JPS60159676A - 調査油井で測定される地震データを得て処理する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一部が調査油井近くの地表上に配置され、残
シが調査油井内の一連の測定点に配置された、地震波の
発信器と下降又は上昇地震波の受信器を使って得られる
地震データの取得及びその地理に関する。　゛ 従来技術 発信器を地表に設置し受信器を油井内で下降させること
、おるいは受信器を、地表に設置し発信器を油井内で下
降させることは可能である。

一般に、一台の装置が可動アームによりて油井内を降下
され、測定点を構成する一連の位置で油井の壁に固定さ
れる。

現在使われている方法は全て、受信装置で受（Ｎされる
地震波の位相ずれで６エイリアシング（ａｌｉａｓｉｎ
ｇ−重複）”と呼にれる不明瞭さを避けるため、所定の
限界距離以下の距離だけ相互に隔てられた多数の測定点
を調胱油井内に設ける必要がある。これでは、地震作業
が多数のスタッフと多量の装置を必要とし、しかも非常
に時間を要するため、高コストとなる。更に、上１己制
限距離を決定する際、過剰な数の測定点を避けるように
全ての波、特にチューブ波として知られる波を考慮に入
れることはできないので、所望の精度が必ずしも達成さ
れない。

地震波に対して使われる”下降”及び１上昇”という用
語はここで、波が測定点に到着すると見なしたときに、
その経路がそれぞれ下降及び上昇するように現われる波
を現わすのに使われている。すなわち、受信器が測定点
に位置する場合、下降波とは測定点へ向かい下方に移動
する波で、上昇波とは測定点へ向かい上方に移動する波
のことでおる。−１発振器が測定点に位置する場合、下
降波とは測定点から上方に移動する波で、上昇波とは測
定点から下方に移動する波のことである。

同じ品質の測定に必要な多数の測定点を減少させ、更に
測定点の分布における許容範囲を改善し、幾つかのゾー
ンが好都合となって従来得られていたよυ高い精度が得
られるようにすることを目的として、まず周知の方法の
特質が制限されている理由を分析した。その結果、これ
らの方法におけるエラーは、コ Ｖ波することと下降及び上昇波の分離を上記ｐ波に従属
させることに重点を置いている点にあることか認められ
た。両動作は同時に実施され、特に、測定の品質を認知
し得るほど改善すると本発明によれに、地震波を発信す
る発信手段と該発信手段から発した下降又は上昇地震波
を受信する受信手段から成る地震データを測定するだめ
の装置で、これら発信・受信手段が調査油井に近い地表
上と調査油井内の測定点に配置され、測定点が油井内を
下って相互に離間した少くとも２つのグループに分割さ
れ、各グループが受信手段で受信された地震波の位相ず
れにおける不明瞭さく　ａｌｌａｓｉｎｇ−重複）を避
けるように、所定の制限距離よシ小さい距離だけ油井内
を下って相互に等しく離間された複数の測定点から成シ
、隣接グループの隣接測定点が上記制限距離よシ大きい
距離だけ分離している装置と；データ測定用の上記装置
で得られた地震データを処理する装置で、該処理装置が
同じグループに川する下降波を上昇波から分離し、波の
コーヒーレントなＦ波を実施する装置；とから成る地震
データを取得するための装置を用いて、調査油井で測定
される地震データを得る方法が与えられる。

コーヒーレントなＦ波は波の分離後、一方において全て
のグループに属する下降波の組に対し実施され、他方に
おいて全てのグループに属する上昇波に対し実施される
のが好ましい。又、波の分離と同時に、同じグループの
下降及び上昇波に対し初期の粗いｐ波を施してもよい。

尚、波の分離動作自体がコーヒーレントなり波をある程
贋含んでいることに注憲されたい。

上記の手順に従って得られた地震読取値の表示は、下降
波と上昇波に対しそれらの分離及びコーヒーレントなＦ
液抜に、それぞれ別々に探さを関数として内挿処理を実
施することによって改善できる。

以下、本発明による実施例を添付の図面を参照しながら
例示を目的としてのみ説明する。

実施例 第１図に示した地震データ取得用の装置においては、地
震波の発信器ｌが地表２に位置される一方、地震波の受
信器４が、−受イ１器４がら送信された地震データを記
録する手段及び該尚する場合にはそのデータを処理する
手段を介して重量物車両６に接続された電気導通性ケー
ブル５によって、油井の立坑３内で下降されるものとす
る。処理機器は、その全体又は一部を、実験室等の遠隔
地に位置させることもできる。又前述したように、発信
器の位置と受信器の位置は相互妊交換可能である。

受信器４０図示されている現在位置の他、測定を行うた
め受信器が立坑３の壁に対して連続的に位置される５ケ
所も第１図は示している。

立坑３内を下って相互に離間されたこれらの位置は、図
面上参照番号８．９．１０．１１゜１２で示しである。

これらの位置は３つの別々のグループに分・割され、各
グループは相互に接近した２位置から成ることが理解さ
れよう。すなわち、油井を下りて距離ｄ、だけ相互に離
間した２つの測定点８゜９から成る第１グループが存在
し、測定点９と２つの測定点４．ｌＯから成る第２グル
ープのうち近い方の測定点４０間は距離りだけ離れ１、
測定点４ｊ１０は距離ａＺだけ離間しておシ、更に距離
ｄｚだけ相互に離間した２つの測定点１１゜１２から成
る第３グループのうち近い方の測定点１１と測定点ｌＯ
の間は距離りだけ離れている。

図面を見離くしないように、それぞれ２つの測定点から
成る３グループだけを図示したが、グループ数はこれ以
外でもよく、又各グループに属する測定点の数をもつと
多くしてもよい（この数は少くとも分離すべき波の数に
必ず等しくなければならない）。

図中点ｍ１３は位ｔ４に直接達する下降地震波を表わし
、点線１４＃ｉ異ったインピーダンスを持つ地勢部分に
分離している境界１５に反射され、位［４に終る点線１
６で示された上昇波を生ずる波を表わしている。

第２図は、４等の測定点に達する波１７と、同じグルー
プの測定点に属し１０ｅ別の測定点に達する同じ発生源
からの波である波１８を示している。これら両波間にお
ける時間間隔Ｒ（時間軸ｔ）は、第１の近似として地震
波の伝播速度ＶＺが測定点４と１０間でわずかしか変化
しないこと、及び発信器１が油井３の近くに位置し、位
置４に達する波の伝播距離が位置ｌＯに達する波の伝播
距離と長さｄ、たけ異ゐと見なせることを仮定した場合
、ｄｚ／Ｖｚに等しい（但しｄＭは４とｌθ等測測定点
間距離、ｖｚは深さ２における波の伝播速度）。時間間
１１ｉ％Ｒを不明瞭さなく測定するためには、ｄｚ　／
Ｖｚが１／２ｆｍａｘ以下でなけれはならない（但しｆ
ｍａｘｔｉ受信波の最大周波数）。従って、同じグルー
プに属する測定点間の距離ａＺは、Ｖｚ／２ｆｍａｘに
等しい制限距離ｄｚｍａｘ以下でなければならない。

−万、各グループ間の距離Ｄ　ｔｉｄｇｍａｘの数倍よ
シ大きくできる。第１図は、地震波サンプリングの改良
を構成する実施例を示している。地震波サンプリングと
は、油井表面から発した波の油井中の各地点における到
達時間を得ることを目的とした方法である。これらの地
点に１つの測定点でなく、相互に接近した２つの測定点
を設置することによシ、時間を要し、高価につく画直地
震波分布と呼ばれる方法で現在得られているのと実質上
等しい極めて重要な情報が得られる。

測定点の別々のグループを油井に沿って非一様に配置す
る方法も用いることができる。つまシ、特に正確な情報
が必要なゾーンでは、測定点のグループを相互に近づけ
さらに同じグループの測定点も相互に近づけ、それら測
定点がチ具−ゾ波の速度について計算された制限距離ｄ
ｚ　ｍｉｘよル小さい距離で配置されるようにする。

このような測定点の分布改善は、測定点の合計数を必ず
しも増大させずに、よシ詳しい情報をもたらすデータを
得るのを可能とし、このデータは異った波（上昇波、下
降波、上昇チー−プ波及び下降チー−ゾ波）をあいまい
さなく分離するのを可能とする。

第３図は、データ処理ＱｆＩ＃成を示している。

所定の測定点の受信器で記録さ・れた時間を関数とした
各組の値であるトレースが前処理装置内の１９に到着し
、そこで不良な記録が取除かれ、１つの測定点に対応す
る記録が加え合されると共に、必要なら初期ｐ波を実施
することもできる。このように計算された記録２１が液
分離装置２２へ至シ、この液分離装置２２が一方におい
て２３に下降波に関する記録を与え、これがフィルタ２
４によってコーヒーレントにＦｉｉｌｌれ、他方におい
て２５に上昇波に関する記録を与え、これがフィルタ２
６によってコーヒーレントにｐ波される。これらフィル
タの両出力゛２７．２８が、下降波によって上昇波の逆
たたき込み（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ　）と両波の
内挿を行う装置２９に接続される。

第４図は、各測定点８，９．４，１０，１１゜１２でス
タートし、装置２０（加＃）、ｚｚ（上昇波０’　ｍ　
、　０２ｍ　、　Ｏｓｍ及び下降波０’ｄ　、　０２ｄ
　。

０’ｄの記録の分離）、２４と２６（上昇波の組と下降
波の組の別個なコーヒーレン）Ｐ波）、２９（３つのコ
ーヒーレントな処理上昇トレースＣ’ｍ、Ｃ２ｍｊ０３
ｍ及び３つのコーヒーレントな処理下降トレースＣ’　
ｔｌ　、　Ｃ２ｄ　、　Ｃ’ｄを得る）で実施される連
続的な動作を図式的に示している。

波を発信・受信するための装置はミ現在使われている通
常の装置でよい。唯−異るのはそれらの位置決めだけで
ある。記録の処理は上記のように構成されるが、ｆ−ｚ
領域の周知なフィルタ系又はｔ−を領域のフィルタ系で
すでに使われているような通常の装置で実施できる。

波の分離後に施されるコーヒーレントな拡大Ｖ波は１回
に１つの波のみに関し、従って関連する波の位相ずれは
既知であるため、空間的な多いまいさによって影響され
ない。上記Ｖ波は単一方向又ははは単一方向で成され、
関連波の勾配に従って向きが決められる。コーヒーレン
トなろ波は、それに先行して波の水平化つまシトレース
毎による波の相対的な位相ずれの除去が行われるなら、
極めて容易に実施し得る。この水平化は各波毎になされ
る。

コーヒーレントなｐ波の間、上昇及び下降波に対応した
波の児積深さを考慮することができる。各グループで２
つのトレース又は測定点がある場合には、平均値がとら
れる。各グループがそれ以上のトレースつまシ測定点を
含む場合には、測定点の重心深さが使われる。

次に、使用可能な波の分離方法の一例をよシ詳しく説明
する。

第１段階では、到着した各第１波の位相ずれを、フィル
ム上のそれらをチェックす乞ことによってトレース毎に
測定する。

尚、発信装置から油井の地表１１１口へ至る距離が小さ
く、且つ油井の交差する地質境界面が水平に１１は近く
、上昇及び下降波の経路が垂直と見なし得るものと仮定
されている。すなわち、１つのトレースから別のトレー
スへの下降波の位相ずれがｐとすれば、油井内における
速度の法則がどんなものでも、上昇波に対応する位相ず
れは−ｐとｉる。

表示を簡単化するため、２＠類の波つまル上昇波と下降
波及び２つのトレースのみを考慮し、これら両トレース
に関する下降波の位相ずれがｐとする。

これらトレースの一方（トレースｌ）をＳｌ。

他方（トレース２）を８２で表わす。後者は値Ｅの離散
セットとして知られている； ｇ＝（ｏ、Δｔ、２Δｔ、・・・・・・、ｎΔｔ）但し
Δｔは連続記録間の時間％ｎΔｔ　は記録の全時間を表
わす。

更に、トレースｓ、　、　ｓ２はそれぞれ深さＺｌ、Ｚ
２に配置されているものと仮定する。

地点（Ｚ１＋２２　）／２における下降波（ｄで表わす
）と上昇波（企で表わす）の見積シを次に行う。

この目的のため、これらの波はそれぞれ区間（ｚｔ、ｚ
ｚ）Ｋついてそれぞれ一定の位相ずれｐ。

−ｐを有し、更に両波の振巾は各々のトラックに沿って
変化しないものと仮定する・ 上記の仮定に基くモデルは次のように表わされる： ５１（ｔ）＝　ａ（ｔ＋ｐ／２）＋ｍ（ｔ−ｐ／２）８
２（ｔ）＝　ｄ　（ｔ　ｐ／２　）十ｍ（ｔ＋ｐ／２　
）ここでディラック（Ｄｉｒａｃ　）の分布を導入する
と、上式は次の形に゛書き直せる： ５１（ｔ）＝　δ（ｔ＋ｐ／２　）＊　ａ（ｔ）十δ（
ｔ　−ｐ／２　）　＊霜（１）省２（ｔ）＝　δ（ｔ−
ｐ／２）中省（１）＋δ（を十艮／り）＊電ｔ）この場
合、波自体企と会がそれぞれの位相Ｐ／２又は−ｐ／２
だけ分離していることが理解されよう。

上式を１つの時間間隔に制限することが可能である。

この時間間隔の中心は時間にΔｔに固定されその半分の
長さがｌΔｔでおる。

この時間間隔内で、波１と台が見積トレース省１と省２
及び実徐のトレース省１省２間の距離を垂＠　Ｌ２の方
向において最小限化することによって調べられる。

これは表現Ｋｓｃｍ　ｔ　（ｄ＊　ｍ）を次のように最
小限化することに等しい： 次のベクトルｏ、Ｓ、つ： （Ｏは波を示す） 及び該当時間間隔におけるそれらに対応した関数値を表
わす各サブベクトルを導入することによって、次のよう
に表わせる。

Ｋｂ、ｚ（３）　＝　ＩＩ　ｓ−倉ＩＩ２計算を安定化
するため、２つの制約が上記の関数演算子に課せられる
。そのうち−万の制約は次の通シ： Ｃ１（ｏ）　＝　ｇ２１１８１１２ これは不安定性の除去を意図している。他方の制約は次
の通シ： Ｃ２（旬＝λ２Ｑｉ　ｒｒ　／ｊ； 但しＴは第５図に示すマトリックスで定義される。

これは２つの波ｄ、ｍの変化を制限することに等しい。

Ｃ２（６）の夕３除の式Ｉｆｉ：従って考慮すべき最後
の関数は次の通り：Ｇｋ、／−（８）　＝　Ｋｋ、ｔ（
＠十０１　（＠＋　０２（６）Ｏの値は次のように与え
られる； この式は次の系をもたらす： （Δ１Δ＋、２Ｉ＋λ２Ｔ　）　ｇ　＝ΔｔＢ但しΔは
ｇ６図に示したマトリックスで、ｌは単位マトリックス
である。

線形の内挿演算子Ｉｎｔ（→は次の通９：Ｉｎｔ（ｔ＋
ｘ）＠ｄ＝ｄ（ｔ＋ｘ） Ｉｎｔ　（ｔ＋ｙ　）　ｅＱ　＝　Ｑ（を十ｙ　）ここ
で、Ｉｎｔ（ｄは内挿演算子の長さに等しい長さのベク
トルであることに注意されたい。この線形内挿演算子は
、位相項そのものを考慮すべき信号から分離可能にする
という意味で、ディラック分布の一部の役割を果す。

當を計算するためには、次のマトリックスを反転するだ
けでよい： （Δ”Δ＋ｇ２Ｉ＋λ２　Ｔ） 反転すれは： 當−（△ｔ△十−２■＋λ２　Ｔ）−１△ｔＢつまシ ６　＋ｅ＋　Ｖ　拳　Ｓ 但し ■＝（△１△＋ε２Ｉ＋λ２　Ｔ　）−１Δを従って、
考慮すべき時間間隔内で次式が得られる： 対応する中央演算子だけが維持されている。

例えば、時間に△ｔを中心とした考慮すべき時間間隔内
では次式が得られる： ’ａ　（ｋｉｔ）　＝　Ｖ５　＠８１　＋Ｖｉ　８２ｍ
　（１ｃａｔ）　＝　Ｖ　＊　８１　＋　Ｖｍ８２時間
間隔と各演算子は第７図に示しである。

従って、考慮すべき波の計算は各トレース中の分離演算
子と時間間隔の間における２つのスカラー積の形で与え
られることが理解されよう。

異った値のｐについて全ての分離演算子が得られれは、
トレース２に対してトレース１０位相ずれを計算すれは
充分である。

これらの演ｉ子は、計算されたらディスク上に記憶され
る。これらを用いるときは、再び読出し、考慮すべき２
つのトレースに対する２重のたたき込みの形で適用し、
それによって下降及び上昇波が計算されなければならな
い。

次に、上記の分離方法を用いた後、コーヒーレントなＶ
波がいかに実施されるかについて説明する。

尚、考慮すべきトレースは次式で有効に定式化されるも
のと仮定する：Ｓ＝Δ・Ｏ＋β；但しＯは下降及び上昇
波に対応したベクトル。

βはノイズでおる。

次式のようにＳが解ればＯが得られる：ｆｓ　ｗ　Ｖ・
Ｓ つまり、 令＝Ｖ−Δｏ　＋　Ｖβ ■はΔの一般化した反転であるから、谷＝ｏ＋Ｖβとな
る。

従って、追加のノイズＶ・βだけが残る。

これは任意となシ得、特に傾きｐ及び−ｐに関してコー
ヒーレントでない。

そこで、０に変更を生じないコーヒーレンスフィルタを
用いる。何故なう１．ｏ　＃ｉコーヒーレンスフィルタ
の傾きｐ及び−ｐに関する仮定を満たすからである。反
対に、このコーヒーレンスフィルタは残留ノイズＶ・β
に作用する。

有効性を増すため、フィルタはかなシ多数のトレースに
適用される。コーヒーレンス度は、使用するトレース数
が増えるにつれ上昇する。

処理のこの時点において、水平化後の考慮すべき波に対
し、フーリエ領域ではｆ−ｋ（ｋは波数）として知られ
るフィルタを使用可能である。

この場合、信号コーンを多少間いておけば充分で、これ
は第８図に示すように必要なコーヒーレンス度の逆関数
に対応する。

上記した分離方法を、第１にコーヒーレンスを高め、第
２に多数の波を分離することによって、２方向に一般化
することは容易である。

事実、Ｓ＝Δ１１９という定式を用いれば、Ｓは次の形
になると考えられる： 但しＮは考慮に入れるトレース数で、Ｎが大きければ最
終的なコーヒーレンスも上昇する。

又９も次のように表わせる： 但し慧は分離する必要がある波の数である。

つまり、上昇及び下降波並びに上昇及び下降チューブ波
を統合することができ、この場合数値Ｍｔｊ：４に等し
い。

情報の観点からすれｔＬ　Ｎはｉ］大きいか又はそれに
等しい必要がある。

尚、チ凰−ブ波の重複（ａｌｌａｓｉｎｇ　）を避ける
ためそれらをＰ波する必要がある場合には、記録点間の
間隔が一般に非常に小さくなければならない。

グループサンシリンダの方法を用いることによって、チ
ューブ波のｖ波は経済的に実施し得る。

上昇及び下降波を得るためには、４つのトレースのグル
ープを記録し、仁れら４つのトレース忙分離演算子を適
用すれはよい。同じよう圧して上昇及び下降チューブ波
も得られるが、それらはここにおいて興味の対象でない
。そうしたチューブ波は、取り除かれるべきものである
。

上記の分離処理後、考慮すべき６波にコーヒーレントな
Ｖ波を施すことができ、６波は異ったそれぞれの波の傾
きとも考えられる位相のずれに関して同質である。チ二
−ブ波の傾きを取シ除くためには、垂直面で加算された
地震波形状のフィルムからそれを見積れは充分である。

チ為−ブ波の傾きたけを考慮すれはよいので、波の最初
の到着時間を知る必要はない。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、従来周知の方法と全く
異る方法を用いることにより、上記した本発明の方法は
コーヒーレントなり波と独立に波の最適な分離を可能と
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は調査油井と地震データの取得装置を概略的に示
す図； 第２図は２つの測定点に達する同一発生源からの２つの
波をそれぞれ示す； 第３，４図は記録データの処理構成と連続的な実施動作
のフローチャートをそれぞれ示す模式図； 第５，６図は処理で用いられるマトリックス。 第７図は液分離用の演算子を含んだマトリックス；及び 第８図はｆ−にとして知られる２次元フーリエ領域にお
けるコーヒーレントなｐ波を示す模式図である。 ｌ・・・発信手段、２・・・地表、３・・・調査油井、
４・・・受信手段、４，８，９，１０，１１，１２・・
・測定点（８，９：４，１０：１１．１２・・・各グル
ープ）、６・・・処理装置、１３・・・下降波、１６・
・・上昇波。 出Ｎｓ　人　コ、／−ヒーフラン七−ズデペトロール代
理人　丸　山　幸　雄 第１．図 特開ＢＨ６０−１５９６７６（８） ２０　２２ 第、４図 第、５　図４ 第、６０図 第、７　図１ 第、８０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン地震波を発信する発信手段と該発信手段から発せ
   られた下降又は上昇地震波を受信する受信手段から成シ
   、これら発信・受信手段が調査油井に近い地表上と調査
   油井内の測定点に配置された地震波を測定するための装
   置、及び該データ測定装置で得られた地震データを処理
   するための装置で、下降波を上昇波から分離し、波のコ
   ーヒーレントなＦ波を行う処理装置から成る地震データ
   の取得装置を用い、１４査油井で測定され°る地震デー
   タを得る方法であって、上記測定点（８，９，４，１Ｇ
   。 １１．１２）が油井内を下って相互忙離間した少くとも
   ２つのグループに分割され、各グループが受信手段で受
   信された地震波の位相ずれにおける不明瞭さく重複）を
   避けるように、所定のｔｈｕ限距離よシ小さい距離だけ
   油井内を下って相互に等しく離間された複数の測定点か
   ら成シ、隣接グループの隣接測定点が上記制限距離よル
   大きい距離だけ分離されておル、更に上記処理装置が同
   じグループに属する下降波と上昇波の分離を行うことを
   特徴とした方法。 （２）地震波の読取値表示を改善するため、深さｔ関数
   とした内挿が下降波と上昇波に対し、それらの分離とコ
   ーヒーレントなＦ液抜に別々に実施されることを特徴と
   する特許請求の範曲第（１）項の方法６