Способ сейсмической разведки

)5 ЗОБ НИ НИЯ О ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ тая эа прох профиля, определен- воэбуждеосительно Систем тотип, вклю отстоящих ном рассто ния колеба а наблюдений, приня чает два параплельнь один от другого на янии, При этом пункть ий смещены один от ОСУДЛРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР(71) Горный институт Уральского отделения АН СССР и Камский научно-исследовательский институт комплексных исследований глубоких и сверхглубоких скважин(56) Богданов А,И, Основы пространственной сейсморазведки отраженными волнами. - М., 1983, с. 60: ил. (Нефтегаз, геология и геофизика: Обзор /ВНИИОЭНГ).Невский М,В, Анизотропия скоростей в кристаллическом фундаменте - В сб; Неоднородность кристаллического фундамента по сейсмическим данным. М Наука, 1977, с. 40-55. Изобретение относится к геофизическим методам разведки, именно к наземной и шахтной сейсморазведке, и может быть использовано для изучения отражающих границ со сложной формой рельефа,Известны способы выполнения наблюдений с целью изучения пространственного положения отражающих границ по системе непродольных профилей, или по комбинированной системе из продольных и непродольных профилей,Недостатком, таких систем является необходимость в прокладке на местности предпочтительйд прямолинейных профилей, что не всегда выполнимо.(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ (57) Использование: наземная и шахтная сейсморазведка, изучение отражающих границ со сложной формой рельефа. Сущность изобретения; элементом системы сейсмических наблюдений служит треугольный полигон на местности, вершины и точку пересечения медиан которого закрепляют пикетами и осуществляют возбуждение упругих колебаний в точке пересечения медиан, а прием - в вершинах полигона, Затем про йз водят увязку сейсмических отражений о совмещенных вершинах, определяют градиенты динамических, кинематических характеристик волнового поля и относят их к пункту возбуждения, 1 ил. другого на половину расстояния между пунктами приема.Данная система характеризуется теми же недостатками в сложных поверхностных условиях, а также в горных выработках произвольной конфигурации, она практически нереализуема,Цель изобретения - расширение области применимости способа сейсмической разведки в сложных поверхностных условиях или в подземных горных выработках произвольной конфигурации.Положительный эффект от использования заключается в расширении области использования сейсморазведки и повышения ее разрешающей способности, исключения искажающего влияния криволинейности, характерного для профильных сейсмических наблюдений. Способ позволяет изучать сейсмологические комплексы в полосе шириной, равной одной высоте треугольно1755223 го полигона, или нескольким - в случае увязанных рядами полигонов, в сложных поверхностных условиях при наземной ишахтной сейсморазведке.Поставленная цель достигается тем, чтоформируют взаимосвязайные треугольныеполигоны, в точках пересечения медиан которых производят возбуждение упругих колебаний, а в вергггиЪах полигоновосу 4 ествляют регистрацйю волнового поля; производят увязку сейсмических отражений в совмещенных вершинах,определяют градиенты динамических, кинематических характеристик волнового поля иотносят их к пункту ооэбуждения.Отличительной особенносгью способаявляется формирование сети из треугольных полигонов с заранее рассчитаннымипараметрами, В вершинах полигонов размещают одиночные или сгруппированныена единичной базе сейсмоприемники, Затем в пункте взрыва, совмещенного с точкойпересечения медиан, осуществляют возбуждение упругих колебаний взрывным либо неоэрывным способом и осуществляютрегистрацию колебаний одновременно вкаждом из трех вершин полигона,Размеры треугольного полигона определяются глубиной залегания целевых отражающих границ. Отрезок медианы от точкипересечения до вершины полигона долженбыть соизмерим с ней.Возбукдение оа всех пунктах проводится последовательно. В предложенном способе в качестве одной расстановки служитотдельный полигон о оиде треугольника, Всоответствии с этим, как это принято присейсмических наблюдениях, возбуждениево всех пунктах, именно о точках пересечения медиан треугольных полигоноо, прооодят последовательно, а регистрацига ввершинах полигоноо с помощью коммутации осуществляют также последовательно;о каждом полигоне блоками по три трассы сзаписьго в заголовок трассы координат пункта взрыва. При этом имеет место накопление сейсмических сигналов в пунктахприема пяти смежйых полигонов.Зарегистрированные сейсмические колебания используют для получения значения времен прихода отражений отконтактов горных пород, их амплитуд, частот и других кинематических и динамических параметроо.В продольно-поперечных системах наблюдений при отработке профиля каждаяпоследующая расстановка увязывается с. предыдущей по общим пунктам приема, т,е,без увязки пунктов возбуждения, Такой способ увязки наблюдений позволяет получить 4необходимую кратность прослеживания отражающих границ.В предложенном способе. кроме обеспечения увязки по пунктам приема, осуще 5 столяется статистическое накапливаниесигнала о двух пунктах приема смежныхтреугольных полигонов, Максимальное число накапливания в соответствии с принципом бароцентрического подразделения10 двумерных симплексов может достигатьпяти.Элементом данной системы для сейсмических наблюдения служит треуголыгыйполигон на местности, вершины и точку пе 15 ресечения медиан которого закреплягот пикетами и осуществляют ооэбуждениеупругих колебаний о точке пересечения медиан, а прием - в вершинах полигона, Принеобходимости непрерывного прослежива 20 ния отражений сейсмоприемники могутбыть установлены с определенным шагомвдоль сторон или внутри полигона,Обработка наблюдений включает апределение полных горизонтальных векторов25 ти их составллюЩих т, 1 у по кооРДинатнымосям для времен отражений, их амплитуд,оидимых частот и других динамических икинематических характеристик волновогополя,30 Координатные составляющие определяют следующим образом,Примем, чтоЛ 1 Йт,= - ; - ,ту -- ,35 тогдаХ 2 - х 1 У 2 У 1 Р 2 - Р 1 У 2 у 1хз -уз-уРз - Р Уз-у,ЬЛ ,к= 2 2Х 2 -Р 2 - Рз -Рз - Р" "у40 где х 1-3. у 1-3- координаты вершин полигона; применяется единая система координат; Р - излучаемый параметр отраженных волн; тполный горизонтальный градиент параметра Р.45 При обработке предусматривается выделение локальных аномалий градиентоо методом векторных разностей относительно среднего вектора по каждой координатной оси;50 Лх = тх - тх,йту= ту-ту,Г= Я 2 т.2Местоположение точки пересечениямедиан находят по формуле55, х 1+ х 2+хэ у 1+у 2 +у 333Точка пересечения медиан находитсяонутри треугольника.Правомерность отнесения градиентао кточке пересечения медиан треугольногополигона доказывается статистически. Именно при отнесении градиентов к точке пересечения медиан достигается минимум величины дисперсии количественных оценок параметров волнового поля, имеющей смысл средней квадратической ошибки численного дифференцирования. С целью уменьшения искажений целесообразно полигоны формировать по возможности одного размера и равносторонними.В вершинах треугольного полигона в случае сложной формы поверхности отражающей границы при получении отражений от разных участков величина и направление градиентов, а также времена прихода отражений, будут разными; при наличии локальной неоднородности в пределах одного полигона наряду с возможными изменениями времен отражений в случае ее морфологической, выраженности будут наблюдаться изменения интенсивности отражений и их частотного состава,В отношении содержательной стороны градиентов имеем следующее. Градиент времени, т - величина, обратная скорости распространения волн, имеет размерность, м с.,Градиент амплитуд гл характеризует изменение амплитуд отраженной волны в пределах изучаемой площадки и связывается с изменением поглощающих свойств вышележащих отложений. Величина не имеет размерности.Градиент видимых частот тт может быть представлен как произведение коэффициента затухания, 3 и коэффициента поглощения, б, Он имеет размерность, м с и по-1 -1 своему смыслу аналогичен коэффициенту К характеризующему количественную меру линейной зависимости коэффициента поглощения б от частоты 1,Оценку значимости выделенной аномалии градиента можно получить, сопоставив ее с ошибкой численного дифференцированиядг Охг. - щах щах ( , ),ху где щах - минимальный размер стороныОт бтполигОна, -, - - - максимальное измес 3 хОунение градиента по его составляющимСистема наблюдений иэ треугольных полигонов с предложенным взаимным положением пунктов взрываи приема является оригинальной, так как нельзя получить ее совмещением или комбинированием из известных систем, или на основании какого- либо алгоритмического подхода к55 водят сопоставление амплитуд, времен, частот для каждого горизонта с целью оценкисущественности их различий. Формула изобретения Способ сейсмической разведки с пунктами возбуждения сейсмических колебаний 10152030 3550 конструированию систем сейсмических наблюдений,На чертеже представлена трехмернаяобобщенная модель блока исследуемой толщи пород в горной выработке угловой формы,Блок ограничен сверху плоскостью наблюдений (ПН - подошва горной выработки), а снизу - плоскостью отражения, (ПО), приуроченной к контакту пород с различнойакустической жесткостьюНа ПН разбита сеть 5 иэ треугольныхполигонов, в вершинах которыхс координатами х 1,у 1,х 2,у 2 и хз,уз помещены пункты приема (ПП) 1, а в точке 2 пересечения медиан 3 располагают пункты взрыва (ПВ), Точки отражения 4 группируют по общемуПП в систему 6, увязывают между собой значения времен, амплитуд, частот и других кинематичерких и динамических параметров, Эти значения относят к проекциям вершин треугольных полигонов 7 на ПО и используют для вычисления градиентов параметров волнового поля.Пример, иллюстрирующий выполнение способа в наземном варианте, относится к Верхнекамскому месторождению калийных солей. На территории шахтного поля.3-гоСоликамского рудоуправления, в контурах вероятность тектонического нарушения верхнего осадочного комплекса разбивают сеть треугольных полигонов, причем отрезок медиан от точки пересечения до вершины составляет 200 м, а стороны полигона соответственно 350 мм. В вершинах полигона помещают сгруппированные на единичной базе до десяти сейсмоприемников типа СВ. Возбуждение упругих колебанийосуществляют в скважине глубиной 10-12 мпри помощи заряда 200 - 300 г. Скважину- бурят в точке пересечения медиан полигона,Регистрацию с помощью коммутации осуществляют последовательно по полигонам - блокам по три трассы, с записью в заголовок трассы координат пункта взрыва (ПВ) и удаления от ПВ с шагом в 200 м почасовой стрелке от - 200 м. При обработке определяют времена,амплитуды и частоты отражений от целевых границ: кровля соляно-мергельной толщи, кровля продуктивной толщи, кровля и подошва подстилающей каменной соли, Их значения используют для расчета градиентов и относят к ПВ. В смежных вершинах произРедактор Н. Горв Корректор Е Папп аказ 2891 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изводственно-издательский внутри области наблюдений, а регистрацией сейсмических колебаний системой продольно-поперечных профилей, пересекающих область наблюдений, а также интерпретацией полученных записей с 5 определением параметров геологического разреза, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью расширения области применимости способа в сложных поверхностных условиях или подземных горных выработках произ вольной конфигурации, формируют взаимоувязанные треугольные полигоны, в точках пересечения медиан которых возбуждают колебания, а в вершинах полигонов осуществляют регистрацию сейсмических колебаний, производят увязку сейсмических отражений в совмещенных вершинах, определяют градиенты динамических, кинематических характеристик волнового поля и относят их к пункту возбуждения,