Спосіб сейсмічної розвідки

Спосіб сейсмічної розвідки, що включає збудження коливань з декількох пунктів з боку падіння крутонахиленої межі вздовж прямолінійного профілю, реєстрацію сигналів на денній поверхні, обробку матеріалів та картування крутонахилених меж, який відрізняється тим, що пункти збудження розміщують з кроком АХ|-|з ^ Я,-ь2Я, (де X довжина сейсмічних хвиль у середовищі) на відстані від вірогідної крутонахиленої межі Хпз >(H + Ah)tgi (де Н - глибина заломлючої межі, Ah - відстань від верхньої кромки досліджуваної межі до заломлючого горизонту, і - критичний кут), а реєстрацію сигналів проводять по обидва боки Винахід відноситься до геофізичних, зокрема сейсмічних, методів пошуків та розвідки корисних копалин і призначений для вивчення стрімконахилених границь Відомий спосіб сейсмічної розвідки стрімконахилених границь (соляних куполів) за допомогою подовжених годографів відбитих хвиль від підсольових границь [1] В цьому способі застосовується система зустрічних та наганяючих годографів, а реєстрація хвиль здійснюється в інтервалі 10 25км Недоліками способу є мала глибинність досліджень і недостатня точність картування стрімконахилених схилів, тому що корисна відбита хвиля реєструється лише на великому віддаленні (10 25км), а на більш близьких відстанях до пункту збудження вона не слідкується в зв'язку з інтенсивними низько швидкісними хвилями-завадами Відомий спосіб сейсморозвідки для вивчення субвертикальних границь [2], в якому збудження від проекцій нижньої і верхньої кромок межі на профіль спостережень в межах інтервалу, визначеного з урахуванням глибини і кута и падіння та умов простежування заломлено-відбитих хвиль, з отриманих даних формують масиви спряжених по заломлюючих межах сейсмозаписів, в подальшому їх підсумовують із часовими зсувами, визначеними по годографах заломлених хвиль на спільних ділянках, та компенсуючими за відстань джерело сейсмоприймач амплітудними поправками і на отриманих підсумованих записах виділяють заломлені хвилі від субгоризонтальних меж і заломлено-відбиті хвилі від крутонахилених об'єктів та будують зображення середовища шляхом прямого та оберненого продовження хвильових полів, а остаточне положення крутонахиленої межі на розрізі уточнюють через сумісне узгодження зображень субгоризонтальних меж по годографах відбитих і заломлених хвиль та субвертикальних меж по годографах заломлено-відбитих хвиль коливань проводять ЛІНІЙНОЮ групою джерел орієнтованою ортогонально до площини досліджень, а реєстрацію коливань здійснюють на денній поверхні та в свердловині і в подальшому шляхом багатоканальної просторової фільтрації записів, спрямованої на виділення відбитих та розсіяних вперед хвиль від субвертикальних, нахилених та криволінійних неоднорідностей, формують сейсмічні зображення ВІДПОВІДНИХ границь і на основі виконаного сумісного аналізу оцінюють достовірність та визначають їх положення на розрізах Необхідність проведення спостережень у глибокій свердловині значно обмежує застосування способу Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб сейсмічної розвідки для дослідження стрімконахилених поверхонь [3], заснований на збудженні та реєстрації подовжених годографів відбитих хвиль вздовж прямолінійного профілю з декількох пунктів вибуху, розташованих з боку па со Ю 54312 діння стрімконахиленої поверхні, в якому інтервал між пунктами прийому і збудження вибирають не меншим подвоєної відстані між пунктом збудження та проекцією крайової частини досліджуваної поверхні на ЛІНІЮ спостережень і реєструють хвилі від спільної точки подвійного відбиття Спосіб передбачає реєстрацію дуплексних хвиль від спільних точок подвійного відбиття з деякими затримками, що забезпечує синфазне їх сумування та мінімальне спотворення, а також максимальне послаблення хвиль-завад Недоліками способу є 1) використання надто великих відстаней джерело коливань - сейсмоприймач призведе до значного послаблення акта першого (або другого) відбиття дуплексної хвилі і, як наслідок, до зниження відношення сигнал/завада на сейсмозаписах, 2) необхідність реєструвати дуплексні хвилі з деякими затримками, методика розрахунку яких не дається, приводить до втрати задекларованих в способі переваг, 3) складність сумісної обробки сейсмозаписів внаслідок зміни форми годографів дуплексних хвиль отриманих від сусідніх пунктів збудження В основу запропонованого способу поставлено завдання підвищити ефективність сейсморозвідки при вивченні стрімконахилених границь шляхом залучення заломлено-відбитих хвиль, що забезпечить спрощення проведення польових досліджень та обробку сейсмозаписів, а також підвищення співвідношення сигнал/завада на часових розрізах (зображеннях) Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі сейсмічної розвідки, який включає збудження коливань з декількох пунктів з боку падіння стрімконахиленої границі вздовж прямолінійного профілю, реєстрацію сигналів на денній поверхні, обробку матеріалів та картування стрімконахилених границь, згідно винаходу, пункти збудження розміщують з кроком ДХпз « X + ЇХ (де X - довжина сейсмічних хвиль у середовищі) на відстані від вірогідної стрімконахиленої границі Хпз > (Н + Ah) tgi (де Н - глибина заломлюючої границі, Ah - відстань від верхньої кромки досліджуваної границі до заломлюючого горизонту, і - критичний кут), а реєстрацію сигналів проводять по обидва боки від проекцій нижньої і верхньої кромок границі на профіль спостережень в межах інтервалу, визначеного з урахуванням глибини і кута її падіння та умов слідкування заломлено-відбитих хвиль, з отриманих даних формують масиви спряжених по заломлюючих границях сейсмозаписів, в подальшому їх сумують із часовими зсувами, визначеними по годографах заломлених хвиль на спільних ділянках та компенсуючими за відстань джерелосейсмоприймач амплітудними поправками і на отриманих сумозаписах виділяють заломлені хвилі від суб горизонталь них границь і заломлено-відбиті хвилі від стрімконахилених об'єктів та будують зображення середовища шляхом прямого та оберненого продовження хвильових полів, а остаточне положення стрімконахиленої границі на розрізі уточнюють через сумісну ув'язку зображень субгоризонтальних границь по годографах відбитих і заломлених хвиль та субвертикальних границь по годографах заломлено-відбитих хвиль В порівнянні з прототипом спосіб має такі переваги - збудження коливань з кроком ДХПЗ « X + ЇХ (де X - довжина сейсмічних хвиль у середовищі) на відстані від вірогідної стрімконахиленої границі Хпз > (Н + Ah) tgi дозволяє використати заломлені хвилі для зондування досліджуваної границі з кожного пункту збудження при досить близьких і стабільних кінематичних і динамічних параметрах хвиль і в такий спосіб підвищити співвідношення сигнал/завада на результативних матеріалах (сумотрасах) - використання заломлених хвиль від сейсмічних горизонтів, що розташовані глибше вірогідної стрімконахиленої границі, дає змогу отримати незалежну інформацію стосовно об'єкту досліджень і на цій основі підвищити достовірність сейсмічних побудов, - реєстрація сигналів по обидва боки від проекцій нижньої і верхньої кромок стрімконахиленої границі на профіль спостережень в межах інтервалу, визначеного з урахуванням глибини та кута и падіння, а також умов слідкування заломленовідбитих хвиль забезпечує надійне слідкування ВІДПОВІДНИХ границь без використання будь-яких затримок, що є надійною основою для ефективної обробки даних, - формування масивів спряжених по заломлюючих границях сейсмозаписів спрощує їх обробку, дозволяє застосовувати апробовані алгоритми та системи, побудувати зображення цільових границь при високому співвідношенні сигнал/завада, - сумування сейсмозаписів з часовими зсувами, визначення по годографах заломлених хвиль на спільних ділянках, та компенсуючими за відстань джерело-сейсмоприймач амплітудними поправками покращує виділення заломлених хвиль від субгоризонтальних та заломлено-відбитих хвиль від стрімконахилених границь, - ув'язка на кінцевому етапі зображень субгоризонтальних границь по годографах відбитих і заломлених хвиль та стрімконахилених границь по годографах заломлено-відбитих хвиль - підвищує достовірність побудов Перелічені вище переваги є суттєвими і їх реалізація дозволяє вирішити поставлене завдання Суть способу пояснюється рисунком, де на фіг показана модель вірогідного розрізу із стрімконахиленою границею, що відповідає боковій поверхні соляного штоку, а також схема реалізації способу Для пояснення прийняті такі позначки денна поверхня 1, геологічне середовище 2, відбиваючі границі 3, заломлююча границя 4, стрімконахилена границя (бокова стінка соляного штоку) 5, нижня та верхня кромки стрімконахиленої границі ВІДПОВІДНО 6 та 7, соляне тіло 8, пункти збудження коливань 9, точки прийому коливань 10, падаючі промені 11, ВИСХІДНІ промені 12 заломленої хвилі, відбиті промені 13 заломлено-відбитої хвилі, ВИСХІДНІ промені 14 заломлено-відбитої хвилі, годографи заломлено-відбитих хвиль 15, годографи заломлених хвиль 16 Як видно з креслення (фіг) при збудженні ко 54312 ливань в пунісгах 9 (Оі -ь Об) в точках реєстрації коливань 10, що знаходяться в околі проекції нижньої і верхньої кромок стрімконахиленої границі 5 (стінка соляного штоку) на профіль спостережень, будуть слідкуватись заломлені хвилі, пов'язані з границею 4, та заломлено-відбиті хвилі, пов'язані з границею 4 та стрімконахиленою границею 5 Годографи ВІДПОВІДНИХ хвиль описуються наступним чином S зал 02 nafl0, Х з а л - ДХПЗ Vr S зал Оз nafl03 V | Х з а л -2ДХ п Vr ^висх 02 V V (3) V £ Vr (4) V тут Snafl - шлях, пройдений падаючими променями 11 в середовищі 2, Хзал - відстань, пройдена заломленою хвилею вздовж границі 4, SBMCX - шлях, пройдений висхідними променями 12 в середовищі 2, ДХпз - відстань між сусідніми пунктами збудження, Х ПЗтп =(H + Ah)tgi (9) тут Н - глибина заломлюючої границі, Ah - відстань від заломлюючої границі до верхньої кромки 7 стрімконахиленої границі (по вертикалі), V , Vr - середня та гранична швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль в середовищі З формул (1 -ь 4) видно, що годографи заломлених хвиль будуть відрізнятись один від одного (на сусідніх пунктах збудження) на величину ДХ П Vr і - критичний кут (і = arcsin— ) , тобто при наближенні пункту збудження до стрімконахиленої границі час буде зменшуватись на одному і тому ж пікеті реєстрації Таким же чином описуються годографи заломлено-відбитих хвиль Хз зал -відб t 1 О Хз V Vr >падО3 , Х з а л - 2 Д Х Г V ад 0п 4UUn + Ь В И С Х о^ /сл V зал -відб 02 зал -відб Оз висх v _|_С °висх ~г°висхО, (6) V S'c (7) Vr Х з а л - (П - 1)ДХП vr v тут S'BMCX, SBifl6 - шлях, пройдений ВІДПОВІДНО висхідними променями 14 та відбитими променями 13 заломлено-відбитої хвилі в середовищі 2 З формул (5 -ь 8) видно, що годографи заломлено-відбитих хвиль, як і в попередньому випадку, будуть відрізнятись один від одного (на сусідніх пунктах збудження) на величину — ^ - , аналогічним чином при наближені пікетів збудження до стрімконахиленої границі час на одному і тому ж пікеті буде зменшуватись Проведений аналіз дозволяє стверджувати, що в разі побудови зведеного поля заломлених хвиль шляхом часового зсуву окремих сейсмоза 1—^- , заломлено-відбиті хвилі будуть також синфазно складатись Амплітуда обох типів хвиль буде зменшуватись при віддаленні пунктів збудження від стрімконахиленої границі ВІДПОВІДНІ поправочні коефіцієнти обчислюються аналітично, або безпосередньо по польових сейсмозаписах через порівняння динамічних характеристик хвиль на спряжених інтервалах В результаті такої обробки отримують зведене сумарне поле заломлених хвиль від заломлюючої границі (границь) та сумарне поле заломленовідбитих хвиль від стрімконахиленої границі (границь), які є основою для подальшої детальної обробки та виконання структурних побудов Реалізація способу проводиться наступним чином На основі вивчення апріорної геологогеофізичної інформації задаються профілі ортогонально (в плані) до вірогідних стрімконахилених границь (соляних штоків, тектонічних порушень, рифів, тощо) На профілі розміщують пункти збудження 9 на відстані 1 -ь 2Я, (з боку падіння досліджуваної границі) Місцерозташування найближчого до границі пункту збудження повинно задовольняти умові (2) ^ висх 0, + S n a A 0 n , Х з а л -(п-1)ДХ п з зал On писів на величину А Хзал ^пад 02 V t. 6 (°) Точки реєстрації коливань 10 розміщують в околі проекцій нижньої 6 та верхньої 7 кромки стрімконахиленої границі 5 на профіль спостережень з урахуванням глибини границі, кута и падіння ф, швидкісної моделі розрізу та умов слідкування заломлено-відбитих хвиль Відстань від проекції нижньої кромки 6 границі 5 до найдальшого пікету реєстрації не повинна бути меншою за величину Хпп >H-tg(i-cp) (10) тут ф - кут між стрімконахиленою границею та вертикаллю Після вибору системи "збудження - реєстрація" проводять почергове відпрацювання кожного пункту збудження, в процесі якого відслідковують наявність на сейсмозаписах обох типів хвиль Компонують масиви сейсмозаписів по системі "спільна заломлююча границя - спільна стрімконахилена границя" та проводять попередню обробку даних, суть якої полягає в приведенні амплітуд до початкового пункту збудження та побудови зведеного поля заломлених та заломлено-відбитих хвиль Отримані хвильові поля використовують для побудови субгоризонтальних та стрімконахилених границь шляхом прямого та оберненого продовження хвильових полів по кожному типу хвиль Інтерпретація даних передбачає сумісне використання побудов по кожному типу хвиль 54312 8 Приклад реалізації способу 3100 + 200= 3300м Реалізація способу передбачає перш за все 3 Знайдемо координати початку інтервалу репроектування такої системи спостережень, яка б єстрації коливань з боку падіння стрімконахиленої дозволяла отримати очікувані геолого-геофізичні границі згідно формули (10) Хпптщ = Н • tg (і - ер) = результати, тобто слідкування стрімконахилених 2800 • tg[30° - (90° - 77°)] = 2800 • tg13° = 2800 • границь, пов'язаних з боковими стінками соляних 0,23 = 644м штоків, тектонічних порушень, рифогенних утвоВраховуючи завжди існуючу потребу в меторень, тощо дичному запасі Хпптщ можна встановити 1000м Для цього задамося деякими попередніми 4 Координати реєстрації коливань з боку підумовами йому стрімконахиленої границі не повинні бути - вірогідна глибина верхньої кромки меншими за координати найближчого пункту збустрімконахиленої границі - 1600м дження (лише з протилежним знаком), тобто бу- вірогідна глибина нижньої кромки дуть дорівнювати 2300м стрімконахиленої границі - 2800м Виходячи з пунктів 3 та 4 загальна апертура - глибина заломлюючої границі - 2800м спостережень складе - середня швидкість розповсюджен1000+ 2300= 3300м ня поздовжніх хвиль в товщі над заТаким чином, впровадження при польових роломлюючою границею - 2600м/с ботах розрахованих параметрів системи спосте- КІЛЬКІСТЬ пунктів збудження -6 режень в поєднанні з викладеною раніше оброб- гранична швидкість - 5200м/с кою та інтерпретацією матеріалів дозволить - критичний кут, і - 30° вивчати стрімконахилені границі з точністю, достатньою для визначення напрямку пошуково- довжина сейсмічних хвиль, X м - 100м розвідувальних робіт - кут нахилу стрімконахиленої границі, ф - 77° Запропонований спосіб сейсморозвідки може Проведемо деякі розрахунки стосовно методибути використаний при вивченні бокових стінок ки системи спостережень, яка б дозволила прослісоляних штоків, тектонічних порушень різної ампдкувати стрімконахилену границю літуди, рифогенних (бюгермних) утворень, тощо Достовірне визначення положення таких границь 1 Визначено координати найближчого до та об'єктів вкрай необхідне при пошуках родовищ стрімконахиленої границі пункту збудження згідно нафти і газу, а також інших корисних копалин формули (9) Бібліографічні дані джерел інформації Хпзгп.п = (Н + Ah) tgi = [2800 + (2800 - 1600)] • tg30° = [2800 + 1200] • 0,57 = 2280м 1 Троянский ВТ Использование удлиненного годографа волн, отраженных от подсолевых граі = arcsm 2600/5200 = 30° ниц, с целью изучения формы ядра соляных купоОтриману величину Хтщ можна закруглити в лов — "Разведочная геофизика", М , "Недра" бік збільшення до 2300м 1968, № 1 , с 13 2 Визначимо координати решти 5-ти пунктів 2 Патент України № 42312, G01V1/100, М кл збудження згідно умови, що відстань між пікетами G01V1/40, опубл 15 10 2001 збудження дорівнює ЇХ 3 Авторское свидетельство СССР № 894633, 2300 + 200 =2500м М Kn5G01V1/00, опубл 30 12 81 (прототип) 2500 + 200 =2700м 2700 + 200 =2900м 2900 + 200 =3100м 54312 9 Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 10