Нелинейная электросейсмическая разведка

1 Данной заявке соответствует предварительная заявка на патент США 60/288,059,поданная 2 мая 2001 г. Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к области геофизической разведки. В частности, изобретение описывает способы использования механизмов нелинейного электросейсмического преобразования в электросейсмической разведке. Предшествующий уровень техники Электросейсмический способ - это инструмент геофизической разведки, предназначенный для создания изображений глубинных формаций с использованием преобразований между электромагнитной и сейсмической энергией,согласно описанному в патенте США 5,877,995 (Thompson and Gist). Сущность электросейсмического способа состоит в передаче в землю высоких уровней электрической энергии на поверхности или вблизи поверхности, и преобразовании электрической энергии в сейсмическую энергию благодаря взаимодействию подземных флюидов, в том числе углеводородов, с материнской породой. Сейсмические волны регистрируют на поверхности или вблизи поверхности с помощью сейсмоприемников. В электросейсмической разведке, в принципе, нецелесообразно подавать в землю единичный импульс, содержащий достаточно электрической энергии для создания приемлемого сейсмического обратного сигнала. Поэтому в электросейсмической разведке входной электрический сигнал должен, предпочтительно,представлять собой управляемый волновой пакет определенной длины. Подобная проблема существует в традиционной сейсморазведке,когда в качестве сейсмического источника используется не взрывное устройство, а вибрационный сейсмический источник. Вибрационный сейсмический источник генерирует управляемый волновой пакет (так называемый опорный сигнал), направляемый в землю. Этот волновой пакет отражается от глубинных отражающих границ, и отраженный волновой пакет регистрируется сейсмоприемниками, расположенными на поверхности или вблизи поверхности земли. Зарегистрированный волновой пакет представляет собой результат свертки входного волнового пакета с импульсной характеристикой земли. Чтобы консолидировать сейсмическую энергию в зарегистрированном волновом пакете и пронаблюдать события подземного отражения относительно начала отсчета времени, наподобие того, как это делают с помощью единичного взрывного источника, применяют этап обработки данных, на котором вычисляют корреляцию зарегистрированных сейсмических данных с эталонным волновым пакетом. Процесс вычисления корреляции двух волн известен специалистам в данной области техники. (См., например,"Seismic Data Processing", O. Yilmaz, Society ofExploration Geophysics (1987), стр. 18-19.) Для обработки электросейсмических данных используют аналогичный корреляционный этап. Известно, что эталонный волновой пакет,используемый для вычисления корреляции,должен быть подобен волновому пакету ожидаемого сейсмического обратного сигнала. В случае традиционной сейсморазведки, сейсмический отклик является линейным, т.е. выходной сигнал пропорционален первой степени входного сигнала. Следовательно, для вычисления корреляции данных вибратора, в качестве эталонного волнового пакета предпочтительно использовать сам волновой пакет опорного сигнала вибратора. Электросейсмическое преобразование также происходит как линейный процесс, в каковом случае предпочтительный эталонный волновой сигнал для вычисления корреляции часто представляет собой волновой сигнал источника. Выбор волновых сигналов источника и соответствующих эталонных волновых сигналов для линейной электросейсмической разведки является предметом патентной заявки США 09/809,472 (Hornbostel endThompson), опубликованной 27 сентября 2001 г. под номером публикации WO 01/71386. Корреляция волнового сигнала источника с соответствующим ему эталоном обычно дает большой пик, соответствующий моменту вступления волны, окруженный более низкими пиками, соответствующими более ранним и более поздним моментам. (См. патентную публикацию WO 01/71386). Эти более низкие пики называются вторичными корреляционными максимумами. Они нежелательны, поскольку не предоставляют никакой дополнительной информации и могут маскировать более слабые полезные обратные сигналы. Эффективный источник входного тока для электросейсмической разведки должен иметь следующие характеристики (см. вышеупомянутую патентную заявку):- источник должен вырабатывать большой ток в течение продолжительного времени;- источник должен иметь высокий электрический КПД;- постоянная составляющая тока источника должна быть малой или отсутствовать во избежание плакирования матрицы электродов;- частотный спектр источника должен соответствовать требованиям разведки;- корреляция волнового сигнала источника с эталоном должна давать достаточно низкие уровни вторичных максимумов. Электросейсмическое исследование имеет большие перспективы в качестве инструмента геофизической разведки. Однако полезность электросейсмического исследования можно расширить путем увеличения объема и количества типов информации, получаемой разведчиком в результате электросейсмического исследования. Настоящее изобретение обеспечивает 3 один способ выполнения вышеописанной процедуры. Сущность изобретения В некоторых вариантах осуществления,настоящее изобретение обеспечивает способ нелинейной электросейсмической разведки,содержащий этапы, на которых а) выбирают волновой сигнал источника заданной длины, b) генерируют электрический сигнал на основании волнового сигнала источника, с) передают электрический сигнал в землю, d) обнаруживают и регистрируют сейсмические сигналы, возникающие в результате преобразования электрического сигнала в сейсмическую энергию в подземных формациях, и е) вычисляют корреляцию возникших сейсмических сигналов с эталонным волновым сигналом для получения коррелированной сейсмограммы, которая моделирует результат, который был бы получен с помощью источника единичного импульса, в котором сосредоточена вся энергия входного опорного сигнала. Эталонный волновой сигнал выбирают совместно с волновым сигналом источника,чтобы удовлетворить, по меньшей мере, двум критериям: 1) взаимная корреляция квадрата волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом (выражающая нелинейный электросейсмический отклик) приводит к снижению амплитуды вторичных максимумов до приемлемых уровней; и 2) взаимная корреляция волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом (выражающая линейный электросейсмический отклик) приводит к снижению помехи в отношении полезной корреляции(корреляции квадрата волнового сигнала источника) со стороны нежелательного возникшего волнового сигнала до приемлемого уровня. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, волновой сигнал источника строят из отдельных периодов синусоидальной волны частотой 60 периодов/с (Гц), т.е. стандартного электропитания переменного тока,инвертируя полярность некоторых таких периодов в соответствии с цифровым кодом. Цифровой код - это средство формирования специализированного волнового сигнала источника с использованием изложенных здесь конкретных методик для удовлетворения двух вышеперечисленных критериев. Когда нужно зондировать более глубоколежащие слои, другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает построение сигнала частотой менее 60 Гц путем переключения между тремя фазами 3-фазного источника тока. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения цифровые коды представляют собой последовательности единиц, нулей и/или единиц с отрицательным знаком, построенные согласно принципам изобретения, причем начальной точкой является последовательность максимальной длины сдвигового регистра. Увеличение длины такой последовательности мож 005193 4 но рассматривать в качестве дополнительного средства ослабления вторичных максимумов. Круговая корреляция с соответствующей специализированной эталонной последовательностью является предпочтительным средством корреляции на вышеупомянутом этапе е) для вышеописанных исходных последовательностей, используемых в предпочтительных вариантах осуществления. Специалисту в данной области техники не составит труда проверить результаты электросейсмической разведки, полученные способом,отвечающим настоящему изобретению, и на основании амплитуд сейсмосигнала прогнозировать, какие области содержат углеводороды. Раскрыты также предпочтительные устройства для генерации нужных форм сигнала. Перечень фигур чертежей Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны со ссылками на нижеследующее подробное описание и прилагаемые чертежи. На фиг. 1 А показан элемент волнового сигнала с частотой 60 Гц. На фиг. 1 В показан квадрат этого элемента волнового сигнала. На фиг. 1 С показана автокорреляция квадрата элемента волнового сигнала по фиг. 1 В после удаления низкочастотных составляющих. На фиг. 2 А показан элемент волнового сигнала с частотой менее 60 Гц, построенного из волн трехфазного сигнала с частотой 60 Гц. На фиг. 2 В показан квадрат элемента волнового сигнала по фиг. 2 А. На фиг. 2 С показана автокорреляция квадрата элемента волнового сигнала по фиг. 2 В после удаления низкочастотных компонентов. На фиг. 3 А показан сегмент волнового сигнала, построенного путем кодирования элемента синусоидальной волны с частотой 60 Гц с помощью последовательности максимальной длины сдвигового регистра, имеющей длину 7, а на фиг. 3 В показана автокорреляция этого сегмента волнового сигнала. На фиг. 4 А показан сегмент волнового сигнала по фиг. 3 А, в котором периоды отрицательной полярности обнулены. На фиг. 4 В показана взаимная корреляция сегмента волны по фиг. 4 А с сегментом по фиг. 3 А. На фиг. 5 А показан квадрат сегмента волны по фиг. 4 А, а на фиг. 5 В показан эталонный волновой сигнал, предпочтительный для вычисления корреляции с волновым сигналом по фиг. 5 А. На фиг. 6 А показан нелинейный сигнал,полученный в результате взаимной корреляции волнового сигнала по фиг. 5 А и эталона по фиг. 5 В (низкие частоты удалены). На фиг. 6 В показан нежелательный перекрестный член, полученный в результате корреляции линейного сигнала по фиг. 4 А с нелинейным эталонным сигналом по фиг. 5 В. 5 На фиг. 7 А показан сегмент волны источника по фиг. 4 А, в котором полярность определенных периодов изменена на противоположную, а на фиг. 7 В показана корреляция линейного сигнала, представленного этим видоизмененным сегментом волны источника, с нелинейным эталоном по фиг. 5 В. На фиг. 8 А показан входной опорный сигнал по фиг. 7 А, в котором все полярности изменены на противоположные. На фиг. 8 В показана корреляция этого линейного сигнала инвертированной полярности с нелинейным эталоном по фиг. 5 В. Фиг. 9 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая определенные варианты осуществления настоящего изобретения. На фиг. 10 показана поляризация на границе раздела водоносный песок/ газоносный песок при пропускании сверху электрического тока. На фиг. 11 А, 11 В, 12 А и 12 В показаны силы, вызванные инверсией внешнего электрического поля на зернах горной породы, находящихся в соляномрастворе. На фиг. 13 показан сдвиговый регистр 4-й степени с логикой обратной связи. На фиг. 14 показана типичная эксплуатационная установка для применения настоящего изобретения. Фиг. 15 - принципиальная схема синтезатора мощного волнового сигнала. На фиг. 16 и 17 представлены результаты испытания способа, отвечающего настоящему изобретению. На фиг. 18 А и 18 В показаны силы, вызванные инверсией внешнего электрического поля на типичной поровой структуре. Масштабы амплитуды (по вертикальной оси) на графиках, изображенных на фиг. 1-8,являются произвольными, обычно приведенными к единице для первого графика в последовательности. Изобретение будет описано применительно к предпочтительным вариантам осуществления. Однако в той степени, в которой нижеследующее подробное описание относится к конкретному варианту осуществления или конкретному порядку применения изобретения, его следует рассматривать как исключительно иллюстративное и не призванное ограничивать объем изобретения. Напротив, оно призвано охватывать все альтернативы, модификации и эквиваленты, отвечающие сущности и объему изобретения, заданным в прилагаемой формуле изобретения. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления Настоящее изобретение обеспечивает альтернативный способ электросейсмической разведки на предмет нефти и газа. Ранее известный способ электросейсмической разведки, который описан выше, предусматривает регистрацию сейсмического откли 005193 6 ка, пропорционального входному электрическому сигналу и имеющему ту же частоту, что и входной сигнал (т.е. линейного отклика). В отличие от него, существует механизм деформации материи под действием электрического поля вне зависимости от инверсии направления поля, например, явление электрострикции. Такая деформация пропорциональна квадрату напряженности поля (т.е. имеет место нелинейный отклик). См., например, D.R. Corson and P.and Waves, W.H. FreemanCo. (1962), стр. 120. Электрострикцию никогда серьезно не рассматривали в качестве средства геофизической разведки, возможно, по меньшей мере, отчасти потому, что эффект предполагали слишком малым для создания полезных сигналов. Свой вклад в нелинейный отклик могут вносить и другие механизмы. Согласно настоящему изобретению,электрострикция и другие нелинейные механизмы не только генерируют сейсмический сигнал, но в типичных влажных горных формациях сейсмический сигнал может быть сравним по величине с традиционными сейсмическими волнами, совсем как линейные электросейсмические отклики. Развертывание оборудования в полевых условиях будет одинаковым для нелинейной электросейсмической разведки и для линейной электросейсмической разведки. Ниже приведено пояснение схемы размещения эксплуатационного оборудования, а дополнительную информацию можно почерпнуть из патента США 5,877,995. Используется то же оборудование за возможным исключением сейсмоприемников. Приемники должны иметь хорошую чувствительность на удвоенной частоте входного сигнала, а не на частоте входного сигнала, как в случае линейной электросейсмической разведки. Дело в том, что сейсмический отклик, возникающий в процессе нелинейного преобразования, пропорционален квадрату напряженности входного электрического поля, и его частота вдвое больше входной частоты. Поскольку для получения нелинейных данных можно использовать ту же полевую установку, с помощью которой получают линейные электросейсмические данные, основные различия двух способов разведки состоят в необходимости создания таких волнового сигнала источника и эталонного волнового сигнала, которые позволят а) регистрировать нужный отклик и b) минимизировать нежелательную помеху, возникающую в результате вычисления корреляции сейсмического отклика с эталонным волновым сигналом (которое осуществляется на этапе обработки данных). В случае нелинейной электросейсмической разведки возникает нежелательная помеха двух типов. Как и в случае линейной электросейсмической разведки, можно формировать специализированные волновой сигнал источника и эталон 7 ный волновой сигнал, чтобы снизить амплитуду вторичных максимумов до приемлемого уровня. Эти вторичные максимумы представляют собой один из двух вышеупомянутых типов помехи. По описанным ниже причинам, волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал, предпочтительные в случае линейной электросейсмической разведки, сильно ослабляют нелинейный отклик. Поскольку для последнего утверждения обратное, к сожалению, неверно, нелинейная электросейсмическая разведка создает дополнительную проблему, состоящую в необходимости иметь возможность отделения линейного отклика и помехи, которую он может вызывать, от полезного нелинейного отклика. Это второй вышеупомянутый тип помехи. Настоящее изобретение предусматривает средства удовлетворения этой потребности, а также потребности в ослаблении вторичных максимумов. Сигналы источника, согласно принципам настоящего изобретения в некоторых вариантах его осуществления, принадлежат классу волновых сигналов в двоичной кодировке. Волновой сигнал в двоичной кодировке в состоит из последовательности элементов. Каждый отдельно взятый элемент может представлять собой, например, единичный период синусоидальной волны с частотой 60 Гц. В действительности,волновые сигналы, построенные из таких сегментов синусоид с частотой 60 Гц (или другой частотой, используемой в местной электросети),являются особенно экономичными для электросейсмического применения, поскольку сигнал источника этого типа можно формировать с использованием простой коммутации сигналов коммерческой электросети. Эти сегменты волнового сигнала комбинируют с учетом полярности, заданной двоичной последовательностью. Двоичную последовательность формируют таким образом, как объясняется ниже, чтобы обеспечивать минимальные вторичные максимумы и минимальную помеху от линейных эффектов, тогда как элемент волнового сигнала формируют таким образом, чтобы оптимизировать частотный спектр источника. На фиг. 1 А показан один период 10 синусоиды с частотой 60 Гц. На фиг. 1 В показан квадрат волнового элемента 10, обозначенный позицией 20. Результат возведения синусоиды в квадрат явствует из тригонометрического тождества sin2 = 1/2(1-cos2). Таким образом, возведение синусоиды в квадрат дает другую синусоиду (косинусоидальная волна - это та же синусоидальная волна,сдвинутая на 90) удвоенной частоты (с амплитудой 1/2), наложенную на постоянную составляющую (тока). (Это выражение также показывает, что возведение в квадрат входного сигнала и удвоение его частоты, обусловленные нелинейными электросейсмическими механизмами,не являются независимыми эффектами). Посто 005193 8 янная составляющая тока не распространяется через толщу земли к детекторам; однако, околонулевые частоты распространяются и ослабляются землей в меньшей степени, чем более высокие частоты. Однако измеренный электросейсмический отклик околонулевой частоты очень слаб ввиду низкой эффективности детектора на этих частотах. Фиг. 1-8 данной заявки в той степени, в какой они используются для иллюстрации сейсмического отклика, являются всего лишь результатами компьютерного моделирования. Чтобы придать этим результатам моделирования реалистичность, используется цифровой фильтр для исключения из корреляций очень низких частот, которые по рассмотренным выше причинам отсутствуют в фактическом измеренном электросейсмическом отклике. На фиг. 1 С показана автокорреляция квадрата 20 волны, обозначенная позицией 30,после удаления по вышеуказанным причинам низкочастотных составляющих (постоянной составляющей тока и близких к ней). Элемент 10 волнового сигнала, вероятно,пригоден для мишеней относительно неглубокого залегания. (Глубина зондирования возрастает с уменьшением частоты.) Можно построить различные элементы с более низкими частотами. Это проще всего сделать при наличии трехфазного питания. На фиг. 2 А приведен пример 40. На фиг. 2 В показан квадрат элемента 40 волнового сигнала, обозначенный позицией 50. На фиг. 2 С показана автокорреляция квадрата 50 волны, обозначенная позицией 60, после удаления низких частот. В порядке дальнейшего объяснения фиг. 2 А, заметим, что трехфазное питание (плюс три сигнала противоположной полярности) обеспечивает шесть синусоид со сдвигом фазы 60 между ними. Переключаясь с одной синусоиды на следующую в точке их пересечения, можно строить сигналы, приблизительно подобные прямоугольной волне. Когда один сигнал достигнув своего пика, начинает уменьшаться, выход переключается на следующий сигнал, еще не достигший своего пика. Таким образом,можно построить приблизительно прямоугольную волну. Прямоугольной волне можно придать нужную ширину, которая имеет целое число таких переключений периодов, и, следовательно, задать соответствующую частоту,меньшую 60 Гц. На фиг. 2 А показан пример,когда пик продолжают, переключаясь пять раз на следующую по фазе синусоиду, чтобы получить прямоугольную волну 40 с частотой около 20 Гц. Построение элемента волнового сигнала является важным аспектом конструкции электросейсмического источника. Для определения желаемого элемента для данной мишени с заданными сейсмическим ослаблением и глубиной проникновения электромагнитного поля можно использовать такие методы, как генети 9 ческие алгоритмы. В общем случае, чем глубже мишень, тем ниже предпочтительная частота,поскольку более высокие частоты больше подвержены поглощению, что снижает эффективность. Частота 60 Гц дает хорошие результаты для мишеней, находящихся на глубине приблизительно 100 и 1000 футов, для типичных осадочных пород. Кроме того, элемент волны с частотой 60 Гц, хотя и не в качестве предпочтительного, можно успешно использовать до значительно больших глубин, порядка 5000 футов. Преимущества практичности и удобства построения волнового сигнала из электросети с частотой 60 Гц очевидны. Кроме того, такая аппаратная реализация является наиболее простой для элемента синусоидальной волны одной частоты, отчасти потому, что эффективность не требует жертвовать широкополосным усилением. Изобретение, конечно, применимо к частотам, превышающим обычные сетевые частоты. Хотя более высокие частоты в большей степени поглощаются землей, они обеспечивают более высокое разрешение по глубине и пространственное разрешение. Частота, превышающая сетевую частоту, может давать более высокое разрешение на полезных глубинах, поэтому может быть более предпочтительной. Например, на судах и самолетах используется частота 400 Гц,и генераторы функционирующие на этой частоте, доступны без труда. В некоторых приложениях, частота 400 Гц или выше может давать хорошие результаты или даже быть предпочтительнее сетевой частоты по вышеупомянутым причинам. Корреляционные вторичные максимумы являются весьма существенным фактором для электросейсмической разведки, поскольку, по существу, в начальный момент времени (фактически сразу после него) может иметь место очень большой пик. Этот большой пик возникает в результате неизбежной прямой наводки помех на приемниках со стороны полей, порождаемых входными токами. Большие пики обычно имеют значительные корреляционные вторичные максимумы. Хотя эти вторичные максимумы, обусловленные прямой наводкой помех, ниже пика, они все же достаточно велики,чтобы маскировать гораздо менее мощные полезные электросейсмические отклики. Уровень прямой наводки помех можно снизить за счет надлежащей конструкции эксплуатационной установки и/или других инноваций, например,модификаций приемника; тем не менее, лучше всего минимизировать влияние прямой наводки помех, используя волновой сигнал источника,обеспечивающий минимальные корреляционные вторичные максимумы. (Корреляция с соответствующим эталонным волновым сигналом для волнового сигнала источника снизит все вторичные максимумы, в том числе вторичные максимумы, обусловленные прямой наводкой 10 помех, поскольку прямая наводка помех также обусловлена подаваемым сигналом.) Кроме того, способы настоящего изобретения для снижения помехи со стороны линейного электросейсмического отклика, которые будут объяснены ниже, также играют главную роль в решении проблемы вторичных максимумов, поскольку прямая наводка помех линейно связана с подаваемым сигналом. Нелинейный электросейсмический отклик пропорционален квадрату входного электрического сигнала, как объяснено выше. В случае элемента синусоидальной волны, этот сейсмический отклик имеет вид синусоиды удвоенной частоты. Поскольку эталонные волновые сигналы должны быть подобны волновому сигналу ожидаемого сейсмического отклика, наиболее очевидный вариант эталонной волны для обработки этого нелинейного сейсмического отклика представляет собой входной сигнал, возведенный в квадрат, в котором низкочастотные составляющие (постоянная составляющая тока и близкие к ней) отфильтрованы по вышеупомянутым причинам. Схема для формирования такой волны общеизвестна. В фактическом осуществлении изобретения используется полосовой фильтр, обеспечивающий фильтрацию выше и ниже измеренного электросейсмического отклика. Физическое объяснение необходимости фильтрации более высоких частот, а также более низких частот это 1) потери электромагнитного поля, распространяющегося вниз, в приповерхностном слое и 2) потери сейсмической волны (ослабление более высоких частот в земле) на обратном пути. В качестве двоичной кодировки для обнаружения нелинейного электросейсмического преобразования предпочтительно использовать видоизмененный вариант двоичной последовательности, который называют последовательностью максимальной длины сдвигового регистра. Сдвиговый регистр степени n - это устройство, состоящее из n последовательных двоичных (1,-1 или 1,0) ячеек памяти или регистров, которое сдвигает содержимое каждого регистра в следующий по порядку регистр в соответствии с регулярными импульсами тактового генератора или другого устройства хронирования. Во избежание очистки сдвигового регистра по прошествии n тактовых импульсов,можно предусмотреть элемент обратной связи в виде логической (т.е. булевой) функции содержимого n ячеек, значение которого поступает обратно в первую ячейку сдвигового регистра. Рассмотрим, например, случай, когда n=4,и функция обратной связи представляет собой операцию сложения содержимого третьего и четвертого регистров, результат которой поступает в регистр 1 после его очистки в результате следующего сдвига. Такое сложение двоичных 11 чисел называется сложением по модулю 2 и обозначается символом . Таким образом, в двоичной кодировке 0,1, 00 = 0; 01 =10 = 1; и 11 = 0. Такой сдвиговый регистр проиллюстрирован на фиг. 13. Можно показать, что эту функцию обратной связи можно выразить следующим рекурсивным соотношением:Xi = Xi-3Xi-4 где Xi - содержимое любого из четырех регистров для i-го сдвига. Таким образом, содержимое любого регистра равно сумме по модулю 2 того,что было в том же регистре на 3 сдвига ранее, и того, что было в том же регистре на 4 сдвига ранее. Процесс начинается с того, что содержимое всех четырех регистров устанавливают равным 1, т.е. X0(R1)=X0(R2)=X0(R3)=Х 0(R4)=1, а затем четыре регистра принимают следующие значения, прежде, чем числа начнут повторяться:Xi(R4) 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 2 0 0 1 1 3 0 0 0 1 4 1 0 0 0 5 0 1 0 0 6 0 0 1 0 7 1 0 0 1 8 1 1 0 0 9 0 1 1 0 10 1 0 1 1 11 0 1 0 1 12 1 0 1 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 Числа, генерируемые в регистре 1 (другие регистры генерируют ту же последовательность с циклической перестановкой), образуют последовательность сдвигового регистра для этого конкретного сдвигового регистра длины 4 и конкретного рекурсивного соотношения. Можно видеть, что число в регистре 1 в любом цикле равно сумме по модулю 2 чисел в регистрах 3 и 4 в предыдущем цикле, которые, в свою очередь, представляют собой те же два числа, которые были в регистре 1 на три и четыре сдвига ранее, что соответствует рекурсивной формуле. Выход любого сдвигового регистра, разумеется, является периодическим, с периодом, не превышающим 2n, где n - это степень или длина сдвигового регистра. (См. книгу "Digital Communications With Space Applications" Solomon W.Golomb, Prentice Hall, Inc. (1964)9). Для линейно-рекурсивных формул, определенных Голомбом на странице 9, период составляет максимум 2n-1. В вышеприведенном примере, где n=4,максимальный период равен 15, и потому сге 005193 12 нерированная выше последовательность имеет максимальную возможную длину, и, соответственно, называется последовательностью максимальной длины сдвигового регистра. Примером последовательности максимальной длины сдвигового регистра длины 7 (в которой используется двоичная кодировка 1, -1) представляет собой -1 1 -1 1 1 1 -1. На фиг. 3 А показан протяженный сегмент 100 волнового сигнала, полученный с использованием элемента с частотой 60 Гц. На фиг. 3 В показана круговая автокорреляция 110 волнового сигнала 100. Центральный участок волнового сигнала 110 представляет собой автокорреляцию единичного периода 60 Гц, и вторичные максимумы имеют частоту 60 Гц и относительную амплитуду 1/7 (для последовательности длиной 7). Эта степень ослабления вторичных максимумов может быть приемлемой для длинных последовательностей в случае линейного преобразования, но в случае нелинейного электросейсмического преобразования двоичные последовательности 1, -1 бесполезны, поскольку механизм возведения в квадрат удаляет всю информацию,закодированную в переходах полярности 1, -1. Вот почему волновые сигналы, предпочтительные для линейной электросейсмической разведки, нечувствительны к нелинейному отклику. Однако, из последовательностей максимальной длины сдвигового регистра можно построить цифровые коды, которые будут работать в нелинейном случае. Например, Фостер и Слоун изменили волновой сигнал 100, оставив в нем только положительные двоичные элементы 120, заменив отрицательные элементы элементами нулевой амплитуды, как показано на фиг. 4 А. (Foster M.R.,Sloan R.W., "The Use of Pseudonoise Sequences toCode a Pulsed Neutron Logging Source", Geophysics (1972) т. 37, стр. 481-487). Такой волновой сигнал в двоичной кодировке 1, 0 не будет терять всю кодированную информацию при возведении в квадрат. Кроме того, при вычислении круговой корреляции с использованием волнового сигнала 100 (фиг. 3 А) в качестве эталона, результат 130 имеет нулевые вторичные максимумы (фиг. 4 В). Недостаток этого подхода в том, что пиковое значение уменьшается примерно вдвое за счет элементов нулевой амплитуды. В порядке объяснения использованных выше терминов, отметим, что автокорреляция это корреляция сигнала с самим собой. Взаимная корреляция - это корреляция волнового сигнала с другим волновым сигналом, например,эталонным волновым сигналом. Когда тип корреляции явствует из контекста, определение авто или взаимная можно опустить. Термин круговая корреляция можно объяснить следующим образом. В стандартном процессе корреляции, предполагается, что сигналы до корреляции дополнены нулями, т.е. предполагает 13 ся, что последовательность волнового сигнала и ее эталон падают до нулевой амплитуды до и после последовательности. В процессе корреляции используется векторное произведение одного сигнала и сдвинутой версии второго сигнала для различных сдвигов. Благодаря дополнению нулями, участок сдвинутого сигнала, который минует конец стационарного сигнала, не оказывает влияния, поскольку умножается на присоединенные нули. В случае круговой корреляции,предполагается, что сигналы не дополняются нулями, а повторяются. Таким образом, когда в процессе корреляции сдвинутый сигнал минует конец стационарного сигнала, он начинает перекрывать начало стационарного сигнала. Круговая корреляция предпочтительна для предпочтительных волновых сигналов, отвечающих настоящему изобретению, поскольку в большей степени ослабляет вторичные максимумы, чем стандартная корреляция. Круговая корреляция может быть либо автокорреляцией, либо взаимной корреляцией. Изображенная на фиг. 4 А видоизмененная последовательность сдвигового регистра в кодировке 1,0 обеспечивает хорошую исходную точку для решения проблемы обнаружения нелинейного отклика. Можно ожидать, что с использованием этого протяженного сегмента 120 волнового сигнала в качестве входного электрического сигнала, нелинейный электросейсмический отклик будет выглядеть как квадрат сегмента 120 волнового сигнала, т.е. будет представлять собой сегмент 140 волнового сигнала,показанный на фиг. 5 А (опять же в кодировке 1,0). Такой полностью положительный сегмент волнового сигнала не обеспечивает предпочтительную степень подавления вторичных максимумов в корреляционном процессе. Поэтому, согласно настоящему изобретению, один из возможных предпочтительных вариантов эталонного волнового сигнала для использования совместно с волновым сигналом 120 источника генерируют путем возведения в квадрат исходного волнового сигнала 100, обработанного последовательностью 1,-1 (последовательностью в кодировке 1,-1) (фиг. 3 А), и повторного применения последовательности 1,-1,т.е. -1 1 -1 1 1 1 -1, чтобы генерировать некоторые отрицательные периоды, в результате чего получается сегмент 150 волнового сигнала,изображенный на фиг. 5 В. На фиг. 6 А показана взаимная корреляция 160 возведенного в квадрат (нелинейного) отклика 140 с эталонным волновым сигналом 150 после удаления низкочастотных составляющих. На фиг. 6 А показано, что потребность в ослаблении вторичных максимумов удовлетворена. Однако объединение волнового сигнала 120 источника и эталонного волнового сигнала 150 не решает проблему взаимной помехи между корреляцией неустранимого линейного отклика и корреляции 160 полезного нелинейного 14 отклика. Это явствует из фиг. 6 В, где показана корреляция 170 волнового сигнала 120 источника с эталонным волновым сигналом 150. Поскольку линейная сейсмическая последовательность пропорциональна волновому сигналу источника, импульс 170 также представляет корреляцию линейного сейсмического отклика, и можно видеть, что этот нежелательный перекрестный член совпадает на временной шкале с полезной корреляцией 160 нелинейного отклика с разницей примерно 0,06 секунды. В этой теоретической модели сейсмического отклика корреляционные импульсы 160 и 170 фактически имеют место в момент времени = 0. Задержка в 0,06 секунды внесена в целях отображения. Настоящее изобретение предусматривает способы минимизации этой помехи или шума линейно-нелинейной корреляции. Для этого дополнительно видоизменяют сигнал 120 источника, чтобы шум взаимной корреляции получал задержку по времени и, таким образом, не совпадал с полезной нелинейной корреляцией. С этой целью, определенные периоды сигнала 120 источника (см. фиг. 4 А) инвертируют(меняют полярность) и, таким образом, преобразуют сегмент 120 волны с двоичной кодировкой 1,-1 в, сегмент 180 волны, например, с цифровой кодировкой 1,-1,0, показанный на фиг. 7 А. В частности, последовательность 0 1 0 1 1 1 0 сегмента 120 волны преобразуют в последовательность 0 1 0 -1 1 -1 0 сегмента 180 волны. Возведенный в квадрат отклик, т.е. ожидаемый нелинейный сейсмический обратный сигнал, по прежнему представляет собой сегмент 140 волны в кодировке 1,0, показанный на фиг. 5 А. Таким образом, используется один и тот же корреляционный эталон (150 на фиг. 5 В),что дает тот же коррелированный нелинейный отклик 160, показанный на фиг. 6 А. Разница состоит в том, что нежелательная линейнонелинейная корреляция получает сдвиг по времени. Это корреляция между сегментом 180 волны, представляющим линейный сейсмический отклик, и эталоном 150. Эта корреляция показана на фиг. 7 В в виде импульса 190. Сравнивая оси времени фиг. 6 А и 7 В, можно видеть,что задержки нежелательного перекрестного члена, показанной на фиг. 7 В, достаточно для практически полного исключения перекрывания с полезной корреляцией 160, показанной на фиг. 6 А. Для генерации нужной последовательности в кодировке 1, -1, 0 волнового сигнала источника важен выбор периодов, подлежащих инверсии. Предпочтительный подход предусматривает умножение (поэлементное) входной последовательности 1,0, которая в предыдущем примере представляет собой 0 1 0 1 1 1 0,на любой результат циклической перестановки последовательности 1,-1 максимальной длины сдвигового регистра, служащей исходной точ 15 кой, в данном примере -1 1 -1 1 1 1 -1. Последовательность 1,-1, подвергнутая циклической перестановке, не коррелирует со входной последовательностью за исключением случая полного цикла циклической перестановки. Причина этого отсутствия корреляции объясняется в теории псевдослучайных последовательностей,и, фактически, по той же причине имеет место отсутствие вторичных максимумов во взаимной корреляции 130 (фиг. 4 В). В вышеприведенном примере, начальную последовательность -1 1 1 1 1 1 -1 подвергают циклической перестановке на три позиции вправо, в результате чего получается 1 1 -1 -1 1 -1 1. Эта последовательность, при умножении на входную последовательность 0 1 0 1 1 1 0, дает последовательность 0 1 0 -1 1 -1 0 сегмента 180 волны, т.е. видоизмененный сигнал источника. Применимы и другие циклические перестановки начальной последовательности 1,-1. Настоящее изобретение обеспечивает вторую стадию для дальнейшего уменьшения перекрестного члена линейно-нелинейной корреляции, если дальнейшее уменьшение желательно. На этой второй стадии после использования сигнала источника, например, сигнала 180, показанного на фиг. 7 А, электросейсмический эксперимент повторяют с использованием входного опорного сигнала с инвертированной полярностью. Инверсия полярности опорного сигнала 180 дает последовательность 0 -1 0 1 -1 1 0, проиллюстрированную как опорный сигнал 200 (фиг. 8 А). Поскольку инверсия полярности не влияет ни на отклик второй степени, ни на эталонный волновой сигнал, полезная нелинейная корреляция не изменяется (160 на фиг. 6 А). В то же время, полярность линейно-нелинейной корреляции 210 (фиг. 8 В) меняется на противоположную по сравнению с корреляционным перекрестным членом 190, полученным из опорного сигнала 180 (фиг. 7 В). В результате сложения результатов двух экспериментов, полезный сигнал 160 (фиг. 6 А) удваивается, а нежелательный линейно-нелинейный перекрестный член полностью ликвидируется. Менее предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает использование этой второй стадии в отсутствие первой стадии, т.е. без кодировки 1,-1,0 и создания, в результате, задержки перекрестного члена. Этот вариант осуществления менее предпочтителен,поскольку ликвидация перекрестного члена на второй стадии является теоретической, и на практике может не давать столь хорошего результата, в каковом случае остаточный перекрестный член может создавать помеху для полезных сигналов. Настоящее изобретение было проиллюстрировано, в основном, на примере коротких последовательностей, в частности, рассмотренной выше последовательности длины 7. В реальных условиях эксплуатации, предпочтительны зна 005193 16 чительно более длинные последовательности. Типичный подход может предусматривать использование нескольких повторяющихся последовательностей с периодом 255 на основе волнового элемента частоты 60 Гц, каждая из которых длится 4,25 с. При такой длине последовательности, линейно-нелинейная корреляция получает задержку примерно 2 с, отодвигаясь далеко от интересующего временного диапазона. Заметим, что, безотносительно к длине последовательности сигнала (входного опорного сигнала), взаимная корреляция сейсмического обратного сигнала (линейного или нелинейного) с соответствующим эталонным волновым сигналом дает локализованный по времени центральный импульс, весьма похожий на импульс по фиг. 4 В или фиг. 6 А. Аналогично, прямая наводка помех от источника сигнала, после корреляции с эталонной волной, порождает аналогичный локализованный импульс, если предположить надлежащее ослабление вторичных максимумов. Настоящее изобретение, согласно вышеизложенному, предусматривает два механизма ослабления вторичных максимумов: 1) применение псевдослучайных двоичных последовательностей, например, последовательностей максимальной длины сдвигового регистра, используемых в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, при этом амплитуды вторичных максимумов снижаются прямо пропорционально длине последовательности опорного сигнала; и 2) корреляция с эталонным волновым сигналом, дополнительно ослабляющая вторичные максимумы. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в которых для сдвига по времени нежелательного линейно-нелинейного перекрестного члена используется последовательность 1,-1,0, корреляционный импульс,обусловленный прямой наводкой помех, получает сдвиг по времени. Причина в том, что прямая наводка помех, будучи сама по себе сигналом, является линейным членом, коррелируемым с нелинейным эталоном, и потому получает задержку по времени точно так же, как линейный сейсмический отклик. Таким образом,импульс, обусловленный прямой наводкой помех, не составляет проблемы для настоящего изобретения, что является существенным преимуществом нелинейного электросейсмического способа в сравнении с линейным электросейсмическим способом. Фиг. 6 А иллюстрирует тот факт, что для рассмотренных выше волновых сигналов с цифровой кодировкой центральный импульс после корреляции всегда определяется корреляцией единичного волнового элемента, в данном случае, квадрата синусоиды с частотой 60 Гц. Таким образом, на фиг. 1 С представлена автокорреляция не только единичного периода, изображенного на фиг. 1 А, но также того же периода,повторенного несколько раз. Кроме того, анало 17 гия между фиг. 1 С и фиг. 6 А не является совпадением. Ближние вторичные максимумы на этих двух фигурах зависят от ширины полосы частот и формы спектра. Эти ближние вторичные максимумы не ослабляются сокращением двоичной последовательности в корреляционном процессе или за счет длины последовательности, как дальние вторичные максимумы, показанные на фиг. 3 В. Дальние вторичные максимумы возникают из-за того, что источник является протяженным сегментом волны, состоящим из многих периодов, а не одиночным импульсом. Некоторые двоичные последовательности не дают полного устранения дальних вторичных максимумов. Если даже способ, отвечающий настоящему изобретению, теоретически обеспечивает полное устранение, на практике устранение получается неполным по причине небольших погрешностей сетевой частоты или стабильности амплитуды. Основной информацией, которую желательно получить из электросейсмического эксперимента, является время и амплитуда центрального корреляционного пика плюс разрешение, достаточное для различения близко расположенных отражающих границ. Таким образом, вторичные максимумы обоих типов нежелательны. Для ослабления ближних вторичных максимумов иногда помогает обработка с обращением свертки. В прилагаемой формуле изобретения, термин вторичный максимум употребляется в значении дальний вторичный максимум. Выбор двоичной последовательности и элемента волнового сигнала зависит от мишени,геологии и конфигурации эксплуатационной установки. Выбор элемента волнового сигнала в основном зависит от глубины залегания мишени и ожидаемого ослабления. Выбор рассмотренной выше двоичной последовательности зависит от относительного уровня прямой наводки электромагнитных помех и, следовательно, необходимости ослабления вторичных максимумов. Для правильного выбора, скорее всего, потребуются компьютерное моделирование и испытания в полевых условиях. Хотя настоящее изобретение предусматривает, главным образом, наземное применение, оно может давать полезные результаты в морской среде. Для наиболее эффективного ослабления вторичных максимумов требуется круговая корреляция последовательностей максимальной длины сдвигового регистра, что обычно налагает практические ограничения на длину таких последовательностей. В случае применения круговой корреляции для обеспечения перекрытия по кругу последовательность нужно повторить(в полевых условиях) по меньшей мере один раз. Первый период можно использовать только для обеспечения задержанных корреляционных эффектов в следующем периоде и, следовательно, нельзя использовать в целях сбора данных. Хотя для уменьшения вторичных максимумов 18 предпочтительна более длинная последовательность, более короткая последовательность предпочтительна во избежание потери данных и непроизводительных затрат времени эксплуатации. Предпочтительный компромисс состоит в использовании последовательности промежуточной длины и повторении ее несколько раз,возможно всего от трех до семи периодов. Таким образом можно выбрать последовательность максимальной длины сдвигового регистра длиной 255 и повторить ее шесть раз, чтобы получить всего семь периодов. В полевых условиях это займет около 28 с, если предположить,что волновой элемент имеет частоту 60 Гц, и в результате, будет потеряно только 1/7 данных. На фиг. 14 изображена схема развертывания эксплуатационной установки, согласно настоящему изобретению. Электрический ток пропускают через глубинные слои 139, подавая напряжение от источника 141 энергии на два заглубленных провода-электрода 142 и 143. В качестве проводов-электродов обычно используют голые медные кабели 4/0. Если нужно пропускать другой ток, можно использовать кабели другого размера. Для обеспечения хорошего электрического контакта с почвой, провода-электроды следует закапывать достаточно глубоко. Обычно эта глубина составляет от 1 дюйма до 10 футов, но в некоторых случаях,например, при чрезмерно сухом почвенном слое, может потребоваться более глубокая закладка. На фиг. 14 показаны пути 144 прохождения тока. Электроны перемещаются от отрицательного электрода к положительному электроду в указанном направлении. Источник 141 энергии выдает ток и состоит, в основном, из генератора волнового сигнала, способного генерировать сегменты волнового сигнала с двоичной кодировкой, предпочтительные согласно настоящему изобретению. Источник энергии должен также обеспечивать возможность доставлять волновой сигнал источника на высоких уровнях тока, ввиду низкого импеданса земли. Источник энергии, предпочтительно, работает с высоким электрическим КПД, т.е. с минимальным потреблением мощности. Минимизация потребления мощности снижает как эксплуатационные затраты, так и генерацию сбросной теплоты. Специалисты по оборудованию могут собрать такой источник энергии, используя коммерчески доступные компоненты. На фиг. 15 показана блок-схема предпочтительного источника энергии, который создает волновой сигнал с двоичной кодировкой, обладающий необходимыми свойствами. Источник энергии такого типа называется синтезатором мощного волнового сигнала или СМВ (PWS). Выводы 151 подключены к линии местной электросети (не показана) или к одному или нескольким генераторам (не показаны). 19 Электроэнергия 151 поступает на понижающий трансформатор 152. Первичная обмотка трансформатора обычно работает на 480 В, а вторичная - на 120 В. Трансформатор 152 подобен тем, которые обычно используются для распределения питания на 120 В между потребителями, когда на предприятие поступает трехфазный ток напряжением 480 В. Его мощность обычно составляет от 10 кВт до 10 МВт. При наличии питания 151 с напряжением, отличным от 480 В и частотой, отличной от 60 Гц, могут быть предпочтительны другие трансформаторы. Напряжение в первичной обмотке обычно составляет от 400 до 100000 В. Напряжение во вторичной обмотке можно выбирать таким образом, чтобы добиться подачи в землю максимального тока, с учетом ограничения по мощности источника питания и импеданса земли. Напряжение на вторичной обмотке обычно составляет от 100 до 5000 В. Частота обычно равна 50,60 или 400 Гц, но можно использовать частоту имеющегося источника питания. Вторичные обмотки трансформатора 152 подключены к электронным переключателям 153. Электронные переключатели 153 переключают, чтобы выбирать сегменты трехфазного питания напряжением 120 В, частотой 60 Гц для создания волнового сигнала с двоичной кодировкой. Выбранные с помощью переключателей участки волновых сигналов напряжения подают между общим выводом 154 а и отрицательным выводом 154b или положительным выводом 154 с. Провода, отходящие от выводов 154 а, b и с подключены к полевым электродам 142 и 143(см. фиг. 14). В качестве электронных переключателей 153 можно использовать любые известные в технике переключатели, через которые можно пропускать необходимые уровни тока. Для уровней тока свыше 100 А в качестве переключателя предпочтительно использовать кремниевый управляемый выпрямитель. Согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, предпочтительно применять кремниевый управляемый выпрямитель с управлением по фазе, имеющий ток в открытом состоянии от 500 до 5000 А (или более) и время обратного восстановления 250 мс(или менее). Каждый выходной провод 154b и 154 с,предпочтительно, подключен к отдельному электроду, чтобы минимизировать эффекты индуктивности. Электрическая индуктивность,связанная с большой петлей тока, сформированной токами 144 (фиг. 14), создает большое индуктивное сопротивление. Это большое реактивное сопротивление порождает токи, которые текут в противоположном направлении по отношению к токам, выдаваемым синтезатором мощного волнового сигнала. Подключение положительного выходного провода 154 с к одному электроду и отрицательного вывода 154b к другому электроду позволяет минимизировать 20 обратные токи, порождаемые индуктивным сопротивлением. В этом варианте осуществления,общий вывод 154 а подключен к электроду 143,изображенному на фиг. 14. Положительный вывод 154 с подключен к электроду 142. Отрицательный электрод 154b подключен к третьему электроду, расположенному вблизи электрода 142, но не показанному на фиг. 14. Этот близлежащий электрод отделен от электрода 142 расстоянием, которое мало по сравнению с расстоянием между электродами 142 и 143. В случае использования только двух электродов (как показано на фиг. 14), общий вывод 154 а СМВ подключен к одному из электродов, и оба, положительный и отрицательный, вывода 154b и 154 с СМВ подключены к другому электроду.(Положительный и отрицательный выводы 154b и 154 с никогда не включаются одновременно.) Согласно вариантам осуществления, где используются раздельные положительный и отрицательный электроды, предпочтительно переключать такие соединения от одного опорного сигнала к следующему для предотвращения долговременных электрохимических реакций на электроде, который всегда является положительным или отрицательным. Контроллер 155 синтезатора мощного волнового сигнала управляет электронными переключателями 153. Контроллер 155 - это компьютер, который посылает сигналы напряжения на электронные переключатели 153. Сигналы напряжения заставляют переключатели 153 либо открываться, замыкая цепь тока, либо закрываться, отключая ток. Контроллер 155 отслеживает входное напряжение 151, чтобы в нужные моменты активировать переключатели 153 для выбора нужных фазы и уровней напряжения с целью создания нужных волновых сигналов,проиллюстрированных на фиг. 1-8. Контроллер,по существу, является специализированным компьютером, который специалист в данной области может сконструировать и построить на основе цифрового сигнального процессора,коммерчески доступного изделия, предназначенным для принятия решений на переключение за время порядка 100 мс и для осуществления других указанных здесь функций. Координирующий компьютер 156 программирует контроллер 155, задавая нужный волновой сигнал. Координирующий компьютер 156 также отслеживает состояние переключателей 153 и все условия эксплуатации для поддержания условий надежности и безопасности. Хотя координирующий компьютер и контроллер СМВ можно объединить в едином кожухе или корпусе, они показаны на фиг. 15 раздельно. Интерфейс 157 сейсмографической системы посылает на систему сбора сейсмических данных (не показана) и принимает от нее сигналы синхронизации 158 а и 158b. Эти сигналы синхронизации позволяют системе сбора сейс 21 мических данных регистрировать сигналы синхронно с переключением переключателей 153. Интерфейс 157 позволяет начинать регистрацию сейсмических данных одновременно с началом волнового сигнала, генерируемого в контроллере 155. Интерфейс 157 системы также посылает на систему сбора сейсмических данных эталонный сигнал. Эталонный сигнал обычно представляет собой зависящее от времени напряжение или ток, создаваемые на выводах 154 а, 154d и 154 с. Эталонный сигнал используется для идентификации тех участков регистрируемой сейсмической информации, которые имеют такую же временную зависимость, как ток или напряжение на выводах 154 а, 154b и 154 с. Пути 144 тока, показанные на фиг. 14,представляют собой те пути тока, которые проникают вниз на глубину мишени 145, обычно нефтяного коллектора. Такие пути тока идут под электродом практически вертикально. Опыт показывают, что максимальный вертикальный ток 146 обычно имеет место прямо под проводами-электродами или слегка в стороне от них. Соответственно, максимальная амплитуда результирующей распространяющейся к поверхности сейсмической волны 147 (аналогичная волна под положительным электродом не показана) имеет место вдоль линии максимального вертикального тока, что является определяющим фактором предпочтительного размещения сейсмодетекторов 148. Сейсмодетекторы можно размещать в любых местах на поверхности или под ней. Размещение вне проводов-электродов предпочтительнее, чем между проводами-электродами. В качестве сейсмодетекторов можно использовать геофоны, гидрофоны, акселерометры или другие аналогичные устройства. Такое сейсмическое оборудование хорошо известно специалистам в данной области. Сейсмодетекторы предпочтительно закапывать под поверхностью для снижения сейсмического шума. Конфигурация, показанная на фиг. 14,обычно покрывает всю область исследования,т.е., в отличие от традиционной сейсморазведки,не обязательно повторно перемещать источники и приемники, чтобы последовательно покрывать область исследования. Это одно из преимуществ электросейсмического способа, хотя однократная установка не является существенным признаком настоящего изобретения. (По окончании эксперимента провода-электроды и приемники можно выкапывать и перемещать в другие места.) Соответственно, длина электродов может варьироваться от одной десятой глубины залегания коллектора (мишени) до величины, в несколько раз превосходящей глубину залегания коллектора. Расстояние между электродами в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения приблизительно равно глубине мишени. В некоторых вариантах осуществления, вместо горизонтальных проводов в 22 качестве электродов используют вертикальные металлические стойки. В электросейсмической разведке, волна электромагнитного источника достигает всей мишени, по существу, в один и тот же момент времени. Поэтому интерес обычно представляют только сейсмические волны распространяющиеся вверх, которые достигают всех геофонов приблизительно в одно и то же время, при условии, что геофоны установлены, как показано на фиг. 14. Таким образом, в процессе обработки,можно отфильтровать обычный сейсмический шум, поскольку он характеризуется параметром,который в сейсмологии называют разность времени вступления. В электросейсмической разведке используют малое расстояние источник-приемник, именуемое смещением. В традиционной сейсмической разведке, требуется покрывать гораздо большую площадь поверхности, поскольку для обеспечения приемлемого отношения сигнал-шум в сейсмограммах общей средней точки требуются более значительные смещения от каждого пункта взрыва. Уменьшение площади в электросейсмической разведке по сравнению с традиционной сейсмической разведкой может быть приблизительно четырехкратным. Мощные электромагнитные волны источника, используемые согласно способу, отвечающему настоящему изобретению, могут наводить электрический ток в находящихся неподалеку металлических объектах, например оградах и трубопроводах. Эти наведенные токи могут стать источниками постоянного шума. По этой причине, электроды не следует размещать вблизи трубопроводов. Шум, вызванный оградами, можно снизить, разрезая их с такими интервалами, чтобы пути тока были короткими. В порядке обобщения предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, обратимся к блок-схеме алгоритма, изображенной на фиг. 9. Во всем нижеследующем описании предполагается, что волновой сигнал создают из кодирующей последовательности с использованием элемента волнового сигнала,выбранного так, чтобы его частота обеспечивала нужную глубину зондирования. На этапе 910 пользователь выбирает элемент волнового сигнала и последовательность 1,-1 максимальной длины сдвигового регистра и объединяет их,чтобы сформировать протяженный сегмент волны. Стремление увеличить длину последовательности для уменьшения амплитуды вторичных максимумов следует сопоставлять с возможностями регистрирующего оборудования и тем фактом, что при использовании круговой корреляции первый период данных не используется для сбора данных. С учетом вышеуказанных конкурирующих факторов, предпочтительно выбирать довольно длинную последовательность и повторять ее несколько раз в полевых условиях. Хотя для сдвигового регистра степениn имеется много разных последовательностей максимальной длины, т.е. длины 2n-1, какую из них выбрать не имеет значения, поскольку все такие последовательности одной и той же длины будут в одинаковой степени подавлять вторичные максимумы. На этапе 920 последовательность 1,-1 преобразуют в последовательность 1,0, обнуляя элементы отрицательной полярности. На этапе 930 создают эталонный волновой сигнал путем возведения в квадрат волнового сигнала с кодировкой 1,-1, созданного на этапе 910, с последующим умножением на исходную последовательность 1,-1. На этапе 940 двоичную последовательность 1,0, полученную на этапе 920, умножают на результат циклической перестановки двоичной последовательности 1,-1, полученной на этапе 910, чтобы преобразовать ее в цифровую последовательность 1,-1,0, которая, будучи объединена с элементом волнового сигнала, дает волновой сигнал источника. На этапе 950 генерируют электрический сигнал с использованием волнового сигнала с кодировкой 1,-1,0, полученного на этапе 940,и передают этот сигнал в землю как сигнал сейсмического источника. На этапе 960 обратный сейсмический сигнал, полученный на этапе 950, коррелируют с эталонным волновым сигналом, полученным на этапе 930, используя круговую корреляцию. На этапе 970 инвертируют полярность волнового сигнала с кодировкой 1,-1,0, полученного на этапе 940, и передают в землю электрический сигнал с использованием полученного волнового сигнала. Это делают в качестве отдельного эксперимента и не одновременно с экспериментом, производимым на этапе 950. На этапе 980 обратный сейсмический сигнал, полученный на этапе 970, коррелируют с эталоном,полученным на этапе 930, используя круговую корреляцию. Наконец, результаты корреляции, полученные на этапах 960 и 980, суммируют на этапе 990. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения этапы 970, 980 и 990 опускают и делают упор на задержку по времени, вносимую на этапе 940, чтобы отмежеваться от помехи со стороны линейно-нелинейного перекрестного члена. В других вариантах осуществления опускают этап 940 и делают упор на подавление перекрестного члена, осуществляемое на этапе 990 без дополнительного преимущества задержки по времени. При испытании настоящего изобретения,заглубленные провода-электроды длиной 4000 футов отстояли друг от друга на 4500 футов, и ток примерно 1000 А подавали с использованием набора опорных сигналов наподобие показанных на фиг. 7 и 8. 24 Для этого испытания произвели ряд экспериментов с элементами волнового сигнала,имеющими частоты 5, 8, 11, 15, 18, 22 и 25 Гц. Собрали около 600 записей для каждой из этих частот, причем каждая запись имела длину от 30 до 40 с. Вычислили корреляцию результатов с описанными здесь эталонными волновыми сигналами, после чего просуммировали. Результаты суммирования для каждой частоты затем просуммировали для улучшения ширины полосы частот. Осуществляли другие этапы обработки, общеизвестные в области обработки сейсмических данных. Эти этапы включают в себя удаление зашумленных записей, полосовую фильтрацию, фильтрацию с формированием импульсов, пространственное усреднение поверхностных данных, адаптивное удаление шума и фильтрацию скважинных данных по наклону. На фиг. 16 проиллюстрированы результаты обработки данных, полученных с помощью набора скважинных вертикальных геофонов. Замеры в этой скважине производили на глубинах от 2630 до 4250 футов, и результаты 161 для соответствующих глубин отображены слева от геологической колонки 162. Ось времени для графического отображения электросейсмических данных 161 имеет начало отсчета вблизи колонки и направлена влево, заканчиваясь значением 500 мс. Геологическая колонка отражает информацию, полученную из каротажных диаграмм. Линейные особенности в этих данных представляют нелинейные электросейсмические события, происходящие в различных резистивных пластах известняка 163, в том числе в коллекторных зонах 164. Ярко выраженная линейная особенность, продолженная пунктирной линией 165, начинается вблизи поверхности и может быть объяснена подповерхностным переходным слоем 168 подземных вод от пресной воды к соленой воде. Сейсмический шум от поверхности присутствует в данных начиная с,примерно, 200 мс. Все особенности в течение менее 200 мс приходят до этого шума поверхности (в силу, по существу, мгновенного характера электросейсмического возбуждения) и, таким образом, возникают на глубине. На основании нелинейных электросейсмических данных, представленных на фиг. 16,можно сделать вывод о возможности выявления коллекторных зон на основании отраженных сигналов, например, того, который продолжен пунктирной линией 166. Неколлекторные зоны 163 также дают нелинейные электросейсмические сигналы, хотя и более слабые, поскольку они тоже являются известняковыми, пористыми породами, условия влажности и электрического сопротивления которых обуславливают нелинейное преобразование. На геологической колонке 162 показано удельное сопротивление 25 каждой зоны, вычисленное на основании данных геологического каротажа. На фиг. 17 проиллюстрированы результаты обработки данных, полученных с помощью набора цифровых поверхностных акселерометров. Цифровые детекторы используются потому, что они не чувствительны к наведенному шуму, обусловленному электромагнитными полями, связанными с источником. Их производит фирма Input/Output, Inc., Стаффорд, Техас. Детекторы на этой фигуре расположены параллельно одной из заглубленных линий электрода источника (не показана) и отстоят от нее на 160 футов. Полезный сигнал 171 в этом наборе данных имеет место на уровне коллектора около 4400 футов. Сигнал ослабевает вправо по мере удаления детекторов от края коллектора. Он хорошо согласуется с коллекторной зоной 172. Другие заметные сигналы прямо под 171 хорошо согласуются с другими коллекторными зонами 173. Как и на фиг. 16, сильные подповерхностные сигналы 174 можно отнести к подземным водам неглубокого залегания и границам раздела соленой воды и пресной воды. Приведем краткое пояснение явления, которое, как мы считаем, лежит в основе настоящего изобретения. Под действием электрического поля, приложенного к пористой породе, например, влажной породе, происходит искажение заряженных дипольных слоев на поверхностях зерен породы. Искажение дипольных слоев обуславливает течение поровых флюидов в направлении электрического поля. Наведенное давление порового флюида действует на материнскую породу, порождая сейсмическую волну. Сейсмическая волна несет информацию о поровых флюидах. В основе настоящего изобретения лежит тот факт, что имеются эффекты второго порядка, которые могут приводить к большим коэффициентам преобразования между сейсмической и электромагнитной энергиями. Благодаря этим эффектам второго порядка амплитуда сейсмического сигнала в электросейсмическом процессе связана с квадратом электрического поля и удвоенной частотой электрического поля. Могут также иметь место отклики высших порядков, причем отклик является некоторой более общей нелинейной функцией возбуждающего сигнала. Электрическое поле, приложенное к массе влажной породы, смещает ионы в поровых флюидах. Смещение ионов создает внутри порового пространства породы электрическое поле, направление которого противоположно направлению приложенного поля. Специалистам в данной области техники понятно, что поляризация, ослабляющая внутреннее электрическое поле в твердом образце, эквивалентна описанию диэлектрика. Отношение амплитуды приложенного поля к амплитуде внутреннего поля является относительной диэлектрической постоян 005193 26 ной. Экспертам в данной области техники также известно, что при приложении электрического поля к диэлектрику взаимодействие приложенного и внутреннего полей приводит к сжатию образца. Этот эффект называется электрострикцией. Силы сжатия требуют наличия границ образца, где бы силы сжатия проявлялись. Диэлектрическая постоянная влажной породы возрастает на низких частотах. Диэлектрическая постоянная и наведенная поляризация на низких частотах имеют одинаковое физическое происхождение в поляризации дипольных слоев поверхности поры. Эти дипольные слои можно наблюдать в переменных конденсаторах с высокой емкостью на единицу площади поверхности. В электрическом поле, ионы, участвующие в компенсации поверхностного заряда,перемещаются за пределы своих конфигураций устойчивого состояния. При отключении поля,ионы диффундируют обратно в свое исходное состояние. Времена диффузии могут быть весьма длительными и увеличиваться за счет геометрической сложности пор. Хотя диэлектрическую постоянную часто объясняют в терминах поверхностной емкости,следует заметить, что физика не эквивалентна зарядке конденсатора. Приложенное электрическое поле смещает заряд, который сам изменяет значение емкости. Величина смещения заряда связана с L, электроосмотической подвижностью. Постоянная времени RC-цепи не определена, поскольку в системе, соответствующей ионам в различных структурах пор, существует много времен релаксации. Аналогичная ситуация имеет место во многих диэлектриках, когда поляризованные молекулы находятся в разных средах или взаимодействуют друг с другом для создания протяженной экспоненциальной релаксации. Но в горных породах времена релаксации связаны с диффузией легко смещаемых ионов, а следовательно, с большими диэлектрическими постоянными, которые возрастают на низких частотах. Фиг. 10 иллюстрирует поляризацию на границе раздела 2 между верхней породой 1,водоносным песком, и нижней породой 14, газоносным песком, при наложении электрического поля сверху. Модель предусматривает наличие двух электродов на поверхности Земли,один непосредственно над местом, указанным на фиг. 10, а другой на большом расстоянии(электроды не показаны). Диэлектрические постоянные обеих пород предполагаются одинаковыми (105-107), но удельное сопротивление верхней породы (водоносного песка) значительно меньше (10 Омм), чем нижней породы(2000 Омм). Большая часть тока (не показан),текущего вертикально вниз через верхнюю породу, отклоняется вдоль границы раздела 2, а не входит в нижнюю породу, поскольку это путь наименьшего сопротивления. В результате, 27 электрическое поле, перпендикулярное границе раздела, испытывает разрыв. Положительные и отрицательные заряды в каждой породе на границе раздела находятся в разных электрических полях и под действием разных сил по причине разных градиентов 4 и 5 поля в двух породах. Из-за градиента поля возникает результирующая сила, действующая на граничные диполи 3. Эта сила порождает электрострикцию в диэлектриках. Ниже приведено более подробное объяснение. Когда к диэлектрику приложено электрическое поле, молекулы проявляют электрический дипольный момент, даже если диэлектрик как целое электрически нейтрален. Согласно фиг. 10, диполям 3, хотя они и представляют собой связанные заряды и не способны перемещаться на большие расстояния, подобно зарядам в проводнике, свойственно ориентироваться в направлении внешнего поля 8, если посмотреть только на верхнюю породу (водоносный песок). В результате этой ориентации возникает распределение положительного поверхностного заряда на нижней поверхности 2 верхней породы и отрицательного поверхностного заряда на верхней поверхности (не показана) верхней породы (для указанного направления 8 поля). Эти два распределения поверхностного заряда создают поле, более слабое, чем приложенное поле,в противоположном направлении. Поэтому суммарное электрическое поле в диэлектрике меньше приложенного поля. Поскольку электрическое поле при переходе через поверхность 2 верхней породы возрастает до значения приложенного поля, в тонком слое на поверхности приблизительно между линиями 4 и 2 возникает градиент, проиллюстрированный графиком 12. В результате этого градиента, положительные заряды поверхностных диполей испытывают большую силу, чем отрицательные заряды,вследствие чего, на этот поверхностный слой верхней породы действует результирующая сила 6, направленная вниз. Эта сила уравновешивается возрастанием давления в поверхностном слое. Если приложенное поле падает до нуля, а затем возрастает до некоторого пикового значения в противоположном направлении (вверх),диполи переориентируются в противоположном направлении. И в этом случае на нижний поверхностный слой действует результирующая сила, направленная вниз. Таким образом, в течение одного периода приложенного электрического поля генерируется два (сейсмических) импульса давления. Следовательно, имеет место электросейсмическая зависимость второго порядка; частота сжатия вдвое превышает частоту электрического поля. Электросейсмическая зависимость также имеет второй порядок по величине электрического поля. Дело в том, что электрическое поле, во-первых, создает градиент поля поляризации на границах, во-вторых, то же 28 электрическое поле взаимодействует с полем поляризации, вызывая сжатие. Итак, для создания сжатия требуется два взаимодействия электрического поля, поэтому сжатие зависит от квадрата электрического поля. Это явление называется электрострикцией. То же самое происходит на поверхности 2 нижней породы (газоносного песка), как показано на фиг. 10. Под действием приложенного поля 9 на поверхности 2 возникает отрицательный поверхностный заряд, который создает противоположное внутреннее поле, и результирующее поле представлено графиком 13. Градиент поля 13 обуславливает на поверхностном слое результирующую силу 7, которая создает импульс давления. Линии 4 и 5 указывают, где электрические поля 12 и 13, соответственно,падают примерно в е раз относительно своих пиковых значений на границе раздела 2. Влажная порода отличается тем, что она может иметь высокую диэлектрическую постоянную и, вместе с тем, низкое удельное сопротивление. Разрыв электрического поля на границе раздела 2, показанной на фиг. 10, обусловлен тем, что поверхность 2 является границей раздела между разнородными материалами. Главным отличием является большая разница в удельном сопротивлении. Если бы материалы 1 и 14 по обе стороны границы раздела 2 были одинаковыми, то электрическое поле не испытывало бы разрыва. Если бы не было разрыва,то импульсы 6 и 7 давления были бы равны и гасили бы друг друга. Очень большие диэлектрические постоянные во влажной породе приводят к большим силам поляризации. Как осадочная, так и изверженная порода, при наличии увлажнения,может иметь диэлектрические постоянные свыше 106 на сейсмических частотах. См. "Handbook onPhysical Constants", Geologic Society ofAmerica, (1966), таблица 26-16, стр. 571. Когда верхняя порода имеет удельное сопротивление 10 Омм, а нижняя порода имеет удельное сопротивление 2000 Омм, и диэлектрические постоянные обеих пород составляют 106, результирующая деформация на границе раздела при напряженности поля 1 В/м равна 10-11 м, что соответствует скорости частиц 10-10 м/с на сейсмических частотах, т.е. находится в пределах чувствительности современных сейсмических систем. Ключевые моменты вышеприведенного объяснения электрострикции состоят в том, что(1) эффект подчиняется зависимости второго порядка от приложенного электрического поля,чем отличается от линейного электросейсмического преобразования, и (2) величина эффекта может быть весьма велика и хорошо укладываться в обнаружимый диапазон по причине очень больших значений диэлектрической по 29 стоянной во влажной породе, особенно на низких частотах. Электрострикция известна очень давно, но до сих пор не рассматривалась как основа геофизической разведки. Авторы настоящего изобретения утверждают, что помимо электрострикции свой вклад в нелинейный электросейсмический отклик могут вносить и другие механизмы. Второй пример электросейсмического преобразования высшего порядка относится к объемным силам и силам сжатия на микроскопических неровностях в поровом пространстве. На фиг. 11 А и 11 В указаны силы, действующие на зерно 21 породы при наличии внешнего электрического поля 22. Зерно находится в соляном растворе 23. Поверхность зерна имеет суммарный отрицательный заряд (не показан), скомпенсированный положительными зарядами из раствора. В случае приложения к породе электрического поля, положительные заряды в растворе перемещаются в направлении поля. Острие 24 в верхней части зерна является примером симметричного выступа. Когда поле приложено в указанных направлениях, смещение заряда симметрично для полей, направленных вверх и вниз. Кулоновская сила 25 притяжения на острие пропорциональна приложенному полю 22 и всегда сонаправлена полю. В этом случае приложенное поле создает на зерне силу отклика первого порядка. Выступ 26 в нижней части зерна несимметричен. Направленное вверх электрическое поле создает на зерне силу 27(фиг. 11 А), отличную от силы 28, создаваемой полем, направленным вниз (фиг. 11 В), когда подвижности положительных и отрицательных носителей заряда не равны. В случае приложения к зерну электрического поля синусоидальной волны, на зерно действует результирующий крутящий момент, обусловленный силами по обе стороны этого острия. Сила, действующая на зерно, не является синусоидальным откликом на синусоидальную волну электрического поля. На фиг. 12 А показан пример локальных сил на неровных зернах, порождающих отклики первого и второго порядка. Как и в описании фиг. 11 А и 11 В предположим, что острия зерна имеют отрицательный заряд, скомпенсированный положительными зарядами, находящимися поблизости в растворе и потому значительно более подвижными, чем отрицательные заряды. В случае приложения внешнего поля 31, положительные заряды перемещаются из окрестности нижнего острия 33 в окрестность верхнего острия 32. В результате верхнее острие приобретает суммарный положительный заряд, а нижнее острие - суммарный отрицательный заряд, что приводит к возникновению силы притяжения между двумя остриями вследствие смещенного распределения заряда. Когда направление поля 31 меняется на противоположное, как показано на фиг. 21 В, между остриями 30 по-прежнему возникает сила притяжения. Эта сила притяжения вызывает сжатие породы. Сила притяжения между остриями является откликом второго порядка. Кроме того, когда острия и, следовательно, перераспределение заряда несимметричны, на двух остриях может иметь место сила 35 первого порядка, обусловленная взаимодействием между наведенным градиентом заряда и внешним полем. Согласно фиг. 12 В, тот же эффект порождает силу 36. Силы 35 и 36 на зерне 37, в общем случае, неравны, поэтому могут возникать силы порядка выше первого. Третий возможный механизм нелинейных преобразований связан с ориентацией пересекающихся пор и силой Бернулли. Типичная поровая структура обуславливает многочисленные пересечения путей пор под различными углами. На фиг. 18 А показан простой пример перпендикулярного пересечения, в котором вертикальная пора 181 выровнена с приложенным электрическим полем 182. Согласно этой фигуре, наведенный восходящий поток 183 флюида в вертикальной поре обуславливает поток 186 и, следовательно, низкое давление в горизонтальной поре. На фиг. 18 В показано, что второй период 185 давления имеет место при смене направления внешнего электрического поля 182 на противоположное. Таким образом, отклик низкого давления, т.е. сжатие 185 горизонтальной поры вследствие наведенного потоком низкого давления внутри поры, имеет частоту, равную удвоенной входной частоте (два периода давления на каждый период входного потока). Для этого альтернативного нелинейного электросейсмического механизма, величина отклика связана с потоком флюида, обусловленного стандартным линейным электросейсмическим преобразованием. (См. патент США 5,877,995, выданный Томпсону (Thompson) и др.) Механизм Бернулли является альтернативным механизмом сейсмического отклика, который зависит от квадрата входного тока, и этот механизм может действовать наряду с другими механизмами второго порядка или самостоятельно. Согласно вышеизложенной теории, нелинейный электросейсмический отклик, как и линейный электросейсмический отклик, приходит из областей, содержащих жидкости или влажные газы. Из нелинейного отклика интерпретатор нередко может извлекать больше информации. Дополнительная информация касается наличия нефти или газа помимо воды. При наличии углеводородов амплитуды сейсмических сигналов больше, чем при наличии воды, по следующим причинам, начиная с сущности вышеприведенного описания причины нелинейного электросейсмического эффекта. Под действием электрического поля происходит искажение дипольных слоев и перемещение флюидов в поровом пространстве, что приводит к повышению давления. Эта волна 31 давления, вызванная движением флюида, является линейным электросейсмическим эффектом. В результате заряды накапливаются на границах и искажение достигает своих пределов, создавая макроскопическую поляризацию. На этапе поляризации возникает внутреннее электрическое поле, направленное противоположно приложенному полю. Внутреннее поле представляет собой приложенное поле, ослабленное наведенным полем. Это состояние называется диэлектрической поляризацией и является причиной нелинейного электросейсмического эффекта. Теперь предположим, что вода в поровом пространстве частично заменена нефтью. Нефть занимает центральные области пор и окружена водой. Наличие нефти повышает удельное сопротивление порового флюида. Это повышенное удельное сопротивление снижает ток утечки, т.е. обратное перетекание заряда, обусловленное результирующим внутренним электрическим полем. В областях, содержащих нефть,диэлектрическая поляризация значительно сильнее. В областях, содержащих только воду,диэлектрическая поляризация меньше, поскольку большее внутреннее короткое замыкание имеет тенденцию уменьшать ее. В результате этого различия области, содержащие нефть, порождают электросейсмические амплитуды большей величины, чем области, содержащие только воду. Интерпретатор данных часто может наблюдать эту разницу. Вышеописанные специализированные волновые сигналы наиболее эффективны для практического применения настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение можно также осуществлять на практике, просто генерируя электрическое поле из любого периодического волнового сигнала, запуская его в землю и затем изменяя частоту путем регулярных приращений и повторения процесса. Затем зарегистрированными сейсмическими волнами манипулируют на этапах обработки с целью объединения волн переменных частот для создания единичного импульса аналогично тому, как это делается при разложении в ряд Фурье. Волновые сигналы с двоичной кодировкой, предусмотренные настоящим изобретением, отвечают вышеупомянутым требованиям электросейсмической разведки. Необходимость в больших уровнях тока удовлетворяется за счет того, что они являются непрерывными волновыми сигналами, а не, например, импульсными сигналами, имеющими значительную бестоковую паузу. Использование простых элементов частотой 60 Гц (или на основе 3-фазного тока) также позволяет добиться больших уровней тока и высокого электрического КПД за счет упрощения соответствующего оборудования. Отсутствие постоянного тока обеспечивается за счет того, что каждый элемент волнового сигнала (например, полный период частоты 60 Гц) не имеет постоянной составляющей тока (т.е. его 32 среднее значение равно нулю); отсюда следует,что набор таких элементов также не имеет постоянной составляющей тока. Частотный спектр источника можно согласовать с мишенью разведки путем регулировки частоты элемента волнового сигнала. Наконец, подробно рассмотрены минимизация вторичных максимумов и отмежевание от помехи, вызванной линейными электросейсмическими эффектами. В порядке дальнейшего объяснения предыдущего утверждения относительно регулировки частоты источника для достижения нужной глубины зондирования заметим, что ни волна источника, ни обратный (второй степени) сейсмический отклик не состоит из одной частоты. Операции инвертирования фазы и обнуления определенных элементов плюс аспект механизма преобразования, связанный с квадратичной зависимостью, порождают волны, состоящие из многих частот в смысле их Фурьеразложения. Это необходимо для изобретения,т.е., чтобы волны имели конечный диапазон частот. Если бы сейсмическая обратная волна имела одну частоту, то не было бы волны, взаимно коррелирующей с ней, для создания локализованного импульса на этапе обработки. Для создания нужного всплеска нужна полоса частот. Из элементарного Фурье-анализа следует,что, чем острее всплеск, тем шире необходимая полоса частот. Таким образом, хотя исходящая и обратная волны имеют широкую полосу частот, разумно ожидать, и Фурье-разложение может это подтвердить, что распределение частот обеих волн даст пик вблизи частоты основного блока, т.е. элемента волнового сигнала. Таким образом, нужной глубины зондирования можно добиться, меняя частоту элемента волнового сигнала. Вышеприведенное описание посвящено конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения в целях его иллюстрации. Однако специалисты могут предложить многочисленные модификации и вариации описанных здесь вариантов осуществления. Например,можно использовать другие элементы волнового сигнала источника (например, волновой элемент пилообразной волны) и двоичные последовательности, если они в достаточной степени удовлетворяют пяти вышеперечисленным требованиям. Как было отмечено выше, амплитуды корреляционных вторичных максимумов обратно пропорциональны длине протяженного сегмента волнового сигнала для любого псевдослучайного волнового сигнала. Таким образом,существует много возможных вариантов выбора элемента волнового сигнала и обработки двоичной последовательностью, которые будут давать удовлетворительные результаты в описанных выше рамках настоящего изобретения. Помимо этого, настоящее изобретение не требует генерации волнового сигнала источника путем обработки двоичной последовательностью еди 33 ничного элемента волнового сигнала или, вообще, обработки двоичной последовательностью. Помимо этого, настоящее изобретение имеет другие потенциальные приложения помимо поверхностной сейсморазведки, например,каротаж и межскважинная томография.(См. патент США 5,877,995.) Предполагается, что все эти модификации и вариации находятся в рамках объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ электросейсмического исследования подземной формации, содержащий этапы,на которыхa) выбирают волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал, причем волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал выбирают из расчета (i) уменьшения амплитуд вторичных максимумов, возникающих в результате корреляции квадрата волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом, и(ii) ослабления взаимной помехи между упомянутой корреляцией и корреляцией волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом,b) генерируют волновой сигнал источника как электрический сигнал и передают его в подземную формацию,c) обнаруживают и регистрируют сейсмические сигналы, возникающие в результате преобразования электрической энергии в сейсмическую энергию в подземной формации, иd) вычисляют корреляцию зарегистрированных сейсмических сигналов с эталонным волновым сигналом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал строят на основе единичного элемента, причем этот элемент состоит из единичного полного периода заранее выбранного периодического волнового сигнала, элементы комбинируют друг с другом, последовательно задавая полярности с помощью заранее выбранного цифрового кода, частоту периодического волнового сигнала заранее выбирают так, чтобы обеспечить нужную глубину зондирования подземной формации. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что элемент волнового сигнала является единичным периодом синусоиды с частотой 60 Гц. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что элемент волнового сигнала строят на основе выбранных фаз трехфазного источника питания для обеспечения нужной частоты, меньшей или равной 60 Гц. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве цифрового кода используют последовательность 1, -1 максимальной длины сдвигового регистра с результирующим волновым 34 сигналом источника, преобразованным к последовательности 1, 0 посредством обнуления элементов отрицательной полярности, получают эталонный волновой сигнал, возводя в квадрат волновой сигнал источника до обнуления элементов отрицательной полярности, затем в волне, полученной возведением в квадрат, производят инверсию полярности сегментов, соответствующих членам -1 в последовательности максимальной длины сдвигового регистра, и в качестве корреляции применяют круговую корреляцию. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что для ослабления помехи строят второй волновой сигнал источника, инвертируя полярность волнового сигнала источника, выбранного на этапе а), повторяя этапы (b)-(d) в отношении второго волнового сигнала источника, а затем суммируя коррелированные сейсмические сигналы, полученные из двух волновых сигналов источника. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что для ослабления помехи заменяют некоторые заранее выбранные члены 1 в кодирующей последовательности 1, 0 волны источника членами -1, причем эта замена предназначена для того, чтобы, по существу, максимизировать разнесение по времени между корреляцией волнового сигнала источника и корреляцией квадрата волнового сигнала источника. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что определяют, какие члены 1 заменить членами-1, умножая последовательность 1, 0 на результат циклической перестановки последовательности 1, -1 максимальной длины сдвигового регистра, и, таким образом, генерируют нужный код 1, -1, 0. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что степень последовательности максимальной длины сдвигового регистра достаточно велика для уменьшения амплитуд вторичных максимумов до определенного уровня. 10. Способ по п.5, отличающийся тем, что передачу волнового сигнала источника в подземную формацию повторяют достаточное количество раз, чтобы уменьшить потерю информации, обусловленную круговой корреляцией,до заранее определенного уровня. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что для ослабления помехи строят второй волновой сигнал источника, инвертируя полярность волнового сигнала источника, выбранного на этапе(а), повторяя этапы (b)-(d) в отношении второго волнового сигнала источника, а затем суммируя коррелированные сейсмические сигналы, полученные из двух волновых сигналов источника. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонный волновой сигнал подвергают полосовой фильтрации для согласования с ожидаемым частотным спектром зарегистрированных сейсмических сигналов. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит дополнительный этап, на котором 35 е) упорядочивают по амплитуде сейсмические сигналы от подземных формаций и интерпретируют любые существенно более высокие амплитуды для представления углеводородов. 14. Способ электросейсмического исследования подземной формации, содержащий этапы,на которыхa) выбирают периодический волновой сигнал,b) генерируют волновой сигнал источника как электрический сигнал и передают его в подземную формацию на заранее выбранной частоте,c) обнаруживают и регистрируют сейсмические сигналы, возникающие в результате преобразования электрической энергии в сейсмическую энергию в подземной формации,d) осуществляют преобразование Фурье от временной области к частотной области,e) собирают преобразованные данные на удвоенной частоте сигнала и извлекают амплитудную и фазовую информацию,f) повторяют этапы (b)-(е) для совокупности различных частот сигнала иg) применяют обратное преобразование Фурье к амплитудной и фазовой информации,извлеченной на этапе (е), обратно к временной области. 15. Электрический сигнал для использования в электросейсмическом исследовании подземной формации, причем сигнал содержит волну сигнала, построенную на основе единичного элемента, причем этот элемент состоит из единичного полного периода заранее выбранной периодической волны, периодическая волна имеет заранее определенную частоту, обеспечивающую нужную глубину зондирования подземной формации, элементы скомбинированы друг с другом с полярностями, последовательно заданными с помощью заранее выбранного цифрового кода, цифровой код выбран так, чтобы, по существу, минимизировать вторичные максимумы, возникающие в результате корреляции квадрата волны сигнала с эталонной волной, эталонная волна выбрана так, чтобы, по существу, минимизировать вторичные максимумы, цифровой код и эталонная волна выбраны так, чтобы ослабить помеху в отношении корреляции со стороны корреляции волны сигнала с эталонной волной. 16. Электрический сигнал по п.15, отличающийся тем, что элемент волны сигнала является единичным периодом синусоиды с частотой 60 Гц. 17. Электрический сигнал по п.15, отличающийся тем, что элемент волны сигнала построен на основе выбранных фаз трехфазного источника питания для получения нужной частоты, меньшей или равной 60 Гц. 18. Электрический сигнал по п.15, отличающийся тем, что цифровой код является последовательностью 1, -1 максимальной длины 36 сдвигового регистра с результирующей волной сигнала, преобразованной путем обнуления элементов отрицательной полярности, эталонная волна является квадратом волны сигнала,имеющей место до обнуления элементов отрицательной полярности, эталонная волна получена путем инверсии полярности возведенных в квадрат элементов волны, полученной возведением в квадрат, соответствующих членам -1 в последовательности максимальной длины сдвигового регистра, и корреляция является круговой корреляцией. 19. Электрический сигнал по п.15, отличающийся тем, что цифровой код является последовательностью 1, -1, 0, полученной из последовательности 1, -1 максимальной длины сдвигового регистра путем преобразования последовательности 1, -1 с заменой всех членов -1 членами 0, преобразования полученной последовательности 1, 0 путем замены некоторых заранее выбранных членов 1 членами -1, причем замена членов 1 членами-1 определена из расчета ослабления помех за счет, по существу, максимизации результирующего разнесения по времени между корреляциями волны сигнала и квадрата волны сигнала с эталонной волной, причем эталонная волна построена путем повторения элемента в количестве, равном числу периодов в волне сигнала,возведения в квадрат полученной волны с последующей инверсией полярности тех возведенных в квадрат элементов, которые соответствуют членам -1 последовательности 1, -1,и корреляция является круговой корреляцией. 20. Электрический сигнал по п.19, отличающийся тем, что замена членов 1 членами-1 осуществляется почленным умножением последовательности 1, -1, 0 на результат циклической перестановки последовательности 1,-1 максимальной длины сдвигового регистра. 21. Электрический сигнал по п.18, отличающийся тем, что степень последовательности максимальной длины сдвигового регистра достаточно велика для уменьшения амплитуд вторичных максимумов до заранее определенного уровня, и эталонная волна преобразована путем вычитания любых низкочастотных составляющих, включая постоянный ток. 22. Генератор электрического сигнала для генерации волновых сигналов, используемых в качестве сигналов источника, подлежащих подаче в землю при электросейсмической разведке на предмет углеводородов, содержащий(a) генератор сигнала, способный преобразовывать входной сигнал переменного тока в заранее выбранный выходной волновой сигнал,пригодный для электросейсмической разведки,причем генератор имеет совокупность переключателей для формирования выходного волнового сигнала и по меньшей мере один трансформатор для регулировки напряжения выходного волнового сигнала, 37(b) средство контроллера, имеющее компьютер и подключенное к переключателям и управляющее ими, а также подключенное ко входу переменного тока и осуществляющее его мониторинг, причем компьютер имеет возможность программирования таким образом, чтобы предписывать переключателям выбирать фазу и уровни напряжения из входного сигнала переменного тока для создания заранее выбранного выходного волнового сигнала и соответствующего эталонного волнового сигнала и(с) средство интерфейса, подключенное к средству контроллера и имеющее выводы для подключения к системе сбора сейсмических данных, причем средство интерфейса способно(1) синхронизировать начало сбора сейсмических данных с началом волнового сигнала, генерируемого генератором сигнала, и (2) передавать эталонный волновой сигнал системе сбора сейсмических данных для использования в обработке данных. 23. Генератор электрического сигнала для генерации волновых сигналов, используемых в качестве сигналов источника, подлежащих подаче в землю при электросейсмической разведке на предмет углеводородов, причем генератор имеет положительный выходной вывод, отрицательный выходной вывод и общий выходной вывод, и генератор содержит(a) три трансформатора, каждый из которых имеет первичную обмотку и вторичную обмотку, причем первичные обмотки имеют выводы для подключения к, соответственно,трем фазам трехфазного источника питания переменного тока, и каждая вторичная обмотка имеет два конца и среднюю точку,(b) шесть управляемых средств переключения, причем каждое средство переключения имеет один входной вывод и два выходных вывода, все средства переключения подключены своими входными выводами к разным концам трех вторичных обмоток, соответствующие одни выходные выводы всех средств переключения соединены между собой и подключены к положительному выходному выводу генератора,соответствующие другие выходные выводы всех средств переключения соединены между собой и подключены к отрицательному выходному выводу генератора, и общий выходной вывод генератора подключен к средним точкам трех вторичных обмоток,(c) средство контроллера, подключенное к каждому из шести средств переключения, причем средство контроллера имеет вычислительное средство, подающее на каждое из средств переключения напряжения сигнала, задающее наличие или отсутствие соединения каждого выходного вывода средства переключения с входным выводом средства переключения в соответствии с сигналом, генерируемым вычислительным средством, вычислительное средство имеет возможность программирования для за 005193 38 дания нужного волнового сигнала и эталонного волнового сигнала обработки, средство контроллера также подключено к выводам первичной обмотки, при этом вычислительное средство выполняет мониторинг этой входной информации для выбора фазы и уровней напряжения для создания нужного волнового сигнала, и(d) средство интерфейса, подключенное к средству контроллера и имеющее выводы для подключения к системе сбора сейсмических данных, причем средство интерфейса способно(1) синхронизировать начало сбора сейсмических данных с началом волнового сигнала, генерируемого генератором сигнала, и (2) передавать эталонный волновой сигнал обработки системе сбора сейсмических данных для использования в дальнейшей обработке данных. 24. Способ электросейсмического выявления подземной нефтеносной формации, содержащий этапы, на которыхa) выбирают волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал, причем волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал выбирают из расчета (i) уменьшения амплитуд вторичных максимумов, возникающих в результате корреляции квадрата волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом, и(ii) ослабления взаимной помехи между упомянутой корреляцией и корреляцией волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом,b) генерируют волновой сигнал источника как электрический сигнал и передают его в подземную формацию через по меньшей мере два электрода,c) обнаруживают с помощью одного или нескольких сейсмоприемников и регистрируют сейсмические сигналы, возникающие в результате преобразования электрической энергии в сейсмическую энергию в подземной формации,иd) вычисляют корреляцию зарегистрированных сейсмических сигналов с эталонным волновым сигналом. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что по меньшей мере один электрод размещают в скважине, идущей с поверхности вблизи подземной формации. 26. Способ по п.24, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сейсмоприемников размещают в скважине, идущей с поверхности вблизи подземной формации. 27. Способ по п.24, отличающийся тем, что по меньшей мере один электрод и по меньшей мере один сейсмоприемник размещают в одной скважине, идущей с поверхности вблизи подземной формации. 28. Способ по п.24, отличающийся тем, что по меньшей мере один электрод размещают в одной скважине и по меньшей мере один сейсмоприемник размещают в другой скважине, 39 причем обе скважины идут с поверхности вблизи подземной формации. 29. Способ добычи углеводородов из подземной формации, содержащий этапы, на которыхa) выбирают волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал, причем волновой сигнал источника и эталонный волновой сигнал выбирают из расчета (i) уменьшения амплитуд вторичных максимумов, возникающих в результате корреляции квадрата волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом, и(ii) ослабления взаимной помехи между упомянутой корреляцией и корреляцией волнового сигнала источника с эталонным волновым сигналом,b) генерируют волновой сигнал источника как электрический сигнал и передают его в подземную формацию,c) обнаруживают и регистрируют сейсмические сигналы, возникающие в результате преобразования электрической энергии в сейсмическую энергию в подземной формации,d) вычисляют корреляцию зарегистрированных сейсмических сигналов с эталонным волновым сигналом,e) используют информацию, полученную на этапе (d), для оценки коммерческого углеводородного потенциала подземной формации иf) добывают любые углеводороды, идентифицированные на этапе (е).