Лекция 10 Геофизические методы исследований Сейсморазведка геофизический

Лекция 10 Геофизические методы исследований. Сейсморазведка – геофизический метод разведки, основанный на изучении распространения в земной коре упругих волн, вызванных взрывом или ударом. Сейсмология – наука о землетрясениях и связанных с ними явлениях. Основными методами сейсморазведки являются : Метод отраженных волн (МОВ); Современная модификация МОВ – Метод общей глубинной точки (МОГТ); Корреляционный метод преломленных волн (КМПВ); Сейсмокаротаж; Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)

Учебная литература

Сейсмические волны – упругие волны, возникающие в результате землетрясений, взрывов, ударов, распространяющиеся в виде затухающих колебаний в Земле. Сейсмические волны классифицируются: 1. По типу деформаций – продольные, поперечные, поверхностные; 2. По характеру распространения - прямые, отраженные, преломленные, рефрагированные, дифрагированные и обменные; 3. По времени распространения – регулярные и нерегулярные; 4. По использованию в сейсморазведке – полезные и помехи

Схема смещения частиц среды при распространении волн Продольная волна а – продольной; б – поперечной 1 - направление смещения частиц; 2 – направление распространения волны Поперечная волна

Скорость продольной волны где И Скорость поперечной волны - Константы Ламэ, - Плотность среды Константы Ламэ позволяют выражать компоненты деформаций через компоненты напряжений и связаны с модулями упругости формулами: =G = K-2 G/3 где G – модуль сдвига, К – модуль объемного сжатия

Т- период, сек А- амплитуда V – скорость, м/сек f- Частота, 1/сек λ- Длина волны, м При изменении литолого-фациального состава, объема и структуры пустотного пространства горных пород изменяется не только скорость распространения упругих колебаний, но и форма сейсмического импульса, который представляет собой ограниченную временную функцию с несколькими максимумами и минимумами Длина волны Частота Круговая частота

Закон Снеллиуса α 1 скорость V 1 α 2 Угол падения равен углу отражения плотность Отражающий горизонт скорость V 2 плотность для монотипной волны - коэффициент отражения -акустическая жесткость (импеданс)

Принцип Ферма. Время пробега волны вдоль луча является наименьшим по сравнению со временем пробега вдоль любого другого пути Принцип Гюйгенса-Френеля – всякая точка волнового поля является точечным источником колебания u 1 t 1 u 2 t 2 Лучи Времена прихода волн во взаимных точках равны

Годограф отраженной волны Годограф – график зависимости времени прихода сейсмической волны t от координат точек наблюдения Дневная поверхность при Х = 0, t = Отражающий горизонт

Многократные отражения годограф двукратной волны полнократные частичнократные Дневная поверхность ОГ ОГ волны-спутники

Скорость продольных волн 10

Гистограммы Vинт для песчаных, глинистых и карбонатных разностей 11

Коэффициент отражения

Вертикальная разрешающая способность • • Факторы, влияющие на вертикальную разрешающую способность сейсморазведки Частота импульса Длительность импульса

Горизонтальная разрешающая способность: зона Френеля Первая зона Френеля – площадка на сейсмической границе, от которой происходит отражение сигнала. Радиус первой зоны Френеля 2 r 2 r h-глубина, λ – длина волны

Метод общей глубинной точки (МОГТ) Метод ОГТ позволяет решать задачи выделения однократно-отраженных волн на фоне регулярных (многократные, обменные, преломленнодифрагированные волны) и нерегулярных помех период «снятия сливок» период малой результативности МОГТ 2 D С развитием метода МОГТ в середине прошлого века связано открытие многих месторождений в Западной Сибири и Волго-Урале, но в начале 90 -ых годов сейсморазведка МОГТ 2 D исчерпала себя, качественный технологический скачек в изучении строения нефтегазоносных территорий начался с массовым внедрением технологии 3 D.

Система наблюдений в методе ОГТ

Схема МОГТ Дневная поверхность ОГ Бин ОГТ – площадка, все отражения от которой считаются пришедшими от одной точки От каждого Бина после обработки получится одна сейсмотрасса размер бина – 0. 5 расстояние между приемниками Кратность – количество трасс, попавших в бин Вынос – расстояние от источника до приемника

Годограф МОГТ t x Дневная поверхность Отражающий горизонт (ОГ) ОГТ

Система наблюдений МОГТ ОГ n-кратность DПП– расстояние между пунктами приема DПВ – расстояние между пунктами взрыва К – количество каналов ОГТ Площадные съемки 2 D. 1. Плотность наблюдений (Р) 1. Кратность N перекрытий 1. Шаг между точками центров наблюдений Ед-цы измер-я Уровень качества сейсмической информации Высокий Средний (допустимый) Низкий км/км 2 Р≥ 4 4>Р>2 Р<2 - N ≥ 48 48 > N ≥ 30 N < 30 метр 12. 5 - 25 25 - 30 30 - 60

Суммирование – подавление помех

Поседовательость выполнения сейсмораведочных работ При проведении сейсморазведочных работ выделяют три этапа: Планирование; Полевые работы; Камеральные работы: обработа, интерпретация Планирование Опрелеляются: виды, объем, методика, сроки проведения работ , определяется конфигурация систем возбуждения и наблюдения Формируется проект сейсморазведочных работ. Проводится конкурс на выбор подрядчика

Схема сейсморазведочных работ по методу отраженных волн Метод основан на измерении времени распространения отраженных продольных волн

Полевые работы Разбивка пикетов с использованием GPS Установка сейсмоприемников

Взрывной источник Основные факторы: Помещение заряда в скважину Подготовка заряда • Размер заряда • Глубина расположения заряда • Количество взрывных скважин на одну группу источников • Тип источника (на поверхности или во взрывной скважине)

Вибрационные источники Основные факторы: Диапазон частот возбуждения квазигармонических колебаний 5 -250 Гц Пиковое значение силы импульсного воздействия 120 к. Н (12000 кг) Интервал времени между последовательными единичными импульсами 4 -8 с Количество вибраторов 3 -5 единиц Вибраторы

Приёмники. Передача данных

Вопросы по материалу лекции 10 • • • Назовите основные методы сейсморазведки. На изучении каких физических явлений основаны методы сейсморазведки? Типы сейсмических волн? Нарисуйте схемы распространения продольных и поперечных волн. Какие свойства пород влияют на скорость распространения сейсмических волн? Напишите уравнения скоростей. Назовите параметры сейсмических волн. Напишите уравнения Сформулируйте закон Снеллиуса и принцип Ферма, нарисуйте поясняющие схемы. Напишите формулу коэффициента отражения, что называется акустической жескостью (импедансом)? Дайте определению понятия «годограф отроженной волны» , напишите уравнение времени прихода сейсмической волны Что называется многократными отражениями? Их виды. Что называется «зоной Френеля? Напишите уравнение Что лежит в основе метода МОГТ и в чем его отличия от метода. МОВ?