СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 2005 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для изучения геологического строения сложнопостроенных районов при поиске полезных ископаемых.

Известен способ сейсмической разведки, включающий возбуждение сейсмических колебаний в пунктах возбуждения и регистрацию отраженных волн в пунктах наблюдения [1].

Известен также способ сейсмической разведки, включающий возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью излучения в соответствии с интенсивностью отраженных волн от исследуемых границ и их регистрацию в пунктах приема [2].

Недостатком этих способов является невозможность при выполнении наблюдений изменять параметры систем возбуждения с увеличением глубины разведки в связи с меняющейся скоростной характеристикой среды и, соответственно, длины сейсмической волны, в результате чего снижается направленность системы возбуждения и эффективность работ.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ сейсмической разведки, включающий выбор базы группирования излучателей в каждом пункте возбуждения, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на минимальной глубине разведки, выбор базы группирования излучателей, направленность которой задают в соответствии с интенсивностью отраженной волны, регистрируемой от границы, залегающей на максимальной глубине разведки, разбивку базы группирования, выбранную для границы, залегающей на максимальной глубине разведки, на участки, равные длине базы группирования, выбранной для границы, залегающей на минимальной глубине разведки, последовательное возбуждение упругих колебаний на каждом участке, регистрацию в пунктах приема отраженных волн, каждый раз, начиная с момента прихода отраженной волны от исследуемой границы, для которой участок баз группирования, на котором проводят возбуждение, совместно с участками базы группирования, на которых было проведено возбуждение упругих колебаний, обеспечивают необходимую направленность излучения, накопление зарегистрированных данных и суждение по полученным результатам о строении исследуемых границ [3].

Однако этот способ недостаточно эффективен, так как в сложных геологических условиях при значительной изменчивости строения среды и ее скоростной характеристики трудно заранее учесть особенности строения среды. Недостатком этого способа также является равномерное распределение интервалов разреза, в пределах которых изменяется размер базы возбуждения, что может не соответствовать фактическому распределению в среде пород с различным литологическим составом и физическими характеристиками.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности сейсмической разведки путем применения интерференционных систем (ИС) возбуждения и накопления с использованием сейсмограмм многократного профилирования.

Указанная цель достигается тем, что в способе сейсмической разведки, включающем возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью, последовательное возбуждение упругих колебаний и регистрацию в пунктах приема отраженных волн, выделяют в геологическом разрезе интервалы с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний, определяют для этих интервалов разреза параметры интерференционной системы возбуждения: линейные размеры базы группы излучателей, расстояния между излучателями, их количество, частотный состав и длительность свип-сигнала, располагают излучатели на установленных расстояниях друг от друга, последовательно возбуждают упругие колебания групп излучателей, регистрируют упругие колебания, полученные для каждого интервала разреза при определенном числе излучателей упругих колебаний, по завершении полного цикла наблюдений на одной расстановке излучателей перемещают группу излучателей на шаг, равный расстоянию между ними, и цикл наблюдений повторяют, выполняя наблюдения по всему профилю с длительностью записи, превышающей интервалы регистрации волн от подошвы интервалов обработки, составляют группы сейсмограмм и накапливают их, формируют суммарные сейсмограммы упругих колебаний и на основании полученных результатов строят временные разрезы.

Выделение в геологическом разрезе интервалов с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний обеспечивает определение в разрезе положения однотипных по литологии и скорости интервалов разреза.

Определение для этих интервалов разреза оптимальных линейных размеров базы размещения группы излучателей, расстояния между ними и их количество обеспечивает повышение надежности выделения сигналов отраженных волн.

Размещение излучателей на установленных расстояниях друг от друга вдоль профиля с ориентацией по направлению их перемещения позволяет технологично выполнить полевые наблюдения с оптимальными параметрами.

Последовательное возбуждение упругих колебаний излучателями от одиночного до максимально возможного их количества в группе и их регистрация позволяют получить сейсмограммы для каждого интервала разреза.

Перемещение по завершению полного цикла наблюдений на одной расстановке группы излучателей на шаг, равный расстоянию между ними, обеспечивает непрерывное профилирование с высокой плотностью пунктов возбуждения, т.е. повышает надежность выделения сигналов отраженных волн при обработке сейсмограмм.

Повторение цикла наблюдений при выполнении наблюдений по всему профилю с длительностью записи, превышающей интервалы регистрации волн от подошвы интервалов обработки, позволяет уточнить параметры интерференционных систем обработки материалов.

Составление группы сейсмограмм, накапливание их и формирование суммарных сейсмограмм упругих колебаний со сферической/цилиндрической формой фронта волны являются основанием для построения временных разрезов.

На чертеже изображена схема отработки сейсмических профилей: 1-15 - пикеты пунктов возбуждения; 16-19 - границы интервалов с выдержанными линейными градиентами изменения скорости и параметрами H, t₀; 20-25, 26-31, 32-38 - положение баз возбуждения при перемещении излучателей (обозначены точками) для каждого интервала 16-19 с выдержанными линейными градиентами скорости.

Способ осуществляется следующим образом.

По материалам ранее выполненных работ или опытно-методических исследований выполняют обработку данных комплексом (SSSS) для детального изучения разреза и определения его основных параметров: скоростной характеристики среды, положения в разрезе интервалов 16-19 с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний, в пределах которых необходимо изменять параметры интерференционных систем (ИС).

На основании этих данных определяют в соответствии с методикой, описанной, например, в патенте РФ №2090904 (опубл. 20.09.97 г., Бюл. №26), для этих интервалов разреза 16-19 оптимальные линейные размеры базы размещения группы излучателей (длина базы возбуждения) L, расстояния между излучателями l и их количество N.

Для каждого выделенного интервала разреза 16-19 определяют параметры ИС возбуждения: число излучателей N, расстояния между ними l, частотный состав f, длительность свип-сигнала Т и время регистрации t₀₁-t₀₃ отраженных волн. При этом длительность свип-сигнала Т выбирают исходя из времени регистрации t₀₁-t₀₃ отраженных волн от горизонтов, подстилающих изучаемые интервалы 16, 17, 18, 19, и предполагают, что по всему профилю будут получены сейсмические записи с определенными параметрами ИС возбуждения и обрабатываться самостоятельно для получения временного разреза. Время регистрации t₀ целесообразно увеличить, перекрывая следующий интервал разреза. Например, при изучении интервала 16-17 следует регистрировать до времени t₀₃ (граница интервала 18-19). После определения параметров (L, N, l, f, Т, t_o) для всех интервалов 16-19, выделенных по разрезу, уточняют расстояния между излучателями для того, чтобы можно было путем изменения последовательности выполнения наблюдений обеспечить технологичность выполнения работ.

Располагают излучатели вдоль профиля на расстояниях l, определенных при анализе волнового поля. Например: число излучателей N=5, расстояние между ними l метров, длина базы возбуждения L=(N-1)l. Предположим, что в разрезе выделены следующие толщи: поверхности наблюдения - H₁, t₀₁; Н₂, t₀₂; Н₃, t₀₃. Параметры системы наблюдения распределяются следующим образом.

Для первого интервала (Н₀-H₁) выбирают следующие параметры: источник возбуждения колебаний (N=1), длительность свип-сигнала меньше значения t₀₁ сек, например, в два раза (Т=t₀₁/2), частотный диапазон смещен в область высоких частот (например, f=40-60 Гц), так как изучается верхняя часть среды при небольшой мощности разреза, время регистрации t₀₂ сек.

Для второго интервала (H₁-Н₂) выбирают следующие параметры: группа из трех одновременно срабатываемых источников возбуждения колебаний (N=3), длительность свип-сигнала, равная значению t₀₂ ceк (T=t₀₂), частотный диапазон при этом смещен в область низких частот (например, f=30-40 Гц), длительность записи t₀₃ сек.

Для третьего интервала (H₂-Н₃) выбирают следующие параметры: группа из пяти одновременно срабатываемых источников возбуждения колебаний (N=5), длительность свип-сигнала меньше t₀₃ сек, примерно, на 30% (Т=t₀₃·_{0,3), частотный диапазон f=15-30 Гц, длительность записи t03+1 секунда.}

Для четвертого интервала (больше Н₃) выбирают следующие параметры: семь одновременно срабатываемых излучателей (N=7), длительность свип-сигнала T=t₀₃+2 секунды, частотный диапазон f=15-30 Гц, длительность записи t₀₃+4 секунды.

Возбуждают упругие колебания в следующей последовательности: вначале выполняют наблюдения при работе единичного излучателя, например, 4 (целесообразно при формировании базы возбуждения использовать излучатели, расположенные симметрично относительно центра базы). Без изменения его положения осуществляют одно или два воздействия с параметрами для первого интервала, зарегистрированные сейсмограммы накапливают и запоминают.

Затем выполняют наблюдения при одновременной работе трех излучателей 3, 4, 5 с параметрами для второго интервала, зарегистрированные сейсмограммы накапливают и запоминают.

После чего выполняют наблюдения при одновременной работе пяти излучателей 2, 3, 4, 5, 6 с параметрами для третьего интервала, зарегистрированные сейсмограммы накапливают и запоминают.

Затем выполняют наблюдения при одновременной работе семи излучателей 1-7 с параметрами для четвертого интервала, зарегистрированные сейсмограммы накапливают и запоминают.

По завершении полного цикла наблюдений на одной расстановке излучателей перемещают группу излучателей вдоль профиля на шаг, равный расстоянию между ними l, и цикл наблюдения повторяют, выполняя наблюдения по всему профилю с временами регистрации t_0i отраженных волн, превышающими времена регистрации t₀₁-t₀₃ отраженных волн от подошвы интервалов обработки.

Таким образом, в результате последовательного перемещения излучателей вдоль профиля получают четыре комплекта сейсмических записей методики многократного профилирования, позволяющие выполнить обработку с ИС накопления с оптимальными параметрами для каждого выделенного интервала разреза 16-18. При этом обеспечивается высокая плотность пунктов возбуждения, расстояния между которыми равны расстояниям между излучателями l, что очень важно при обработке с применением протяженных баз накопления, превышающими длину сейсмической волны.

Предлагаемый способ сейсмической разведки обеспечивает получение большого объема дополнительной информации при полевых наблюдениях. Соответственно появляется возможность выполнить многовариантную обработку путем моделирования волновых процессов с использованием управляемых ИС накопления, что повышает глубину анализа волнового поля, надежность оценки природы регистрируемых волн и изучения физических параметров разреза, а также достоверность геолого-геофизической интерпретации.

Источники информации

1. Гурвич И.И. Сейсморазведка. М.: Недра, 1975, с 106-118.

2. Справочник геофизика. Т.IV, Сейсморазведка. М.: Недра, 1966, с.397-421.

3. Авторское свидетельство СССР №1065797, кл. G 01 V 1/00 (Опубл. 07.01.84 г., Бюл. №1) - прототип.

Изобретение относится к сейсмической разведке. Технический результат: повышение эффективности. Сущность: Выделяют в геологическом разрезе интервалы с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний. Определяют для этих интервалов разреза параметры интерференционной системы возбуждения: линейные размеры базы группы излучателей, расстояния между излучателями и их количество, частотный состав и длительность свип-сигнала. Располагают излучатели на установленных расстояниях друг от друга. Последовательно возбуждают упругие колебания групп излучателей. Регистрируют упругие колебания, полученные для каждого интервала разреза при заданном числе излучателей упругих колебаний. По завершении полного цикла наблюдений на одной расстановке излучателей перемещают группу излучателей на шаг, равный расстоянию между ними, и цикл наблюдений повторяют, выполняя наблюдения по всему профилю с длительностью записи, превышающей интервалы регистрации волн от подошвы интервалов обработки. Составляют группы сейсмограмм и накапливают их. Формируют суммарные сейсмограммы упругих колебаний. На основании полученных результатов строят временные разрезы. 1 ил.

Способ сейсмической разведки, включающий возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью, последовательное возбуждение упругих колебаний и регистрацию в пунктах приема отраженных волн, отличающийся тем, что выделяют в геологическом разрезе интервалы с линейно изменяющимися градиентами скоростей распространения колебаний, определяют для этих интервалов разреза параметры интерференционной системы возбуждения: линейные размеры базы группы излучателей, расстояния между излучателями, их количество, частотный состав и длительность свип-сигнала, располагают излучатели на установленных расстояниях друг от друга, последовательно возбуждают упругие колебания групп, регистрируют упругие колебания, полученные для каждого интервала разреза при определенном числе излучателей упругих колебаний, по завершении полного цикла наблюдений на одной расстановке излучателей перемещают группу излучателей вдоль профиля на шаг, равный расстоянию между ними, и цикл наблюдений повторяют, выполняя наблюдения по всему профилю с длительностью записи, превышающей интервалы регистрации волн от подошвы интервалов обработки, составляют группы сейсмограмм, накапливают их, формируют суммарные сейсмограммы упругих колебаний и на основании полученных результатов строят временные разрезы.