СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 1994 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к способам изучения строения верхней части геологического разреза сейсмическими методами.

Известен способ изучения верхней части разреза (ВЧР), основанный на специальных сейсмических наблюдениях с применением маломощных источников возбуждения. Наблюдения проводятся на относительно коротких приемных линиях по типу зондирований, рассредоточенных по относительно редкой сети на профиле стандартных сейсморазведочных работ (1). Данные зондирований в дальнейшем используются для расчета поправок за строение ВЧР.

Этот способ обладает тем недостатком, что поправки за строение ВЧР рассчитываются только в точках зондирования, между этими точками данные о строении ВЧР имеют интерполяционный характер. Непосредственно на профиле стандартных работ ОГТ места установки приемников и источников могут не совпадать с точками зондирований для ВЧР. Все это снижает точность расчета поправок за строение ВЧР и, как следствие, понижается точность структурных построений по данным сейсморазведки. Известны также способы изучения строения ВЧР, основанные на интерпретации преломленных волн, регистрируемых в начальной части сейсмограмм при стандартных работах ОГТ (2).

Однако этот способ обладает следующими недостатками. При использовании в качестве приемных линий стандартных сейсмических кос расстояние между каналами может быть значительным, что не позволяет проводить уверенную корреляцию преломленных волн. Кроме того, в случае применения значительных выносов между каналами регистрации и источником и относительно сильном затухании преломленных волн, эти волны не всегда могут быть зарегистрированы с достаточно высоким соотношением сигнал/помеха. Если при стандартных работах ОГТ МОВ используется группирование приемников и источников, то этом может приводить к существенному искажению кинематических параметров волн области первых вступлений. По этим причинам использование начальной части сейсмограмм стандартных работ ОГТ МОВ не всегда позволяет получать надежную информацию о строении верхней части разреза.

Цель изобретения - повышение точности и надежности определения параметров верхней части разреза для расчета корректирующих поправок при стандартных работах ОГТ МОВ и получения информации о строении ВЧР.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сейсмической разведки, основанному на возбуждении и регистрации волн, связанных с верхней частью разреза, используют линейный источник колебаний (например, детонирующий шнур), расположенный параллельно линии наблюдения на удалении, обеспечивающем регистрацию первых фаз полезных волн, связанных с ВЧР, на временах, меньших времени регистрации звуковой и поверхностных волн, причем удаление Х рассчитывают по формуле
X ≥ где t₀ - нулевое время преломления волны до изучаемой границы; Δt - временной интервал между регистрацией преломленной и звуковой волнами; V_з и V_г^_ скорости звуковой и преломленной волн, и построение временного разреза осуществляют с использованием временных поправок за скорость детонации линейного заряда, определяемых на основе равенства времени регистрации звуковой волны в контрольных точках, например, на первом и последнем каналах приемной расстановки, одинаково удаленных от линии возбуждения.

На фиг. 1 в плоскости, перпендикулярной линиям возбуждения и приема, изображена лучевая схема для элемента линейного источника и приемного канала, поясняющая сущность способа, где Х - расстояние между параллельными линиями возбуждения и приема, h - глубина до преломляющей границы; V - скорость в покрывающей толще, V_г - граничная скорость преломленной волны, ϕ - угол наклона границы, i = arcsinV/V_г.

На фиг. 2,3 дан пример реализации способа.

Наблюдаемое время преломленной волны для элемента плоской преломляющей границы составит:
t = t_o+ , (1) где V_к -4 кажущаяся скорость целевой волны,
t_o = cos i. При ограниченных Х и малых углах наклона ϕ преломляющей границы зависимости (1) может быть представлена в виде
t = t_o + . (2) Так, при средних параметрах типовой зоны малых скоростей с V = 500 м/с, V_г = 1700 м/с и углах ϕ ≈ 1^о отличие во временах, подсчитанных для удаления Х = 70 м по формулам (1) и (2) не превышает точности дискретизации сейсмического сигнала (0,002 с). Перерасчет времени t₀ в вертикальные времена t_в = производят по формуле
t_в = t_o/cos i; i = arcsinV/V_г (3). В широком диапазоне реальных изменений V и V_г зависимость (3) может быть существенно упрощена:
t_в = t_o , (4) где с = соsi для средних значений V и V_г на изучаемом участке профиля.

При использовании зависимости (4) величины погрешностей могут быть оценены из соотношения
Δτ = Δβ , где τ = ; B=v/v_г. Так, при изменении скорости V в пределах 300-500 м/с и V_г в пределах 1700-2500 м/с величина погрешности при применении формулы (4) не будет превышать величины дискретизации сигнала (0,002 с).

Способ реализуется следующим образом. Линейные источники сейсмических колебаний располагают на площади параллельно линии наблюдения на удалении
X ≥ . (5) В качестве оценок скоростей могут быть приняты для звуковой волны V_з = 330 м/с, для t₀ и V_г - среднее значение нулевого времени и кажущейся скорости преломленной волны на изучаемой площади. Величина Δt выбирается равной 0,1-0,05 с и должна обеспечивать четкую, раздельную во времени регистрацию фазовых годографов преломленной и звуковой волн. Величина выбранного расстояния Х контролируется в любых точках, например на первом и последнем каналах приемной линии. Производят подрыв линейного источника и регистрацию сейсмических колебаний. Рассчитывают поправку за скорость детонации линейного заряда и вводят ее во времена наблюдения сейсмического волнового поля. Величина поправки рассчитывается по величине скорости "распрямления" годографа звуковой волны. Годограф должен быть параллелен линии наблюдения. Обычно скорость детонации для детонирующего шнура имеет порядок 6500 м/с. Ввод поправки за скорость детонации осуществляется по формуле
Δt_1j = , (6) где l_j - расстояние от начального канала регистрации, расположенного напротив начала детонирующего шнура до j-того канала; V_д - скорость детонации.

При строгой параллельности линий возбуждения и приема годограф звуковой волны (фазовый фронт на сейсмограмме) прямолинеен, а после введения поправки за скорость детонации (редуцирования) имеет бесконечную кажущуюся скорость.

Криволинейность редуцированного годографа звуковой волны свидетельствует о непараллельности линий возбуждения и приема. В этом случае требуется ввод корректирующих поправок по зависимости:
Δt_2j = S_tj · , (7) где S_tj - отклонение для j-го канала по годографу звуковой волны от годографа с бесконечной кажущейся скоростью;
V_з - скорость звуковой волны (330-340 м/с);
V_г - средняя граничная скорость преломленной волны для изучаемого разреза.

Обычно при непараллельности линий возбуждения и приема в пределах ±3 м, что соответствует отклонениям на редуцированном годографе звуковой волны около ±0,010 с, поправка Δt₂ не превосходит по своей величине шаг дискретизации ( ±0,002 с), и ее ввод не является обязательным. При величинах S_tj ≥ 0,010 с ввод поправки Δt₂ имеет смысл.

Пересчет откорректированного наблюдаемого годографа в вертикальные времена осуществляют по формулам (3) или (4). При использовании зависимости (3) необходимо иметь информации о величинах скоростей V и V_г, например, по данным микросейсмокаротажей скважин, по оценкам на продольных годографах первых вступлений волн, зарегистрированных при наблюдениях ОГТ МОВ, либо получать ее на основе применения дополнительного, более удаленного, расположенного параллельно первому линейного источника.

При использовании зависимости (4) в качестве оценок V и V_г при определении коэффициента С используются их средние значения для изучаемой площади. В широком диапазоне изменений V и V_г для типовых разрезов ВЧР на практике достаточно принять коэффициент С постоянным. На основе возбуждения детонирующего шнура, расположенного параллельно приемной линии, зарегистрированы звуковая (3) и преломленная (П) волны (фиг. 2). Расстояние выбрано в соответствии с формулой (5) так, что обеспечивает раздельную во времени регистрацию этих волн. После ввода кинематической поправки за скорость детонации согласно зависимости (6), введения соответствующей поправки на основе зависимости (7) и преобразования времен наблюдений преломленной волны с использованием зависимости (4), определяют t_в по волне П (фиг. 3) и используют его в качестве корректирующих поправок за ВЧР.

Использование: в изучении верхней части геологического разреза (ВЧР) сейсмическими методами для инженерных изысканий. Сущность изобретения: при сейсморазведке линейный источник сейсмических колебаний располагают параллельно непродольной линии наблюдений на определенном расстоянии. Определяют временные поправки за скорость детонации линейного заряда на основе равенства времени регистрации звуковой волны в контрольных точках. Расстояние между источником и линией наблюдения выбирают, исходя из обеспечения регистрации первых фаз полезных волн, связанных с ВЧР на временах, меньших времени регистрации звуковой и поверхностной волн. 3 ил.

СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, включающий возбуждение сейсмических колебаний линейным источником, регистрацию преломленных волн, связанных с верхней частью разреза, обработку полученных данных и построение временного разреза, отличающийся тем, что линейный источник располагают параллельно непродольной линии наблюдения на расстоянии x, определяемом по формуле
x ≥ ,
где t₀ - "нулевое" время распространения преломленной волны до изучаемой границы;
Δ t - временной интервал между регистрацией преломленной и звуковой волн;
V_з, V_г - скорости звуковой и преломленной волн,
а построение временного разреза осуществляют с учетом временных поправок за скорость детонации линейного заряда, определяемых на основе равенства времени регистрации звуковой волны в контрольных точках, одинаково удаленных от линии возбуждения, и корректирующих поправок за непараллельность положения приемной и взрывной линии в остальных точках профиля на основе непараллельности годографов преломленной и звуковой волн.