Диссертация (1137451), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

3.7 показаны карты эмпирических двумерных плотностейвероятностей и 90-процентные доверительные области для оценок (X,Y)-100координат эпицентра источника, полученные с помощью алгоритма СЭТ и ФМпри помехах в виде белых шумов с одинаковой мощностью во всех каналахгруппы и не коррелированных для различных каналов. На Рис.

3.8 аналогичныекарты показаны для оценок (Y,Z)-координат гипоцентра источника. Все оценкивычислялись по модельным сейсмограммам с отношением сигнал-шум 0.05.Как видно из Рис. 3.7 и Рис. 3.8, для подобной идеальной модели помех ФМпроигрываетСЭТалгоритмупоСКОоценоккоординатэпицентраприблизительно в 1.5 - 2 раза, а по СКО оценок глубины гипоцентра –приблизительно в 1.4 раза. Т.е. в полном соответствии со статистическойтеорией при белых по пространству и времени шумах СЭТ алгоритм проявляетсебя как наилучший алгоритм локации микросейсмических источников типавзрыва.а)Рис.3.7.Картыб)эмпирическихдвумерныхплотностейраспределениявероятностей (ПРВ) для оценок координат источника в плоскости (X,Y).Обработка смесей синтетических сейсмограмм события и модельных помех ввиде гауссовского шума, некоррелированного во времени и по пространству.Отношение сигнал-шум 0.05.а) ПРВ для алгоритма СЭТ: СКО-X=21 м, СКО-Y=22 м.б) ПРВ для алгоритма КФМ: СКО-X=38 м, СКО-Y=37 м.101а)Рис.3.8.Картыб)эмпирическихдвумерныхплотностейраспределениявероятностей (ПРВ) для оценок координат источника в плоскости (Y, Z),проходящей через гипоцентр источника.

Обработка смесей синтетическихсейсмограмм события и модельных помех в виде Гауссовского шума,некоррелированного во времени и по пространству. Отношение сигнал-шум0.05.а) ПРВ для алгоритма СЭТ: СКО-X=14 м, СКО-Z=74 м.б) ПРВ для алгоритма КФМ: СКО-X=32 м, СКО-Z=94 м.На основании проведенных статистических экспериментов можнозаключить, что при локации микросейсмических источников СЭТ алгоритмявляется неустойчивым к статистическим характеристикам помех. Приреальныхтехногенныхпомехах,действующихнаразрабатываемыхместорождениях углеводородов: не стационарных, коррелированных и вовремени, и по пространству и существенно различающихся по мощности испектральному составу в датчиках группы, среднеквадратические ошибкиопределения координат с помощью СЭТ алгоритма резко возрастают посравнению с идеальной моделью белых во времени по пространствугауссовских шумов.

Т.е. в условиях реальных помех СЭТ значительно уступаетпо качеству локации ФМ.102Влияниемеханизмаочагамикросейсмическогоисточниканапотенциальную точность локации источникаВ данном разделе приводятся результаты модельных исследованийвлияния механизмов очагов микросейсмических источников, полностьюисключая интерференцию волн в точках их регистрации, тем самымобуславливая только локальные сжатия и растяжения среды, вызванныхмикросейсмическим источником.

на потенциальную точность определениякоординат их эпицентров. При этом рассматривались механизмы очагов в видекомбинации двойного диполя и равномерного расширения (взрыва), краткобудем называть их ДДВ источниками. В качестве параметров механизма такихисточников использовались углы подвижки среды при механизме очага типадвойного диполя:  - strike,  - dip,  - rake [37], а также отношение wсейсмической энергии, излучаемой в результате равномерного расширениясреды (источником типа взрыва) к общей энергии, излучаемой в результатеодновременного действия двойного диполя и взрыва.

Под потенциальнойточностью локации понималась точность, достижимая при локации источникаподаннымповерхностнойгруппыприполномотсутствиипомех,маскирующих сейсмограммы от источника. Численные расчеты проводились напримере алгоритмов локации СЭТ, ФHМ, ФРМ. Согласно формуле (1.60) главы1, особенностью ФHМ является то, что он может быть «настроен» на механизмисточника, точнее – на его диаграмму излучения. Для этого достаточно указать,как величины k ,l    в формуле (1.60) зависят от параметров механизма очага , т.е. какие значения они принимают в зависимости от конкретного значения при каждом гипотетическом положении источника r . Если параметры механизма известны, то такая настройка обеспечивает ФНМ алгоритмумаксимальную точность локации источника со сложной диаграммой излучения.Традиционный«настройки»алгоритмнаСЭТмеханизмнеочага.обладаетДалееуказаннойбудетвозможностьюпоказано,чтодля103микросейсмического источника с механизмом, отличным от изотропногорасширения, СЭТ демонстрирует существенную неопределенность локации.Для численной проверки зависимости потенциальной точности алгоритмовлокацииотмеханизмовисточниковбылирассчитанысинтетическиесейсмограммы 150 каналов поверхностной группы, изображенной на Рис.

3.1,приразличныхзначенияхпараметров ,  , ,wописанноговышекомбинированного механизма излучения очага. Координаты источника влокальной системе координат Рис. 3.1 были равны (0, 0, 1) км, и использоваласьоднородная скоростная модель скорости Р-волны среды.На Рис. 3.9,б и Рис. 3.9,в показаны карты значений функционалов СЭТ иФМ алгоритмов, вычисленные в окрестности истинного положения источникапо сейсмограммам синтетического сигнала ДДВ источника (без помех) приразных параметрах  ,  , ,w . Следуя радиолокационной традиции будемназывать такие карты функциями неопределенности локации источника.Функция неопределенности (ФН) графически иллюстрирует потенциальнуюточность локации источника с помощью данного алгоритма при определеннойгеометрии группы, глубине и механизме источника.

При этом потенциальнаяточность локации наглядно определяется формой и относительной ширинойосновного пика функции неопределенности, а также отклонением аргумента ееглобального максимума от истинного положения источника. Влияние формыпика функции неопределенности на точность локации источника при наличиипомех эвристически объясняется таким образом: если пик ФН не оченьвысокий и довольно широкий, то помехи с большей вероятностью смещаютположение его максимума относительно истинного положения источника, чтоприводит к ошибкам определения координат источника [18].104w 1  45;   90  0; w  0  0;   70  70; w  0.3  45;   90  0; w  0.3  0;   30  70; w  0Рис.

3.9,а. Проекции на дневную поверхность диаграмм излучения Р-волны отсложного источника с координатами (0,0,1) км при разных значенияхпарметров  ,  , ,w механизма источника. Положительные и отрицательныезначения цветовой палитры на диаграммах обозначают области с различныминаправлениями смещения частиц вблизи поверхности (сжатие-растяжение).Интенсивность окраски фигур на соответствующих участках фона обозначаетвеличину амплитуды смещений.x  0, y  0x  0, y  0.1x  0.05, y  0x  0, y  0x  0, y  0Рис.

3.9,б. Функции неопределенности СЭТ алгоритма при параметрахмеханизма сложного источника, указанных на Рис. 3.9,а; x ,  y - ошибки локации СЭТ алгоритмом координат эпицентра сложногоисточника при отсутствии помех, вызванные диаграммой излучения этогоисточника.105x  0, y  0x  0.1, y  0x  0.1, y  0.02x  0.1, y  0x  0, y  0Рис. 3.9,в. Функция неопределенности ФМ алгоритма при разных параметрахмеханизма сложного источника, указанных в Рис. 3.9,а; x ,  y - ошибки локации ФМ алгоритмом, настроенным на источник типавзрыва, координат эпицентра сложного источника при отсутствии помех,вызванные диаграммой излучения этого источника.На Рис. 3.9,а показаны проекции на горизонтальную поверхность Z  0диаграмм направленности излучения Р-волны сейсмическими источниками смеханизмами типа комбинации двойного диполя и взрыва (ДДВ-источника)при разных углах направления смещения среды в источнике под действиемдвойного диполя и разных отношениях энергии, излучаемой указаннымиодновременно действующими механизмами.

Светлые и темные участки фонана диаграммах обозначают области с различными направлениями смещениячастиц вблизи поверхности (сжатие-растяжение). Интенсивность окраски фигурна соответствующих участках фона обозначает величину амплитуды смещений,создаваемых вблизи поверхности источником с данными параметрамимеханизма.На Рис. 3.9,б показаны функции неопределенности алгоритма СЭТ,вычисленныеприпараметрах ,  , ,wДДВ-источника,указанныхвсоответствующих столбцах Рис. 3.9,а.

Видим, что функции неопределенностиСЭТ алгоритмасущественно зависят от параметров механизма ДДВ-источника. Подобный сложный источник при w < 1 приводит к значительномурасширению пика функции неопределенности СЭТ и соответствующемууменьшению значения ее глобального максимума по сравнению со случаемвзрывного источника (w=1). Кроме того, функции неопределенности алгоритма106СЭТ при некоторых параметрах ДДВ источника становятся полимодальными,что в ряде случаев ведет к большим (аномальным) ошибкам при локации ДДВисточников алгоритмом СЭТ.При сильных помехах указанные свойства функции неопределенностиСЭТ при ДДВ-источниках существенно ухудшают точность локации сложныхисточников по сравнению с локацией взрывного источника той жеинтенсивности.На Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации