Предварительная обработка.

Лабораторная работа № 4

Цель работы: освоение способов построения прямолинейных границ по годографам преломленных волн.

Общие сведения.

Сейсморазведка – это геофизический метод исследования строения земной коры и разведки полезных ископаемых, основанный на изучении распространения упругих волн, возбуждаемых взрывами или невзрывными источниками.

Горные породы обладают различными скоростями распространения упругих волн и различной плотностью. Это вызывает появление на границах слоев отраженных, преломленных, а в неоднородных средах – и других упругих волн. Регистрируя эти волны на земной поверхности, можно получить информацию о строении района работ.

Задачей интерпретации сейсмических данных является построение геологического разреза, определение состава и физических характеристик изучаемых сред. Процесс интерпретации разделяют на два этапа: предварительную обработку и собственно интерпретацию или решение обратной задачи. В методе преломленных волн в большинстве случаев обратную задачу решают на основе анализа и обработки годографов, т. е. графиков t (x), где t – время прихода волны; x – расстояние от источника колебаний до точки измерения. Методы решения обратной задачи основаны на результатах решения прямых задач, т. е. на анализе сейсмических годографов для моделей среды.

Используют также негодографные методы интерпретации, такие, как метод временных членов, автоматические методы построения динамических временных разрезов по данным МПВ. Используют также метод многократного суммирования по общей глубинной площадке. В этом случае кинематическую поправку рассчитывают для прямолинейного годографа преломленной волны.

Обработка и интерпретация результатов.

Предварительная обработка.

На первом этапе интерпретации на основании имеющейся геолого-геофизической информации и просмотра полученных сейсмограмм интерпретатор проводит корреляцию (прослеживание) целевых волн, дающих необходимую информацию.

Рис. 1^' Общий вид сейсмограммы: - оси синфазности ряда волн

Основные трудности при этом связаны с наличием случайных помех-микросейсм и регулярных волн-помех (звуковая, поверхностные, кратные отражения), которые мешают проведению корреляции. При корреляции прослеживаются какая-либо характерная фаза волны: первое вступление, первый минимум или максимум. Первые вступления волн можно выделить только вблизи пункта возбуждения (ПВ).

Как правило, корреляцию проводят по максимумам или минимумам колебаний (Рис 1^'). Оси синфазности, соответствующие различным фазам одной волны, обычно параллельны, и годографы фаз приводят к годографам первых вступлений сдвигом на фазовую поправку. Для этого на тех трассах сейсмограммы, где уверенно прослеживаются первые вступления и коррелируемая фаза волны, определяется среднее значение разности между ними ∆tф, которое и является искомой поправкой за фазу. Поправка ∆tф вычитается из всех наблюденных времен годографов фаз.Других поправок обычно не вводится.

С помощью марок времени определяется момент появления (время прихода) прослеживаемой волны на каждой трассе сейсмограммы, а затем строятся годографы - графики зависимости времени прихода волны от расстояния до пункта возбуждения: t = t (x).

В зависимости от того, какой элемент волны прослеживается, различают годографы первых вступлений и годографы фаз.

Корреляционный метод преломленных волн (КМПВ) – модификация метода преломленных волн, основанная на регистрации и прослеживании первых и последующих вступлений преломленных волн. Системы наблюдений, применяемые в КМПВ, предусматривают получение встречных систем годографов. Это позволяет использовать принцип взаимности при прослеживании преломленной волны от одной границы раздела, предполагающий неизменность времени распространения волны при перемене местами источника колебаний и приемника. На этом принципе основана увязка годографов волн от одной границы по взаимным точкам. Время прихода волн в точки над двумя взаимными ПВ должно быть одинаково. Оно называется взаимным временем Т.

Уравнение годографа волны, преломленной на плоской наклонной границе раздела, записывается в виде

t =x sin (i ± φ)/υr + 2h cos i/υ.

где φ – угол наклона преломляющей границы; i = arc sin υ/ υr; υ – средняя скорость в перекрывающей толще; υr – граничная скорость в преломляющем слое; h – глубина под пунктом взрыва.

Знак «+» или «-» перед φ зависит от того, по восстанию или падению пласта распространяется волна. Наклон годографа определяется выражением x sin (i ± φ)/υr. Следовательно, скорость по наклону наблюденного годографа преломленной волны различна для его ветвей по падению или по восстанию пласта. Она называется кажущейся скоростью и обозначается

υк = ∆x/ ∆t = υ/ sin (i ± φ).

Член 2h cos i/υ не зависит от координат профиля и представляет собой отрезок, отсекаемый продолжением годографа на оси времени в точке ПВ. Эта величина обозначается «to»:

to=2h cos i/υ

При количественной интерпретации в КМПВ используются годографы первых вступлений. По наклону годографа первых вступлений (прямолинейный профиль на поверхности полупространства) определяют истинную скорость волны. Кроме того, существует фазовая скорость, определяемая по годографу фаз.

При вычислении глубин залегания отдельных преломляющих горизонтов решающее значение имеет определение средних скоростей. Как показывает опыт работ, основной источник ошибок при вычислении глубин в КМПВ– неточное знание средних скоростей.

При отсутствии других данных единственно доступным способом является определение средней скорости по точкам пересечения годографов преломленных и прямых волн. Средняя скорость находится по формуле

υср = xтп / tтп м/сек,

где xтп и tтп – координаты точки пересечения годографов преломленных и прямых волн (рис.1).

Если на участке работ имеются разведочные скважины, то, проведя сейсмический профиль через устье скважины, можно найти точные значения средних скоростей, используя для этой цели соотношение

υср = 2 υr h / √ to² υr² + 4 h²,

где h – глубина до преломляющей границы, определенная по разрезу скважины; υr – граничная скорость волны, соответствующая преломляющей границе; to – время той же волны над устьем скважины.

Наиболее простой способ определения граничных скоростей – способ разностного годографа, позволяющий с помощью двух встречных годографов, полученных на одном интервале профиля, определять граничную скорость распространения волны в соответствующем пласте. Сущность этого способа заключается в использовании соотношения

tp (x) = t (x) +﴾Т - t (x) t (x) +﴾Т - t (x),

где Т – взаимное время над пунктами взрыва; t (x) – время по встречному годографу; t (x) – время по прямому годографу.

Скорость, определенная по наклону разностного годографа tp (x), находится в следующем соотношении с граничной скоростью:

υr =2∆x/ ∆tp.

Разностный годограф получается графическим способом, как показано на рис.2. Способ применим при малых углах наклона преломляющей границы (φ≤15°), достаточно простой ее форме и дает более точные результаты, чем резче перепад скоростей υ1 / υr на преломляющей границе. В остальных случаях следует применять универсальный метод полей времен.

При работах КМПВ часто применяется метод to, при котором глубины до преломляющей границы вычисляются по формуле

h = to υср / 2√1-(υср/ υr)²,

где υср – средняя скорость в покрывающей среде; υr – граничная скорость.

Значения to может быть получено в любой точке разведочного профиля, если имеется встречная увязанная система годографов, по следующей формуле

to (х)= t (x)(прямой) - ﴾Т - t (x)(обратный) ﴿.

Задание.

Для определения глубины залегания скальных осадочных пород под наносами проведена сейсморазведка методом КМПВ. Данные для построения прямого t и встречного t годографов приведены в таблице 1. Сводные годографы первых вступлений были получены в результате первичной обработки полевых сейсмограмм, которая включала в себя корреляцию волн на сейсмограммах и введение поправок за фазу.

Пункты взрыва расположены на ПК-0 и ПК-250. Среднюю скорость волн в перекрывающих суглинках и глинах можно определить сейсмическим каротажем скважины

Глубина, м
Время прихода волны, сек	0,0039	0,0077	0,0115

Построить сейсмогеологический разрез в масштабе 1: 2500.

Дата добавления: 2015-11-14