Способ определения типа горных пород по сейсмическим данным Советский патент 1991 года по МПК G01V1/30 

Изобретение относится к сейсмическим методам исследования земной коры и может быть использовано при картировании пород фундамента преломленными и ре- фрагированными волнами, а также в ультразвуковом каротаже, при межшахтном и межскважинном прозвучиваниях.

Цель изобретения - повышение однозначности определения типа горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

В предполагаемом районе исследований производят отбор образцов из обнажений или разведочных скважин структурно- картировочного бурения. Осуществляют их подготовку для измерений плотности и ультразвуковых испытаний. Образцы подготавливают таким образом, чтобы обеспечить

прозвучивание продольными и поперечными волнами соответственно со скоростями Vp и Vs как вдоль плоскости слоистости и сланцеватости, так и перпендикулярно к ней. Затем совокупность образцов, аттестованных по плотности и скоростям упругих волн, подвергают химическому анализу для определения следующих компонентов минерального состава, %: Z SI02; ZMgO; 2 СаО; Г FeO,2(FeO + MgO + CaO). Принимая в качестве базисных функций значения скоростей Vp и Vs, измеренные вдоль плоскостей слоистости и сланцеватости горных пород, а также производные от них параметры Vp/Vs и К//9, подвергают полученные массивы чисел корреляционному анализу, устанавливая уравнения регрессии между измеряемыми и искомыми показателями типа горных пород:

О 4

1

Ov

ZMgO,% 0,0109 (K/p)2 + 0,6588 x x (К/р + 18,01 (Vp/Vs)2 - 77,5 (Vp/Vs) + + 55.28,(1)

a 0,87%; РЗ 0,04, выражение (1) применимо для расчета2MgO, % при содержании окислов магния в пределах 1,0- 115%

2СаО,% 1,122 (К/р)-0,89 (Vp/Vs) - - 17,98,(2)

,05%; R4 0,94; 0,3 Ј СаО% 14,6;

Z FeO,% 33,225 (VP/VS)2 - Ю6,8 x x (Vp/Vs) - 0,0759 (K/p)2 + 4,343 (K/p) + + 33,59,(3)

,5%;R5 0,88;20 5;FeO,% 15;

2(FeO + MgO + CaO),% 3,0194 x x (K/p) - 3,412 (Vp/Vs)-46,306, (4) 0 2,3%; Re 0,96; 3,0 2(FeO + MgO + + CaO)% 34,0 продольных и поперечных волн.

Значения плотности и содержание 2 Si02,%, определяют по следующим зависимостям:

р - 0,107 Vp - 0,0537 Vs + 0,0026 Vp Vs + + 0,0463 K/p+ 2,66;(5)

S Si02,% 152,4 - 20,82 VP/VS - -2.58 K/p,(6)

При этом стандартные погрешности О определения плотности и содержания кремнезема соответственно составляют ±0,037 г/см3 и ±2,2%. Коэффициенты корреляции уравнений (5) и (6) RI 0,97 и R2 0,97.

После лабораторных процедур переходят к натурным измерениям скоростей продольных и поперечных волн. Для учета влияния упругой анизотропии слоев и блоков земной коры на результаты определения параметров Vp и Vs реализуют системы наблюдений, способные восстанавливать пространственное положение эллипсов анизотропии и определять величину и направление их главных осей Vp и Vp (Vi и Vs) no измеренным промежуточным значениям

Vp и Vs. При i 3 задача решается однозначно, и, например, в случае, когда значения Vp, Sa измеряют на профилях, расположенных под углом 45°, параметры Vp, s и Vp, s определяют по следующим зависимостям: a Vi+V3 . 2

+:yv(Vi-v2)2+(V2 V3J2: (7)

,

Vе

V2

- V -VajZ+O -Va)2;

где Vi, V2, Va - промежуточные значения

скоростей, измеренные на профилях 1. 2, 3;

О - угол между направлениями Va (или

V13) и Vs (или Vi), отсчитывается от Vs (Vi)

5 против часовой стрелки.

Необходимо, чтобы значения Vp и V| характеризовали одну и ту же точку про- стрэнства. Поэтому расстановки взрыв- прибор осуществляют таким образом, чтобы они пересекались центрами баз зондирований.

По измеренным значениям Vp и V| рассчитывают базисные функции VP/VS и

15 К/р V2 , км2/с2, и по выражениям о

(1) - (6) определяют плотность и химический состав горных пород, однозначно устанавливая таким образом тип горных пород,

20 расположенных под точкой пересечения профилей. После этого систему наблюдений переносят в другое место и процедуру повторяют в описанной последовательности. Способ позволяет существенно повы25 сить достоверность петрофизической интерпретации сейсмических методов при картировании коренных пород под чехлом рыхлых осадочных отложений. Это ускоряет геологосъемочные работы масштаба

30 1:50000 и выше при одновременном снижении объемов дорогостоящего картировочно- го бурения. Способ эффективен при бескер- новом бурении для изучения петрофизики и свойств околоскважинного пространства

ос методами акустического каротажа, Формула изобретения Способ определения типа горных пород по сейсмическим данным, включающий измерение скоростей упругих волн и плотно40 сти на образцах горных пород и определение в них содержания кремнезема, установление корреляционных связей между упругими параметрами и плотностью и компонентами химического состава, измерение в

45 натурных условиях скоростей продольных и поперечных волн, определение по уравнениям связи плотностей и химического состава горных пород геологических разрезов, о т- личающийся тем, что, с целью повыше50 ния однозначности определения типа горных пород, измерения скоростей продольных и поперечных волн на образцах производят перпендикулярно и параллельно их плоскостям слоистости и сланцеватости, до55 полнительно измеряют процентное содержание окислов магния, кальция и железа, устанавливают корреляционные связи между упругими параметрами, измеренными вдоль плоскости слоистости и сланцеватости, и компонентами химического состава, а

натурные измерения скоростей производятмодули главных значений скоростей эллипна не менее чем трех пересекающихся цен-сов анизотропии упругих свойств и по уравтрами баз зондирования профилях, распо-нениям связи определяют тип горных пород

ложенных под углами 45°. определяютгеологических разрезов.

Изобретение относится к сейсмическим методам исследования земной коры и может быть использовано при картировании пород фундамента преломленными и ре- фрагированными волнами, а также в ультразвуковом каротаже, при межскважинном и межшахтном прозвучиваниях. Цель изобретения состоит в повышении однозначности определения типа горных пород. Для этого используются уравнения связи между скоростными параметрами, определяемыми вдоль и поперек слоистости и трещиновато- сти, и содержанием кремнезема, окислов магния, кальция и железа.