Геологическая интерпретация сейсмических данных Лекция 2 Санкт-Петербургский Государственный

Геологическая интерпретация сейсмических данных. Лекция 2. Санкт-Петербургский Государственный университет. Геологических факультет. Доц. Рекант П. В.

Виды сейсмических исследований По области применения: глубинное сейсмич. зондирование; региональные, нефтяные, угольные, рудные, инженерные, скважинные, шахтные и т. д. По физ-географ. условиям: морская, наземная, речная, озерная, десантная сейсморазведка По степени детальности: рекогносцировочная, поисковая, детальная По целевым волнам: МОВ, МПВ, проходящих волн и т. д. По средствам возбуждения: естественные и искусственные источники; последние делятся на взрывные, пневматические, пьезо-электрические, ударно-механические, и др. По пространственной ориентировке: одно-, двух-, трех-, и четырех мерные сейсмические исследования По частотному диапазону: ультразвуковые (более 10 к. Гц), высокочастотные (1 -6 Гц), среднечастотные (сейсмоакустические) (n*100 Гц), низкочастотные (n*1 Гц)

Пример сейсмической записи

Связь частоты сейсмического источника с проникающей способностью и вертикальной разрешающей способностью метода Частота источника Глубина проникновения Верт. Разрешение сигнала метода до 50 см 100 м n*1 k. Hz ВЧ сейсмоакустика 1000 м 100 -400 Hz НЧ сейсмоакустика 4 -40 Hz 3 м 100 -200 м до 10 -15 км МОВ ОГТ (НЧ сейсмика) Рекант. П. В. Дистанционные методы и результаты изучения подводной криолитозоны в море Лаптевых.

Назначение различных модификаций сейсмических методов. – НЧ сейсмика (МОВ ОГТ) Изучение осадочных бассейнов с расчленением на литофизические и стратиграфические комплексы с разрешением до 100 м. Глубинность до 10 -15 км Региональные, поисковые, детальные работы на нефть и газ, сейсмостратиграфия, картировочные цели, поиски залежей газовых гидратов. Несколько линий пневмоисточников, длинная коса (до 10 км) НЧ сейсмоакустика Изучение верхней рыхлой части разреза с разрешением до 1 -3 м и глубинностью до 1000 м Геологическое картирование, инженерная геология, поиски ЖМК и других твердых ПИ Обычно малообъемные пневмоситочники или «спаркер» . Короткая коса 20300 м ВЧ сейсмоакустика Изучение верхней рыхлой части разреза с разрешением до 20 -100 см и глубинностью до 100 м Геологическое картирование четвертичных отложений инженерная геология, Различные виды электрических источников (pingers). Одноканальный приемник

Термины, синонимы Источник (сейсмический источник, пневмопушка, спаркер) Приемник (сейсм. приемник, коса, гидрофон) Канал (гидрофон) Трасса SP (shot point, пункт взрыва) Сейсмограмма Сейсмический разрез Отражающая площадка Рефлектор (отражающая граница) ОГТ – общая глубинная точка Отраженная волна. Преломленная волна Прямая волна.

Общие принципы построения сейсмической системы Сейсмический приемник Сейсмический источник Рекант. П. В. Дистанционные методы и результаты изучения подводной криолитозоны в море Лаптевых.

Теоретические основы Отраженная волна Слой 1 Скор. звук. V 1 Плотность D 1 Акуст. жесткость 1 Слой 2 Скор. звук. V 2 Акуст. жесткость 2 Плотность D 2 Преломленная волна Коэфф отражения (R) AI 2 -AI 1 AI 2+AI 1 Рекант. П. В. Дистанционные методы и результаты изучения подводной криолитозоны в море Лаптевых.

Средние значения скорости продольных волн в некоторых средах, км/с 2. 0 -5. 0 Нелитифицированные осадки - 1. 6 -1. 8 Мерзлые породы – 2. 0 - 3. 5 1. 3 0. 2 -1. 8 0. 3 0. 4 ит т до и ро бб Га 8 ер П

Образование прямого и обратного (негатив) рефлектора Прямое (позитив) отраж. Пески, нелитиф. отл. Сланцы обратное (инверт. ) отраж. Сланцы Пески Рекант. П. В. Дистанционные методы и результаты изучения подводной криолитозоны в море Лаптевых.

Коэффициенты отражения на границах Т. н. «яркость» рефлектора зависит от коэф. отраж. R R 1 R 2 R 3 R 1 > R 2 > R 3 NB! Однако существует АРУ (автом. регул. усиления)

Простенькая задачка Рассчитайте коэф. отражения на следующих границах сейсмического разреза в Атлантике: воздух – вода – дно (нелитифицирован. осадки) нелитифицир. осадки – фундамент Для упрощения принять след. плотности: Воздух – 100 кг/м 3, вода - 1000 кг/м 3, осадки – 2000 кг/м 3, фундамент – 2700 кг/м 3 Какая граница имеет самую высокую амплитуду?

Решение Импедансы различных сред Aвозд ~100 кг/м 3 х 300 м/с =30 000 Aвода 1000 кг/м 3 х 1500 м/с =1 500 000 AОсад ~2000 кг/м 3 х 1800 м/с =3 600 000 AФунд. ~2700 кг/м 3 х 6000 м/с =16 200 000 Итого коэф. отражен. на границах: Воздух-вода – 1470000/1530 000=0. 96 Вода – осадок – 2100 000/5100 000 = 0. 41 Осадок – фундамент – 12 600 000/19800 000 =0. 63

Задание 0 На выданных сейсмич. разрезах выделите и тметьте НА КАЛЬКЕ !!!! следующие отражающие границы : высокоамплитудные (красным) среднеамплитудные (зеленым) низкоамплитудные (синим)

Одноканальная сейсмозапись 25 m SP 1 SP 2 SP 3 Один выстрел = один канал = один SP = одна трасса Трассы # 3, 2, 1

Принципиальные схемы сейсмических систем НЧ сейсмика (МОВ ОГТ) судно сейсмоисточники коса НЧ сейсмоакустика судно сейсмоисточник ВЧ сейсмоакустика Судно со встроенной с/ак системой коса Судно с буксируемой системой Буксируемый аппарат

Сейсмические работы МОВ ОГТ – общая глубинная точка Информация об ОГТ собирается из нескольких трасс, полученных с разных каналов при разных выстрелах Один выстрел = один SP = несколько трасс

Сборка трасс по ОГТ (упрощенная схема) Собираются трассы с разных SP, но проецируемые на одну точку пространства (ОГТ=CDP), напр. SP 1(TR 1)+SP 2(TR 2)+SP 3(TR 3). Проводится корректировка за геометрию (В), затем трассы суммируются (С), проводится сборка по всем ОГТ = суммированный разрез.

Причины использование метода МОВ ОГТ Возможность расчета пластовых скоростей Устранение несистематических помех (при суммировании подавляются) Подавление кратных волн и, как следствие, значительное увеличение глубинности метода Возможности глубокой обработки сигнала

Анатомия сейсмического разреза Вертикальный масштаб (временной и глубинный разрезы) Горизонтальный масштаб (SP, км, временной) Трассы Отражающие границы Помехи Шум Прямая волна

Основные помехи и артефакты сейсмозаписи

Кратные волны (полнократные отражения) Кратные волны от морского дна

Кратные волны (НЕполнократные отражения) Двукратные отражения Частично (неполно)-кратные отражения

Кратные отражения – основная помеха одноканальной записи Магматический очаг? ? Поднятие фундамента? ? ? Кратное отражение!!!

Боковые отражения Линия профиля Приемник – источник - судно риф, дайка, выступ Отражения от объекта, расположенного в стороне от профиля

Прямая волна – обычно (но не всегда) первое по времени прихода отражение на сейсмозаписи. По характеру прямой волны можно судить о форме исходного сейсмического сигнала (т. н. «сигнатуре» (signature). Прямая волна дно Кратная волна Время прихода прямой волны = Расстоянию от источника до приемника !!!

Гипеболические отражения

Отражение от поверхности воды

Влияние исходной формы сигнала на вид рефлектора Форма импульса одиночной пневмопушки Форма импульса группы из 7 пневмопушек

Одна группа пневмоисточников различного объема Передние кластеры мощных пушек работают на создание «мощности» импульса Задние кластеры (малообъемные пушки) устраняют «хвосты» сигнала

Сейсмическая запись с использованием одной пневмопушки Высокоамплитудная помеха, связанная с пульсацией воздушного пузыря Большинство границ – многофазные рефлекторы. Сейсмическая запись с использованием группы пневмопушки

Перерывы в записи

Изменение задержки записи

поворот Изменение направления движения судна

Термины, синонимы Источник (сейсмический источник, пневмопушка, спаркер) Приемник (сейсм. приемник, коса, гидрофон) Канал (гидрофон) Трасса SP (shot point, пункт взрыва) Сейсмограмма Сейсмический разрез Рефлектор (отражающая граница, ОГТ – общая глубинная точка Отраженная волна Преломленная волна Прямая волна