта Медина (Средиземное море) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1992. № 1, с. 92-99 (соавт.: Лимонов А.Ф., Иванов М.К. и др.)

171. Критский сегмент Эгейской дуги: строение осадочного чехла и некоторые геодинамическне выводы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1992. № 3, с. 32 45 (соавторы: Лимонов А.Ф., Иванов М.К., ЛимоноваИ.В. и др.)

172. Исследование возможностей повышения разрешенности сейсмических данных при изучении глубоководных конусов выноса // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1995. № 4, с. 85 90. (соавторы: Короткое И.П., Тихоцкий С.В., Трофимов С.В.)

173. Сейсмоакустические исследования следов покровных оледенений в Карском море // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 1, с. 38 44 (соавторы: Поляк Л.В., Гатауллин В.Н., Зверев А.С.)

174. Использование отраженных волн при межскважинном сейсмическом просвечивании // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 5, с. 83 85 (соавт.: Рыковская Н.В.)

175. Новые данные о сейсмоетратиграфин и процессах седиментогенеза на западном склоне Среднего Каспия // Докл. РАН. 2006. т. 411, № 5, с. 663-666 (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Поляков А.С., Росляков А.Г.)

176. Опыт сейсмоакустического профилирования с многократным перекрытием: возможности и ограничения // Разведка и охрана недр.2006, № 12, с. 21-24 (соавторы: Кузуб Н.А., Токарев М.Ю., Клещин С.М.)

177. Комплексное использование технологий скважинных сейсмических наблюдений при инжеиерно-геологических исследованиях // Разведка и охрана недр.2006, № 12, с. 3032. (соавтор: Скворцов А.Г.)

178. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование на разных частотных диапазонах реальные возможности // Разведка и охрана недр. 2008. № 1, с. 35-38. (соавторы: Токарев М.Ю., Зверев А.С., Росляков А.Г.)

179. Возможности и ограничения многоканального сейсмоакустического профилирования в инженерных целях: теория и практика. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008, № 4, с. 53 62 (соавтор: Токарев М.Ю.)

180. Об использовании динамических параметров записи при сейсмоакустическом профилировании. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008. № 5.

181. Примеры использования динамических параметров сейсмоакустической записи при интерпретации // Разведка и охрана недр. 2008. № 12, с.

182. Сейсмоакустическне методы при инженерно-геологических изысканиях на реках // Разведка и охрана недр. 2008. № 12, с. (соавторы: Старовойтов А.В., Баскакова Г.В.)

183. Программный комплекс для обработки данных сейсмоакустического профилирования И Океанология. 2009. № 3.

184. Сейсмоакустический комплекс для двухчастотного профилирования на акваториях // Океанология. 2009. № 4 (соавтор: Зверев А.С.)

185. Mud volcanoes and dome-like structures at the Eastern Mediterranean Ridge // Mar. Geophys. Res., 1997, 19, p. 421 438 (co-authors: Cifci G., Limonov A., Dimitrov L.)

186. Seismic evidence for gas accumulation related to the area of mud volcanism in the deep Black Sea // Gco-Marinc Letters, 1998, 18, p. 139-145 (co-authors: Bouriak S., Ivanov M.)

187. Kara Sea expedition yields insight into LGM ice sheet extent // Eos. 2002. 83, No. 46, p. 525, 529 (co-authors: Polyak L., Gataullin V. et al.)

188. Аналогово-цпфровой комплекс для непрерывного сейсмического профилирования на акваториях // Матер. 2 науч. конф. асп. и молод, уч. МГУ. Секция "Геофизика". ВИНИТИ 3319-75Деп.

189. Двухканальное непрерывное сейсмическое профилирование для изучения скоростной характеристики разреза на мелководье // Матер. 3 науч. конф. асп.и молод, уч. МГУ. Секция "Геофизика". ВИНИТИ 2273-76Деп. (соавтор: Стручков В.А.).

190. К вопросу о путях развития способов регистрации и обработки в методе сейсмоакустического профилирования с невзрывными источниками // Экспресс-информация ВИЭМС, сер."Морск. геол.и геофиз.", 1976. (соавторы: Полшков М.К., Калинин А.В., Калинин В.В.)

191. Результаты непрерывного сейсмического профилирования в центральной части Балтийского моря // Разведочная геофизика. М., Недра, вып. 85, 1979. (соавторы: Стручков В.А., Шпекторов A.J1.)

192. Определение скоростей по материалам НСП с двумя приемными системами // Геофизические методы исследования Мирового океана. JL, 1979, с. 97 101 (соавторы: Горячев Ю.В., Ельников И.Н., Стручков В.А.)

193. Микропроцессоры и новая техника для регистрации и обработки сейсмических данных // Матер. 8 науч. конф. асп. и молод, уч. МГУ. Секция "Геофизика". ВИНИТИ 2541-82Деп.

194. Регистрирующая система для сейсмоакустического профилирования на базе микроЭВМ "Электроника 60" // Тезисы докладов Всесоюзной школы "Тех. средства и методы исслед. Мирового океана". М.,1987.

195. Руководство по учебной сейсморазведочной практике. Изд. МГУ, 1988. 80 с.

196. Сейсмоакустические исследования следов глобальных оледенений в Баренцевом и

197. Карском морях // (Расширенные тезисы) Ломоносовские чтения. Секция геологии. М. 2003. (соавтор: Зверев А.С.)

198. Высокоразрешающее межскважинное сейсмическое просвечивание с использованием отраженных волн // (Расширенные тезисы) Международная геофизическая конференция «Москва 2003». М. 2003.

199. Высокоразрешающие сейсмоакустические исследования в центральной части Каспийского моря // (Расширенные тезисы) Ломоносовские чтения. Секция геологии. М.2005. (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Зверев А.С., Соколов С.Ю.)

200. Сейсморазведка. Руководство к практическим занятиям по курсу «сейсморазведка». Издательство МГУ. 2005. 149 с.

201. Опыт сейсмоакустического профилирования с многократным перекрытием — возможности и ограничения // Тезисы Международной конференции «Инженерная геофизпка-2006». Геленджик, 2006. (соавторы: Кузуб Н.А., Лупырь P.P.)

202. Комплексное использование различных технологий скважинных сейсмических наблюдений при инженерно-геологических исследованиях // Тезисы международной конференции «Инженерная геофизика-2006». Геленджик, 2006. (соавтор: Скворцов А.Г.)

203. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование на акваториях ожидания и результаты // Расширенные тезисы Международной конференции «Санкт-Петербург-2006». Санкт-Петербург, 2006. (соавторы: Кузуб Н.А., Лупырь P.P.)

204. Малоглубинные скважинные сейсмические наблюдения с комплексированием различных технологий // Расширенные тезисы Международной конференции «Санкт-Петербург-2006». Санкт-Петербург, 2006. (соавтор: Скворцов А.Г.)

205. Сейсмоакустические исследования ледниковых отложений в Карском море // Расшир. тез. междун. конферен. «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск,2006. (соавторы: Поляк Л. В., Гатауллин В. Н., Зверев А. С.)

206. Многоканальное сейемоакустическое профилирование в Байдарацкой губе // Расшир. тез. междун. конферен. «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск, 2006. (соавторы: Кузуб Н.А., Клещин С.М. и др.)

207. Некоторые результаты сейсмоакустических исследований в центральной части Каспийского моря // Расшир. тез. междун. конферен. «Нефть и газ Арктического шельфа-2006». Мурманск, 2006. (соавторы: Левченко О.В., Мерклин Л.Р. и др.)

208. Многоканальное сейсмоакустическое профилирование в инженерных целях -больше возможностей, больше информации // Тез. третьей Междун. научно-практ. конферен. «Инженерная и рудная геофизика-2007». Геленджик, 2007. (соавторы: Кузуб Н.А., Токарев М.Ю.)

209. Комбинированное сейсмоакустическое профилирование спаркер+бумер реальные возможности // Тез. третьей Междун. научно-практ. конферен. «Инженерная и рудная геофизика-2007». Геленджик, 2007. (соавторы: Зверев А.С., Токарев М.Ю., Росляков А.Г.)

210. Расчет многоканальных систем сейсмоакустического профилирования на моделях // Сборник трудов кафедры общей и прикладной геофизики. Университет «Дубна». М., РАЕН, 2007. С. 55-68.

211. О природе «ярких пятен» на временных разрезах сейсмоакустического профилирования // Георазрез, Электронный научный журнал университета «Дубна», 2008.

212. Технология сейсмоакустических исследований на акваториях от двухчастотного профилирования к многоканальным системам // Расшир. тез. Междун. конферен. «Санкт-Петербург-2008». (соавторы: Токарев М.Ю., Зверев А.С., Росляков А.Г.)

213. Some seismic profiling results of the 1995 TREDMAR cruise //UNESCO-IOC-ESF 4-th Post Cruise Meeting "Sedimentary Basins of the Mediterranean and Black Seas", Moscow-Zvenigorod, Russia. 1996. p. 68.

214. Some seismic characteristics of the Black Sea and the Eastern Mediterranean mud volcanoes // Proceedings for the International Earth Sciences Colloquium of the Aegean regions (IESCA-95). Izmir. 1996. (co-author: Cifci G.)

215. Investigations of the mud volcanoes at the Eastern Extension of the Mediterranean Ridge // Proceedings of the 11-th Petroleum Congress and Exibition of Turkey, Ankara, Turkey, 1996, p. 49 57. (co-authors: Cifci G. Dimitrov L., Limonov A.)

216. Features of the Black Sea mud volcanoes and mud diapirs according to seismic data // (Abstract) Congress "Gas and Fluids in Marine Sediments". Amsterdam, 1997.

217. Seismic Investigations of Carbonate Mounds in the North Atlantic to the West of Ireland // (Abstract) Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs". Gent, Belgium. 1998. p. 73.

218. Plum-shaped Anomalies on the Subbottom Profiler Records: What is their Physical Nature? // (Abstract) Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs". Gent, Belgium. 1998. p. Ill (co-author: Morozov A.)

219. Advanced Processing of Okean Long Range Sidescan Sonar Data // (Abstract) Congress "Carbonate Mud Mounds and Cold Water Reefs". Gent, Belgium. 1998. p. 101 (co-authors: Bouriak S., ChachkinP.)

220. High-resolution seismic survey in the Barents and Kara Seas: implication for the last-glaciation history // (Abstract) Third Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA). Moscow. 2000. (co-authors: Levchenko O., Merklin L. et al.)

221. High-resolution seismoacoustic survey in the Pregolja River and Kaliningrad Bay, southeastern Baltic Sea // (Abstract) — Third Workshop on Land Ocean Interactions in the Russian Arctic (LOIRA). Moscow.,2000. (co-authors: Levchenko O., Podshouveit N.)

222. Seismic mapping on the Thrace shelf (SW Black Sea); implications for recent sea level fluctuations // (Abstract) 3rd Balkan Geological Congress and Exibition. Sofia, Bulgaria. 2002.co-authors: Alpar В., Yaltirak С.)

223. Late Pleistocene glaciation history of the southwestern Kara Sea // XVI INQUA Congress, Program with Abstracts, 2003, p. 71-72. (co-authors: Gataullin V., Polyak L. et al.)

Информация о работе

Гайнанов, Валерий Гарифьянович
доктора технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.10

Диссертация

Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы