Способ вертикального зондирования геологического разреза преломленными волнами

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (111 й 01 Ч 1/00 Н СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМ,КСВИДЕТЕЛЬСТ(71) Азербайджанское отделение Всесоюзного научно-исследовательскогоинститута геофизических методов разведки(56) 1. Сейсморазведка. Справочникгеофизика, том, 1 У, М Недра,1966, с. 639,2. Раджабов М.М, Кинематическиекритерии отождествления преломленныхволн в области перекрытия поперечныхгодографовИзвестия АН СССР. Сер.геофизическая, Р 5, 1964, с.14911503 (прототип) .(54)(57) СПОСОБ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ПРЕЛОМЛЕННЬИИ ВОЛНАМИ, заключающийся ввозбуждении колебаний в областях излучения последовательно в каждом издвух пунктов возбуждения, находящихся в каждой области излучения, регистрации колебаний на непродольномпрофиле, расположенном в области наблюдений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности исследований отложений, в области наблюдений дополнительно равномерно располагают не менее одного параллельного непродольного профиля, причем расстояние между крайними непродольными профилями выбирают равным двойной величине сейсмического слоя от кровли наиболее мелкозалегающих исследуемых отложений, а длину каждого из непродольных профилей выбирают пропорциональной длине волны, преломленной на кровле наиболее высокоскоростных глубокозалегающих исследуемых отложений, при этом пунк ты возбуждения в каждой области излу.Я чения располагают на линиях, параллельных непродольным профилям, с обе их сторон от области наблюдений, а регистрацию колебаний на каждом неп- С родольном профиле, расположенном с одной стороны от центра области наблюдений, проводят из соответствующих пунктов возбуждения, расположенных с другой стороны от центра области наблюдений,Изобретение относится к сейсмической разведке и может применяться вгеологораэведочном деле для вертикального расчленения геологическогоразреза.Известен способ вертикального зондирования геологического разреза преломлейными волнаМи, заключающийся в .возбуждении коЛебаний из несколькихпунктов возбуждения, их приеме ирегистрации на непротяженном продоль-оном профиле И .Недостаток известного способа заключается в низкой эффективности вертикального зондирования геологического разреза преломленными волнами, 15так как для расчленения разреза вузкой области необходимо вести наблюдения по полным корреляционнымсистемам годографов вдоль всего продольного профиля, протяженность кото Орого в несколько раэ превышает длинуисследуемой области и увеличиваетсяс повышением глубинности исследования. При этом возрастает не толькогромоздкость применяемой системы наб людения, но и вероятность ошибки вотождествлении преломленных волн снагоняющих систем годографов, связанной как с возможным переходом на дру.гую волну от близко расположенногопреломпяющего горизонта, так и с неоднородностями поверхностного рельефа,Наиболее близким к изобретениюявляется способ вертикального зондирования геологического разреза преломпенными волнами, заключающийсяв возбуждении колебаний в областяхизлучения последовательно в каждомиэ двух пунктов возбуждения, находя Ощихся в каждой области излучения, регистрации колебаний на непродольномпрофиле, расположенном в областинаблюдений 2,Данный способ характеризуется невысокой точностью исследований в связи с большим количеством вариантовотождествления волн на участке перекрытия годографов, а также недостаточной определенностью области, ккоторой относятся полученные данные.Цель изобретения - повышение точности исследований отложений,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу вертикальногозондирования геологического разрезапреломленными волнами, заключающемуся в возбуждении колебаний в областях излучения последовательно в каждом из двух пунктов возбуждения, на.ходящихся в каждой области излучения,бОрегистрации колебаний на непродольномпрофиле, расположенном в области наблюдений, в последней дополнительноравномерно располагают не менее одного параллельного непродольного профиля, причем расстояние между крайними непродольными профилями выбирают равным двойной величине сейсмического сноса от кровли наиболее мелкозалегающих исследуемых отложений,а длину каждого иэ непродольных профилей выбирают пропорциональной длине волны, преломленной на кровле наиболее высокоскоростных глубокоэалегающих исследуемых отложений, приэтом пункты возбуждения в каждой области излучения располагают на линиях, параллельных непродольным профилям, с обоих сторон от области наблЬдений, а регистрацию колебанийнакаждом непродольном профиле,. расположенном с одной стороны от центра области наблюдений, проводят иэ соот-.ветствующих пунктов возбуждения,расположенных с другой стороны отцентра области наблюдений,На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа,Схема включает систему непродольныхпрофилей 1 в области наблюдений,парные источники 2 и 3 возбужденияв областях излучения, расположенныена линиях 4, параллельных непродоль-ным профилям 1.1-1.П , лучи 5, соединяющие пункты возбуждения с соответствующими непродольными профиляСущность способа заключается втом, что для каждого поперечного профиля заданной системы от каждой парыудаленных на различные расстоянияисточников возбуждения находятсясопряженные точки наблюдения, соответствующие одному и тому же пикетуприемника, к которым лучи щ 5 еломленных волн приходят с некоторыми временными задержками, образуя разностьвремен прихода преломленных волн отобоих источников возбуждения каждойпары.Способ осуществляетс следующимобразом.Сначала определяется величина базы в области наблюдений, на которойрасполагается система непродольныхпрофилей 1,1-1.И . Бурение в осадочной толще ограничивается глубинамидо 5-6 км, поэтому в частном случаепри ее исследовании достаточно ограничиться системой, состоящей иэдвух крайних профилей, Для этого,обозначая расстояние между крайнимипрофилями равное двойной величинесноса, через 2 И, находят величинусносапреломленной волны от наиболее мелкозалегающего исследуемого горизонтаЧм.-янчасьп , 1)Ч 1,где Н - глубина залегания поверхности прел омл яющего гориэ онт а;средняя скорость покрывающейсреды;Известно,что ошибка в величине сред.ней скорости влечет и ошибку в опре делении глубины преломпяющего горизонта, т.е.НЭ 9 нНЬЬят . (3) Где ЬВ - абсолютная ошибка в определении глубины преломляющего горизонта.Между величинами ЬЧ и Ь 1 существует прямая пропорциональность, С учетом (2) и (3) двойную величину сноса М можно записать в виде,Чт,Соотношение (4) дает воэможность З 0 рассчитать диапазон расстояний между двумя поперечными профилями площадной системы.Затем выбиравт длину поперечного профиля или базу измерения граничным 35 скоростей. Для этого используют формулу следующего вида)ая,) 40 где (, - длина поперечного профиляили база измерения граничнойскорости Ч3 ь(ьс)1 - ошибка в измерении времен 45прихода преломленных волн вобласти взаимного перекрытияпоперечного профиля;ЗЧ(Мг - величина максимальной относи- .тельной погрешности в определении граничной скорости,Практика показывает, что значениеЫ.1 Ь(,Ь 1 Дне превосходит величину001 с, Поэтому, приняв 1 ДЬ(Ь)1 ::0,01 с и считая, что величина макси мальной погрешности в определевииграничной скорости равна 5, найдем,И ЬМ 31Поэтому минимально допустимая длинапоперечного профиля определяетсяследующей формулой0 ю 2 ЧГ65 9 г, - граничная скорость первогоот поверхности преломляющегогоризонта.На практике величина граничнойскорости Ч относительно средней,скорости Ч определяется весьма стойчивоПоэтому погрешности в определении величины сноса могут быть обусловлены в основном ошибкой в величинесредней скорости,Пусть ЬЧ - абсолютная ошибка в оп ределении средйей скорости 7 , тогдаЛ+ ЬЧ,В реальных средах изучаемый разрез характеризуется различными граничными скоростямиа величины которых возрастают с глубиной. Вычисление их производится при одной и той же базе измеренияВ этом случае, чтобы обеспечить необходимую точность определения граничных скоростей по всем преломляющим горизонтам, достаточно принять минимально допустимую длину поперечного профиля, равной длине для преломляющего горизонта с наибольшей граничной скоростью,Длина регистрируемой волны определяется из соотношения- (т (7)где Т - видимый период волны;Ч- скорость распространенияволны,.Примем, что Ч =(М) ц, , тогдаформулу (б) можно представить в болееобщей форме в следующем виде .(8)где С - коэффициент пропорциональностиФормула (8) в общем виде определяет длину поперечного профиляКоэффициент С вычисляется по формулегде 1 - ч астот а регистрируемойпреломленной волны; КЬ(Ь 11 - ошибка в измерении времен прихода преломленнойволны в области взаимного перекрытия поперечного профиля;- маяоимальная отнооитальная ошибка в определенииграничной скорости.Очевидно, что выбор такой длины поперечного профиля обеспечит необходимую точность измерения граничных ;скоростей по всем другим преломляющим горизонтам,Далее находят расположение парных источников 2 и 3 (возбуждения) на линиях, перпендикулярных к центру базы, по формулек21 Я,(10)где к - расстояния парных источниковот линии поперечного профиля;глубина залегания предполагаемого преломляющего горизонта в геологическом разрезе;1 - предельный угол падениясейсмического луча,Таким образом, каждую последующую пару источников разносит на все боль1073719 й =12-,Составитель Э.Чернявский Техред Л. Пилипенко Редактор М.Келемеш Корректор О,Билак Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Заказ 324/45 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 шее удаление от поперечных профилей пропорционально удвоенной глубине предполагаемого залегания преломляющего горизонта, причем парные источники располагают на линиях 4, параллельных поперечным профилям.Эатем на попереЧных профилях производится прием колебаний преломленных волн от парных источников возбуждения. При этом прием колебаний преломленных волн осуществляют для сово О купностей поперечных профилей, расположенных по одну сторону от центра базы площадкой системы, от парных источников возбуждения,находящихся со стороны совокупности поперечных 15 профилей, расположенных на противостоящей стороне от центра базы в соответствии с линиями 5, соединяющими пункты возбуждения с непродольными профилями, ОРасстояние между источниками на л виях 4 выбирается иэ условий0,1-0,4, 11) где 0 - расстояние между двумя ис 25 точниками, равное расстоянию на линии поперечного профиля между точками, в которых находятся проекции двух пунктов взрыва,Далее от каждой пары источников возбуждения находят годографы времен прихода преломленных волн и их разности, а также совокупности сопряженных точек, Координаты ЬМ и 61 каждой иэ сопряженных точек определяют по З 5 Формулам(12)ах= Й хг Й +Х где ах - разность расстояний междуОпроекциями обоих источниковвозбуждения каждой пары напикет профиля до соответствующего приемника волн;расстояние по перпендикуляру от источника возбуждения до линии профиля;расстояние, идентично отсчитываемое как в положительных, так и в отрицательныхосях координат, от проекции 5 Она линию проФиля одного изпарных источников возбуждения до соответствующего при- емника. Х - расстояние, идентично отсчитываемое как в положительных,так и в отрицательных осяхкоординат, от проекции налинию профиля другого источника возбуждения той же пары до того же приемника,где Ь 1 - разность времен прихода преломленных волн от парных источников возбуждения до соответствующего приемникаволн;время прихода преломленнойволны от одного ист; -.яикавозбуждения;время прихода преломленнойволны от второго источника"возбуждения.По найденным совокупностям сопряженных точек определяется известнымспособом график прямой Ь 6 Ь АХпо углу наклона которого находятграничную скорость для каждого преломпяющего горизонта, дающую такжевозможность установить его в положе.ние в геологическом разрезе,П р и м е р. При глубине залегания наиболее мелкого отражающего горизонта 500 м, средней скорости впокрывающих отложениях 2000 м/с играничной скорости 4000 м/с Мм,а расстояние между двумя профилямив области наблюдений равно 11 бО и,Длина непродольных профилей приграничной скорости наиболее погруженного исследуемого горизонта 7000 м/спри длине волны 350 м, ошибке в измерении времени прихода волны равной0,01 с и относительной ошибке в определении граничной скорости равной5 составит 1400 м. Коэффициент пропорциональности С в данном случаеравен четырем,Удаление наиболее близкой к базенаблюдений пары источников составит1740 м, а наиболее удаленной в . 8000 м,Расстояние между пунктами возбуждения в первой паре источников равно300 м, а в наиболее удаленной паре600 м.Положительный эффект предлагаемогоспособа достигается эа счет повышечия точности выделения и отождествления преломленных волн,