Способ сейсмической разведки

(51) М. Кл.э 6 О 1 ч 1100 Государствекиый комитет СССР Опубликовано 07.11.82. Бюллетень41по делам иэодретеиий и открытийДата опубликования описания 17.11.82 72) Авторы изобретен Е. Чернявский и С. А. Жгент Заявител есоюзныи научно-исследовательскии институ 1 геофизических методов разведкиИ РАЗВЕДК 1 СПОСОБ СЕЙСМИЧН. сится к области сеиси предназначено для рности сейсмической отраженных и преломИзобретение отномической разведкиповышения достоверазведки методамиленных волн.Известен способ сейсморазведки, основанный на исследовании характеристик направленности очага возбуждения, форма которых зависит от физических свойств среды (отношения Ч/Чр,веса заряда О и влияния волн-спутников) 1 .Недостатком этого способа является то, что база наблюдений при сейсмических исследованиях, как правило, удаленная на постоянное расстояние от пункта возбуждения, не всегда совпадает с участком оптимальной по спектральному составу и интенсивности регистрации сейсмической информации, положение которого на линии наблюдений зависит от угла наклона отражающей границы и физических и геометрических неоднородностей в верхней части разреза.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ сейсмической разведки, основанный на исследовании геологических объектов путем последо 2вательного с задержкой возбуждения сейсмп ческих волн группой излучателей, устанавливаемых в пунктах возбуждения, и их последующей регистрации и обработки.При этом применение интерферепционных систем возбуждения колебаний на больших базах позволяет создать фронты волн заданной конфигурации, изменять направление их распространения, управляя кинематикой годографов регистрируемых волн 2.Недостатком известного способа являсг ся отсутствие возможности регулирования энергии во фронтах излучаемых волн без изменения их кинематики.Целью изобретения является повышени достоверности результатов сейсмической разведки путем уменьшения искажающего влияния неоднородностей в верхней части разреза и наклона границ исследуемого геологического объекта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сейсмической разведки, основанному на исследовании геологических объектов путем возбуждения сейсмических волн с введением временных задержек между моментами срабатывания излучате 972425лей, объединенных в группу и установленных в пунктах возбуждения, их последующей регистрации и обработке, излучатели устанавливают так, что расстояния между проекциями излучателей на линию наблюдений соизмеримы с наблюдающей длиной волны, выбранной для исследования геологических объектов, а время задержки не превышает величины периода этой волны.Сущность изобретения заключается в том, что для возбуждения колебаний используется интерференционная система излучателей с рассчитываемыми специально числом элементов и расстоянием между ними, характеристика направленности которой ориентирована в соответствии с ориентацией характеристики направленности очага одиночного излучателя, а введение временных задержек в начальные моменты излучения энергии излучателями позволяет ориентировать характеристику направленности интерференционной системы по любому желаемому направлению, выбор которого обусловлен применяемым удалением от источника энергии и величиной базы наблюдений, углом наклона границы, на которой образуется наиболее интенсивная волна-спутник, физическими свойствами среды, в которой расположены излучатели, глубиной залегания и углом наклона исследуемой границы. Предполагается, что глубина залегания исследуемой границы на порядок больше по величине базы группирования излучателей, что позволяет рассматривать группу излучателей, как точечный источник.Способ характеризуется следующей последовательностью операций.На линии наблюдений располагаются сейсмоприем ники и пункты возбуждения сейсмической энергии.В зависимости от выбранного расположения центра базы наблюдений (или отдельного пункта наблюдения) и пункта возбуждения энергии определяется оптимальный угол излучения, при котором максимум энергии во фронте волны должен был бы распространяться в направлении заданного участка на дневной поверхности, где проводятся наблюдения.Для наблюдений, проводимых методами отраженных и преломленных волн, угол оптимального излучения энергии определяется в зависимости от способа возбуждения по разным соотношениям.В способе отраженных волн при расположении источника под резкой сейсмической границей (например, дневной поверхностью или подошвой ЗМС) угол оптимального излучения Х, определяется по соотношению2 Нсовц - Х 1 П 29 ц)1 при расположении источника энергии на дневной поверхности оптимальный угол из В корреляционном способе преломленных волн при погружении источника энергии под резкую сейсмическую границу угол оптимального излучения Х, при котором максимум энергии во фронте преломленной волны может регистрироваться начиная с точки выхода ее на дневную поверхность, определяется по фо мулех = агссоз( - и, сов+и, яп 9), (3) при расположении источника на дневной поверхности и учете коэффициента преломления (по закону тангенсов) на подошве слоя, влияющего на формирование характеристики направленности очага возбуждения, угол оптимального излучения Ж определяется из выражения, аналогичного соотношению (2)Н и ыгХ,4 Нсов хз - Я(1-и) с 05(хз) в котором значение ХЗ находится из соотношения (3) .В выражениях (1) - (4)2,Хг, хз;х - оптимальные углы излучения максимума энергиипри соответствующих способах наблюдений и расположения источников энергии;Н - глубина залегания исследуемого горизонта подпунктом возбуждения;9 - угол наклона исследуемойграницы;Х -удаление центра базы наблюдений (или отдельногопункта наблюдения) от пун кта возбуждения;гп - мощность слоя, граница которого участвует в формировании характеристики направленности очага;п - отношениеЧг 50 Ч, - скорость в слое мощностью М;- скорость в слое, подстилающем слой мощностью М;и- отношение фЧз - скорость в слое, поверхность которого исследуетсяспособом преломленныхволн.Определяется значение динамическойхарактеристики волны Р(х; 1), возбуждае 40 лучения Жг с учетом (по закону тангенсов) преломления на подошве слоя (например ЗМС), участвующего в формировании характеристики направленности очага возбуждения, определяется по формулеН п з 1 пх,2Н созга-Я(1-п)сов(х,-ср)в Которой значение х, предварительно находится из соотношения (1), не учитываю щего преломления.мой одиночным излучателем в направлении угла х(или Уг; Хз, х ), заменой параметра х значением соответствующих углов при выбранной основной частоте (О возбуждаемой волны по формулам:- для источников, расположенных под резкой отражающей границейЯх,ш)=СЬ)- для источников, расположенных надневной поверхности 1 О К, р где С - ., . ) 41 - собственная кру сферического извая частотачателя,равная - -=2 л (о27- коэффициент затухания сферического излучателя, равный Оф иЧ 5-соответственяо скорости продольных и поперечцых волн всреде, на которую воздействует излучатель;- плотность среды;Й - радиус сферического излучателя, равный М Я 1 з;0 - величина заряда;К - коэффициент радиуса сферического излучателя;- коэффициент отражения (вниз)от подошвы ЗМС;)15 - глубина погружения излучателя под подошву ЗМС;- коэффициент углощение в с" "ч а г А - произведениеотражения отвы ЗМС;Ъ - коэффициент прохождения подошвы ЗМС;- коэффициент затухания; Л - мощность ЗМС;-- коэффициент преломления наргподошве ЗМС;1 Р - скорость продольных волнв ЗМС;чр скорость продольных волн вподстилающих породах;,б -угол преломления на подошве ЗМС;- основная частота, нео одимая для исследований;у -угол излучения, отсчитываемыйот вертикали;-угол наклона дневной повености (лля поверхностных из,чателей) или подош вы 3ч =- у (или хг, у,; у )д Для устранения нестабильности величины максимума излучения энергии, обусловленной изменением величины коэффициента отражения от границы участвующей в формировании характеристики направленности излучателя (например подошвы ЗМС) вдоль профиля, задается условный уровень энергии волны вдоль линии наблк 1 денп 1Р(тпах (х:м); где Втпах(у:со)=1 фК Для выравнивания энергии, излучасх 1 й в направлении участка наблюдений в соответствии с заданиим уровнем, на кажлм пункте возбуждения устанавливается группа из гп излучателей с расстоянием межлу ними ьх, в начальные моменты излучения энергии которыми вводятся временные задержки.Количество груцпируемых излучателей должно быть не менее двух и определяется по формулеРасстояние ЬХ между изл) чателями в группе прц значениях х, близких к н)ль т. е. когла лля совмещения с осп 1 вцым м 1 исцмумом характеристики направленно 111 одиночного излучателя используется основной максимум характеристики групы. выбирается равным плп меньшим О,О Л, и црвеличинах х, знач 1 ггельно отличных От нуля, т. с. Когл, лля совмещения с лоц,ццтельным максимумом характеристики направленности олпночного излучателя использустсц олин из дополнительных ч:ксцмумв характеристики направлеццгруппы цо соотношению ып х номер допохарактерисгрмппы, ражки межлэнергии сопределяюЬЕ 5 ХУ лнительного максмуча тики направлец 51 стц вный 1; 2. Залеризлучения в группе начальными чомцгачоселними цзлучателя 111ТС 51 ПО фОРМЧ,С Есл лля проведения )табт тресд стся тижецие заданного уровня эцсрг,ц О учета частотного сост;1 ц;: к лс) 1 ислгрупп 1) с 1 ых э,1 счцт 1 ТСЯ ПО СООТН 1 ПСЦЦК)+кзгп =К (1) лцдь лоОсз точи баний, т ОРСЛСХ 5 61 о формулам (5) илц (6) также опрелеляется максимальное значение динамической характеристики возбуждаемой волны и соответствующий угол излучения максимума энергии Х.Определяется угол Ч переориентации характеристики направленности излучателя972425 Формула изобретения Составитель Т. РайковаТехред И. Верес Корректор Н. КорольТираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор В. Данко Заказ 7676/37 где величина К 1 характеризует форму образующейся характеристики очага. При К= =1 в случае неблагоприятных условий возбуждения происходит выравнивание характеристики направленности очага. При К,1 в образующейся характеристике очага происходит увеличение основного максимума относительно промежуточных, расстояние между излучателями ь Х выбирается не превышающим 0,5 - 1,0 Л. Введение временных задержек в начальные моменты излу о чсния энергии излучателями не проводится. С выбранными параметрами проводят возбуждение сейсмических волн, их регистрацию и последующую обработку.Технико-экономические преимущества преддагаемого способа регулируемого направленного возбуждения сейсмических волн обусловлены повышением достоверности результатов сейсмической разведки в определении характеристик отражающих гра , ниц н покрывающих их сред за счет уменьшения искажающего действия на динамические параметры регистрируемых колебаний неоднородностей в верхней части разреза и углов наклона исследуемых границ, приводящим к сокрашению количества глубоких скважин. Способ сейсмической разведки, основанный на исследовании геологических объектов путем возбуждения сейсмических волнс введением временных задержек между моментами срабатывания излучателей, объединенных в группу и установленных в пунктах возбуждения, их последующей регистрации и обработке, отличающийся тем, что,с целью повышения достоверности результатов сейсмической разведки путем уменьшения искажающего влияния неоднородностей в верхней части разреза и наклонаграниц исследуемого геологического объекта, излучатели устанавливают так, что расстояния между проекциями излучателей налинию наблюдений соизмеримы с преобладающей длиной волны, выбранной для исследования геологических объектов, а время задержки не превышает величины периода этой волны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР311234, кл. б 01 Ч 1/00, 1970,2. Авторское свидетельство СССР166502, кл. б 01 Ч 1/13, 1962 1 прототип) .