Сравнение этих двух компонент системы показывает следующее. Если зондирование проведено в интервале х1*2 и при этом целевая волна получена на интервале L < х}— х2, то это означает, что изучаемая сейсмогеологическая граница прослежена в пределах интервала от L (МПВ) до 0,5 /, (MOB). Профилирование на постоянной базе, проведенное в интервале профиля х1 - хг, обеспечивает прослеживание сейсмогеологической границы в таком же интервале х х. Таким образом, по интервалу прослеживания сейсмогеологической границы сейсмическое зондирование менее эффективно но сравнению с профилированием.
Шаг наблюдений при заданной геометрии сейсмогеологической границы, как известно, определяется двумя факторами — принципом подобия и изменчивостью поверхностных условий вблизи пунктов возбуждения и приема. Принцип подобия вытекает из необходимости корреляции соседних сейсмических трасс и по этой причине ограничивает временной сдвиг между трассами пределами до половины видимого периода коррелируемой волны.
В сейсмозондировании временные сдвиги между соседними сейсмическими трассами обусловлены характером годографов наблюдаемых волн и присутствуют, даже когда исследуемая сейсмогеологическая граница параллельна поверхности наблюдений. Это приводит' к тому, что шаг между точками наблюдений оказывается, как правило, меньшим, чем этого требует масштаб съемки. При профилировании временные сдвиги обусловлены только изменением сейсмогеологической границы и могут определяться масштабом съемки.
С точки зрения влияния поверхностных неоднородностей, профилирование на постоянной базе "проигрывает" в -JT раз сейсмозондированию, поскольку в первом случае перемещаются оба пункта (пункты возбуждения и приема), во втором только пункты приема. В неблагоприятных условиях это может привести к необходимости уменьшения шага между точками наблюдений.
Рассмотренные факторы связаны с производительностью работ при выполнении зондирований и профилирования и оцениваются в среднем» как 1:10 и более. Таким образом, увеличение объемов профилирования относительно объемов зондирования может привести к существенному увеличению производительности работ и снижению общих затрат.
Наряду с высокой производительностью, профилирование на постоянной базе имеет ряд других существенных методических преимуществ: реализуется возможность прослеживания целевых отраженных волн в оптимальном временном окне - в сравнительно небольших интервалах, свободных от интенсивных регулярных помех; обеспечивается прослеживание целевых преломленных волн вблизи точек их выхода, в условиях наибольшей их интенсивности и наименьшего влияния рефракции; простота и оперативность интерпретации первичных материалов, которые представляют собой аналог временного разреза.
Однако при профилировании на постоянной базе следует учитывать фактор риска, так как предположения, лежащие в основе профилирования на постоянной базе, в условиях слабой динамической выраженности целевой волны и связанной с этим неустойчивостью интервалов ее выделения могут не оправдаться.
Риск существенно увеличивается при неустойчивых параметрах целевых волн и устойчивых параметрах регулярных волн-помех. В том случае появляется возможность ложного их отождествления. Существует несколько путей снижения риска — это сгущение сети зондирований, проведение дополнительных зондирований с ограниченными интервалами прослеживания полезных волн и увеличение числа баз при профилировании. В первом случае элементный состав системы наблюдений не меняется, просто распределение зондирований оказывается более рациональным, так как учитывает результаты работ профилирования. Во втором случае в составе системы наблюдений появляется новый элемент — зондирования с ограниченными интервалами прослеживания, состоящими из трех-шести наблюдений. В дальнейшем они называются "точечными". Такие зондирования позволяют детализировать участки профиля, где возникают сомнения в правильности корреляции волн.
Увеличение числа различных баз при профилировании позволяет увеличить надежность корреляции полезных волн и в определенных условиях получить информацию о скорости их распространения. Здесь следует упомянуть о следующем обстоятельстве. Результаты профилирования относятся (точка записи) к центру базы. Если баз несколько, то измерения
по разным базам, относящиеся к одной точке наблюдения, представляют собой зондирование ОГТ. Вследствие этого, зондирования ОГТ могут служить как средством уточнения ситуации, полученной профилированием с равными базами, так и самостоятельным обоснованием для выбора при профилировании размеров баз и их числа.
Таким образом, системы наблюдений для сейсморазведки малых глубин достаточно простые для решения простых задач в благоприятных условиях, по мере их усложнения приобретают черты, свойственные традиционной сейсморазведке.
С внедрением в практику работ слабых невзрывных источников резко снизились затраты на возбуждение, что привело к возможности применения обращенных систем наблюдений с общими пунктами приема. При этом применение обращенных систем стало целесообразным в условиях, когда трудоемкость работ по приему сейсмических сигналов превышает трудоемкость по их возбуждению. Такие особенности появляются в районах, где требуется применение больших групп сейсмоприемников либо допускается возможность использования простейших источников возбуждения, например кувалды. Системы с общими пунктами возбуждения эффективны при работе с более мощными, механическими источниками и небольшими группами сейсмоприемников.
К расположению профилей, длине годографа и шагу наблюдений предъявляются общеизвестные требования. Профили по возможности располагаются в условиях спокойного рельефа и вкрест простирания пород. Длина годографа в зависимости от решаемых задач может изменяться в очень широких пределах (от 10 до 1500 м). Она подбирается такой, чтобы полезные волны прослеживались на достаточно больших интервалах без наложения регулярных помех.
Технические параметры портативных сейсмостанций с накоплением позволяют широко пользоваться принципом взаимности и во избежание влияния локальных, постоянно действующих источников микросейсм (например рек, работающих механизмов и др.) взаимозаменять местоположение пунктов приема и возбуждения. При скрытых, постоянно действующих помехах (погружные насосы, подземные коммуникации и т.п.) целесообразно производить предварительное районирование территории по изучению микросейсм для выбора оптимальных условий размещения пунктов приема.
Шаг между сейсмоприемниками не должен превышать половины длины целевых волн и в зависимости от типа регистрируемых волн и глубинности исследований может изменяться от 1 до 50 м при зондированиях и от 5 до 500 м при профилировании. Наиболее широко применяется шаг 5—10 м. Для работ со слабыми невзрывными источниками по сравнению с традиционной сейсморазведкой характерно применение несколько меньшего шага между сейсмоприемниками, что обусловлено более высоким' частотным диапазоном регистрируемых волн и большей изменчивостью поверхностных сейсмогеологических условий. В ряде случаев профилирование целесообразно проводить с различным шагом перемещения постоянных баз с последующим его уменьшением в пределах обнаруженных
аномалий.
При благоприятных сейсмогеологических условиях с целью повышения производительности отработки зондирований с сейсмостанциями, имеющими два канала и более, может быть применен способ "составных годографов", в некоторых чертах сходный со способом, применяемым при отработке зондирований ОГТ. В этом случае используются общие пункты приема, а источник возбуждения перемещается по профилю с шагом, кратным расстановке сейсмоприемников. Сводная сейсмограмма формируется в функции расстояний пункт приема — пункт возбуждения. Способ обеспечивает повышение производительности с трехканальными сейсмостанциями более чем в 2 раза по сравнению с наблюдениями с общим пунктом возбуждения.
В условиях негоризонтального залегания сейсмических границ, а также при изменчивом строении ВЧР могут быть использованы системы с получением прямых и встречных годографов при общих пунктах возбуждения или общих пунктах приема.
В районах со сложными сейсмогеологическими условиями, когда необходимо картирование нескольких сейсмических границ, эффективно применение систем с большим количеством постоянных баз. Такие системы характеризуются малой производительностью отработки профиля, но позволяют увеличить объем физических наблюдений за одну приборо-смену, в результате чего становится возможным имитировать систему наблюдений с общими пунктами возбуждения или приема. При работе с трехканальными сейсмостанциями могут быть применены системы одновременной отработки зондирований, с получением одной ветви годографа и профилирования на двух постоянных базах. В этом случае сейсмоприемник одного из каналов устанавливается в одной из точек профиля и остается неподвижным, а два других, совместно с источником, перемещаются по профилю, удаляясь либо приближаясь к нему. Шаг размещения зондирований по профилю в этом случае равен или больше принятой длины годографа.
В целом, малоканальные сейсмостанции обеспечивают наибольшую гибкость в выборе разнообразных систем наблюдений. Наряду с продольным профилированием, в практике работ могут широко применяться системы непродольного профилирования либо комплексирование продольного и непродольного.
В заключение приведем некоторые замечания о системах наблюдений. Исходя из самых общих позиций метода отраженных волн, можно постулировать, что существует некоторый оптимальный угол отражения а, когда отраженная волна наблюдается наилучшим образом и при этом 0 < а < 90°. Действительно, когда расстояние пункт возбуждения — пункт приема велико по сравнению с глубиной залегания отражающей границы и угол 1а приближается к 180°, отраженная волна интерферирует с прямой и практически не выделяется. При увеличении глубины залегания границы, когда угол а приближается к нулю, интенсивность отраженной волны падает за счет увеличения расстояния между пунктом возбуждения и отражающей границей, что также затрудняет ее выделение. Возможности уменьшения угла а путем уменьшения расстояния пункт возбуждения - пункт приема при небольшой глубине отражающей границы ограничены присутствием регулярных помех вблизи пункта возбуждения. Оптимальный угол зависит, очевидно, от многих причин, включая как свойства самой отражающей границы, так и общую мозаику поля регулярных помех. Для последующих построений достаточно допущения, что оптимальный угол существует. Отсюда следует, что при определенном расстоянии L между пунктом возбуждения и пунктом приема, некоторая область геологического разреза, расположенная на глубине h, изучается лучше других. При горизонтальном залегании границ центр этой области будет лежать на перпендикуляре, опущенном из середины отрезка L, на глубине h = //2 sin а. Для простоты построений примем а = 45°.