Способ сейсмической разведки Советский патент 1991 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к способам сейсмической разведки методом преломленных волн и может быть использовано для исследования вертикально-слоистых и локально-неоднородных геологических сред.

Целью изобретения является повышение надежности и точности выделения ано- мальных геологических объектов, определение их акустических свойств.

На чертеже изображена схема осуществления способа сейсмической разведки.

На чертеже обозначены преломляющие границы 1 и 2, неоднородности 3 в верхней части разреза и искомые неоднородности 4 и 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Упругие колебания возбуждаются источниками 6 и регистрируются приемниками 7 в пунктах приема. Лучи преломленных волн от границ 1 и 2 в области неоднородности 3 в верхней части разреза проходят практически по одинаковым траекториям. В силу этого влияние неоднородности 3 на параметры волн от разных границ одинаково. Аномальное различие в параметрах рассматриваемых волн будет обусловлено искомыми неоднородностями 4 и 5.

Способ позволяет не только выделять неоднородности, но и различать неоднородности с аномальными плотностями и аномальными скоростями. Если смещение в падающей сферической волне на расстоянии г от поверхности наблюдения, ниже которой скорость распространения волны vi, определяют выражением

сл

Ю Ю

ы

VJ

ff.«LrMs,

где п - единичный вектор, указывающий направление смещения, то вертикальная составляющая смещения головной волны, образующейся на границе первой и второй сред (скорость V2), может быть записана в виде

,,.„, r.,i.v,

U

12.1

3(2.

ЛИГ

(D

tI

Yltl-Iili ldt i

о

Гш - коэффициент образования головной волны;

I - расстояние, которое проходит волна вдоль границы;

х - расстояние источник - приемник;

,/voz e

ъ

V1

Н - глубина границы, В спектральной области

V

V2.

V,

е3/24 г

г,

ill

(2)

где F ((о}- спектр падающей волны; ft - текущая частота. Коэффициент образования головной волны

ОС-

ЧГ

Ј

(3)

где В 12 и В21 - коэффициент прохождения из 1-й среды во 2-ю и наоборот;

аг - угол преломления.

При расстоянии источник - приемник, значительно превышающем расстояние до начальной точки выхода головной волны на поверхность наблюдения, на основе (2) и (3)

U((co)

,

где

Ч

(4)

VПри фиксированном расстоянии источник - приемник и фиксированной длине падающей волны отношение вертикальной составляющей головной волны к смещению падающей волны

р 8

Ai где к я- - const и не зависит от пара2 JTX метров подстилающей толщи.

Изменение параметров подстилающей толщи согласно (5) скажется на е исключительно за счет производных коэффициентов прохождения Bi2 в области входа волны во вторую среду и В21 в области выхода волны из второй среды. С точностью до k выраже- ние (5) можно записать как

(6)

где

«t.-т;

20

()

5

0

5

0

5

0

5

да (8)

Здесьpi//92 и V1/V2 - отношения плотностей и скоростей в первой и во второй средах. Выражения (7) и (8) показывают, что изменение интенсивности смещения головной волны за счет перепада плотности 091/р2 )происходит лишь в области входа волны во вторую среду, т. е. под источниками. В области выхода волны (под приемниками) изменение интенсивности зависит от скорости. Наблюдения на одних и тех же пунктах приема от разных источников позволяют выделять неоднородности, отличающиеся от вмещающей среды по акустическим сопротивлениям, наблюдения на разных пунктах приема от одного источника позволяют выделять неоднородности с аномальными значениями скоростей. Комбинация наблюдения с общим пунктом приема и общим источником с совпадающими координатами дает возможность выделить неоднородности и определить их природу.

Расстояние между пунктами возбуждения и пунктами приема выбирают меньше искомых размеров неоднородности. В частности, неоднородности разделяются уверенно, если их размеры по латерали соизмеримы или больше радиуса R первой зоны Френеля. При выборе расстояния между пунктами приема и пунктами возбуждения меньше R для критического угла падения волны на первую из изучаемых границ, исключается пропуск неоднородности, повышается надежность и точность ее выделения.

Для того, чтобы разделить аномальные эффекты от неоднородностей под пунктом

возбуждения и под пунктом приема необходимо, чтобы длина приемной линии была больше А, а передвижение пунктов возбуждения осуществлялось на расстояние, мень- шее длины приемной линии. Это обеспечивает возможность анализа параметров волн, зарегистрированных от разных границ при одном пункте возбуждения, на нескольких пунктах приема с возможностью выделения неоднородности под пунк- тами приема и на одном пункте приема при разных пунктах возбуждения с возможностью выделения неоднородности под пунктами взрыва.

Организация регистрации упругих коле- баний путем передвижения пунктов возбуждения с сохранением расстояний до пунктов приема при расстояниях между пунктами возбуждения и пунктами приема, меньших радиуса перв.ой зоны Френеля, обеспечивает технологичность процесса полевых работ, исключает необходимость привлечения априорной информации о размерах и местоположении неоднородностей.

Способ допускает использование лю- бых источников возбуждения и регистрирующей аппаратуры. Могут быть использованы продольные и поперечные волны.

Формула изобретения Способ сейсмической разведки преломленными волнами, основанный на возбуждении упругих колебаний по крайней мере в трех пунктах возбуждения и регистрации преломленных волн по крайней мере от двух границ в неоднородном геологическом разрезе, на изменении местоположения источников и приемников, позволяющем образовать взаимоувязанную систему наблюдений, и определении местоположения и размеров неоднородности по аномальным значениям разностей времен и отношениям амплитуд волн, прошедших и не прошедших через неоднородность, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности выделения аномальных геологических обьектов и определения их акустических свойств, расстояния между пунктами возбуждения устанавливают меньшими радиусами первой зоны Френеля отраженной волны для критического угла падения на верхнюю из изучаемых границ, а о наличии неоднородности и ее акустических свойствах судят по изменениям динамических характеристик волн, регистрируемых на одном пункте приема с разных пунктов возбуждения и на разных пунктах приема с одного пункта возбуждения.

Изобретение относится к способам сейсмической разведки методом преломленных волн и может быть.использовано для исследования вертикально-слоистых и локально-неоднородных геологических сред. Цель изобретения - повышение надежности и точности выделения аномальных геологических объектов, определение их акустических свойств. Способ включает возбуждение упругих колебаний не менее чем тремя источниками и регистрацию преломленных волн по крайней мере от двух границ, причем наблюдения проводят расположением пунктов возбуждения с шагом, меньшим радиуса первой зоны Френеля отраженной волны для критического угла падения на верхнюю из изучаемых границ, с дополнительной регистрацией в точках возбуждения по принципу взаимности, а о наличии неоднородности и ее акустических свойствах судят по изменениям характеристик волн, регистрируемых на одном пункте приема с разных пунктов возбуждения и на разных пунктах приема с одного пункта возбуждения, 1 ил. (Л

Ч Ш$Ш