Анотація до роботи:

О.О. Верпаховська “Міграційні перетворення поля заломлених хвиль для визначення будови геологічного середовища”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 – геофізика. – Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, Київ, 2006 р.

Дисертаційна робота присвячена задачам застосування кінематичної та динамічної міграції поля заломлених хвиль при обробці та інтерпретації сейсмічних спостережень. Розроблено універсальну методику обробки даних точкових зондувань з залученням кінематичної міграції для вивчення ЗМШ. Кінематична міграція базується на скінчено-різницевих продовженнях часових полів чисельним варіантом методу полів часу за зустрічною системою годографів. Створено алгоритм та написано спеціальний пакет програм, який реалізує дану методику. Програми працюють в ітерактивному режимі та розраховані на великий об‘єм вхідних даних. Методику апробовано на модельних та практичних матеріалах.

Запропоновано новий підхід до виконання динамічної міграції поля заломлених хвиль в умовах значної неоднорідності швидкісної характеристики середовища, що базується на повнохвильовому продовженні поля. Розроблено алгоритм та написані програми, які перевірені обробкою великого об‘єму модельних та реальних матеріалів. Розглянуто відмінності в виконанні процедури динамічної міграції за полем заломлених та відбитих хвиль. За результатами випробування динамічної міграції поля заломлених хвиль на модельних та практичних матеріалах вироблено ряд методичних рекомендацій.

Дана робота присвячена дослідженням в області теоретичного обґрунтування, програмно - методичної реалізації та практичного застосування міграційних перетворень поля заломлених хвиль. Міграція поля заломлених хвиль є новим напрямком в обробці та інтерпретації даних сейсморозвідки. Завдяки їй доведена можливість розширення сфери використання методу заломлених хвиль для вирішення прикладних геолого-геофізичних задач.

Проведений аналіз літературних джерел охоплює всю історію розвитку методу заломлених хвиль і підтверджує оригінальність та пріоритетність виконаних досліджень.

До основних теоретичних досягнень можна віднести:

досліджено можливість залучення методу кінематичної міграції, що базується на скінчено-різницевих продовженнях часових полів, до визначення будови заломлюючої границі та граничної швидкості за даними точкових зондувань;

досягнуто квадратичну апроксимацію різницевого вирішення рівняння ейконалу та доведено його стійкість;

розроблено універсальний метод кінематичної обробки даних точкових зондувань довільної схеми спостережень для задачі дослідження ЗМШ;

доведено можливість коректного використання міграційних перетворень поля заломлених хвиль за умови перенесення джерела збудження на границю заломлюючої товщі;

розроблено новий підхід до виконання динамічної міграції за полем заломлених хвиль на основі повнохвильового продовження поля, який дозволяє вивчати глибинну будову районів зі значною диференціацією швидкісної функції;

досліджено особливості виконання динамічної міграції поля заломлених хвиль в порівнянні з міграцією поля відбиттів;

розроблено оригінальний алгоритм динамічної міграції поля заломлених хвиль;

досліджено вплив зміни параметрів динамічної міграції поля заломлених хвиль на зображення границі та доведено можливість виконання їх корекції.

В процесі виконання програмної реалізації та створення методики застосування міграційних перетворень для вирішення конкретних задач обробки та інтерпретації даних сейсмічних досліджень було:

розроблено методику кінематичної обробки даних точкових зондувань та програми для її реалізації з метою вивчення ЗМШ. Інтерактивність процесу обробки дає можливість інтерпретатору вносити корективи в параметри безпосередньо під час роботи програм. Випробовування розробленого методу на модельних та практичних матеріалах показали його дієздатність в різних умовах спостережень точковими зондуваннями. На даний час пакет програм обробки даних точкових зондувань використовується в Київській геофізичній розвідувальній експедиції;

розроблена та перевірена на великому об‘ємі матеріалів сейсмічних досліджень ГСЗ методика динамічної міграції поля заломлених хвиль, в якій використовується повнохвильове продовження поля для обробки даних, отриманих в складних сейсмогеологічних умовах. Отримані в результаті міграції зображення глибинної будови надають можливість проведення більш детальної та об‘єктивної інтерпретації сейсмічних матеріалів, що знайшло своє відображення у ряді вітчизняних та закордонних публікацій;

за результатами випробування динамічної міграції поля заломлених хвиль на модельних та практичних матеріалах вироблено ряд методичних рекомендацій:

0. при проведенні сейсмічних спостережень необхідно уникати розміщення джерел збудження безпосередньо над порушеннями, якими ускладнена досліджувана границя;

1. спостереження доцільно виконувати в два етапи: спочатку з розрідженою системою для визначення будови середовища в цілому, а потім в тих місцях, де є невизначеність, або неякісне хвильове поле, проводити спостереження з більшою кількістю пунктів збудження, з тим, щоб можна було виключити з обробки недостатньо якісні дані;

2. з метою контролю коректності міграційного перетворення поля заломлених хвиль необхідно перевіряти співпадіння нахилу та глибини залягання двох зображень границі, отриманих для пунктів збудження коливань, розміщених з протилежних боків обраного інтервалу профілю;

3. до побудови зображення границі заломлення необхідно проводити аналіз усіх отриманих для окремих пунктів збудження міграцій та відбирати лише ті, на яких чітко виділяються деталі будови границі, присутні на інших зображеннях;

4. у випадку, коли в розрізі є декілька контрастних заломлюючих границь, необхідно окремо будувати міграційне зображення кожної і тільки після цього робити сумарний глибинний розріз;

5. при недостатній довжині профілю спостережень доцільно застосовувати комбінування методів міграції: зображення верхньої частини розрізу формувати міграцією поля заломлених хвиль, а нижню частину – міграцією поля відбитих хвиль.

Доведена на великому об‘ємі реальних матеріалів сейсмічних досліджень ефективність створених процедур міграції поля заломлених хвиль дозволяє намітити перспективу подальших досліджень у цьому напрямку. Зокрема, можна вирішувати задачу обробки даних точкових зондувань не лише за кінематичними, але і за динамічними параметрами хвильового поля. Це дозволить отримати більш повну інформацію про товщу ЗМШ. Крім того, можна розглянути вирішення інших задач інженерної та регіональної сейсміки за допомогою методу кінематичної міграції. Необхідно дослідити можливість розвитку методу для обробки та інтерпретації тривимірних спостережень поля заломлених хвиль.

Список опублікованих наукових праць

1. В.Н. Пилипенко, Н.И. Павленкова, У. Луосто, А.О. Верпаховская. Формирование изображений среды по сейсмограммам глубинного сейсмического зондирования. //Физика Земли – 1999 – №7-8 – С. 164-176.

2. А.О. Верпаховская, В.Н. Пилипенко. Формирование изображений среды по записям преломленных и закритических отраженных волн. //Сб. трудов Третьих геофизических чтений им. В.В. Федынского – М.: Научный мир – 2001 – С.343-346.

3. В.Н. Пилипенко, А.О. Верпаховская. Особенности миграционного преобразования поля рефрагированных волн. // Геофиз. журн. – 2003 – №1 – С.42-55.

4. В.Н. Пилипенко, Я. Макрис, Х. Тибо, А.О. Верпаховская. Возможности применения миграции рефрагированных волн. // Физика Земли – 2003 – №6 – С.94-101.

5. А.О. Верпаховская, В.Ю. Шиманский. Исследование зоны малых скоростей обработкой данных точечных зондирований с использованием численного метода полей времен. // Геофиз. журн. – 2005 – №5 – С.895-901.

6. В.М. Пилипенко, О.О. Верпаховская. Формування зображення сейсмічного середовища з використанням поля рефрагованих хвиль.// Збірник наукових праць УкрДГРІ – Київ – 2005 – №3 – С.64-70.

7. В.Н. Пилипенко, Н.И. Павленкова, А.О. Верпаховская. Формирование изображений среды по сейсмограммам глубинного сейсмического зондирования. // Тезисы докладов Международной конференции «50 лет ГСЗ: прошлое, настоящее и будущее». – Москва – 1999 – С.40.

8. В.Н. Пилипенко, А.О. Верпаховская. Формирование изображений среды по записям преломленных и закритических отраженных волн. // Тезисы докладов третьих геофизических чтений им. В.В. Федынского – Москва – 2001 – С.52-53.

9. В.М. Пилипенко, О.О. Верпаховська. Міграція рефрагованих хвиль у пошуковій сейсморозвідці. // Тези доповідей 7-ї Міжнародна конференція “Нафта і газ України 2002” – Київ – 2002 – С.219-221.

10. Пилипенко В.Н., Макрис Я., Х. Тибо, А.О. Верпаховская. Изучение кристаллического фундамента и верхней части коры методом миграции рефрагированных волн. // Тезисы докладов пятых геофизических чтений им. В.В. Федынского – Москва – 2003 – С.33.

11. Pilipenko V.N., Pavlenkova N.I., Verpakhovska A.O. Methods of refraction and wide angle reflection migration. // Abstracts of EGS-AGU-EUG Joint Assembly – Nice – France – 2003 – vol.5 – 03486.

12. Пилипенко В.Н., Павленкова Н.И., Гизе П., Верпаховская А.О. Построение волновых разрезов по данным ГСЗ.// Тезисы конференции «Научное наследие академика Г.А. Гамбурцева и современная геофизика» – Москва – 2003 – С.51-52.

13. Верпаховская А.О., Пилипенко В.Н., Павленкова Н.И. Новые возможности формирования изображений среды по полю рефрагированных волн при интерпретации материалов ГСЗ. // Тезисы докладов шестых геофизических чтений им. В.В.Федынского – Москва – Россия – 2004 – С.11.

14. Pilipenko V.N., Verpachovskaja A.O., Giese P., Pavlenkova N.I. Migration of wide angle reflections and refractions.// Abstracts of European Seismological Commission XXIX General Assembly – Potsdam – Germany – 2004 – pp.27.

15. В.Н. Пилипенко, Н.И. Павленкова, А.О. Верпаховская. Формирование волновых изображений земной коры по полю рефрагированных и закритических отраженных волн ГСЗ. // Тезисы докладов Международной научной конференции «Сейсмические исследования земной коры». – Новосибирск – Россия – 2004 – С.382-384.

16. Пилипенко В.Н., Верпаховская А.О. Особенности миграции поля преломленных волн и область ее возможного применения // Тезисы докладов научно-практической конференции «Новые методики и технологии геофизических исследований на основе комплексирования методов и взаимодействия полей». – Москва – Россия – 2005 – С.45-48.