Способ сейсмических исследований Советский патент 1991 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к возбуждению сейсмических колебаний и его использование наиболее целесообразно при наземных сейсмических исследованиях методом отра1- женных и преломленных волн.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и разрешающей способности сейсморазведки за счет увеличения энергоотдачи взрыва при одновременном уменьшении затрат на проведение исследований.

На чертеже прказана конструкция заряда кумулятивно-фугасного действия.

В заряде шашка 1 заключена в облицовку 2. В торце заряда расположена шашка 3 Узла детонации, детонатор 4 (например, ДП-1), а также скоба 5 для крепления ДШ.

Для осуществления способа заряды кумулятивно-фугасного действия (например, типа ЗКП, ЗКН и др.) размещают на базе, обеспечивающей согласование амплитудно-частотных характеристик . (АЧХ) заряда и среды, при этом до начала сейсморазве- дочных работ по имеющимся данным (например, данным акустического каротажа скважин) о площади сейсморазведочных раQs

ч

SQ

ь

со

ь.

бот или геологического региона рассчитывают АЧХ среды для всего разреза, выделяют АЧХ интересующих интервалов, изучают АЧХ возбуждаемых волн от единичных кумулятивных зарядов разной массы, определя- ют зависимости АЧХ типоряда кумулятивных зарядов от геологических особенностей разреза и от массы единичного заряда, по которым выбирают типоразмер зарядов и базу их размещения таким образом, чтобы максимумы АЧХ зарядов совпадали или были близки к максимумам АЧХ среды, из выбранных зарядов формируют источник сейсмических колебаний с установкой зарядов на расстояниях вне зо- ны пластических деформаций на базе синфазного сложения наиболее коротких из регистрируемых волн,

В тех случаях, когда исследования проводят в сложных средах, когда различные максимумы спектральных характеристик среды существенно отличны по амплитуде, т.е. в случае существенной дифференциации АЧХ среды, для каждого ее максимума находят численное значение отношения его амплитуды к амплитуде максимума низкочастотной составляющей, принимают это соотношение эквивалентным соотношению масс единичных низкочастотных (под низкочастотными зарядами подразумевают за- ряды, имеющие большую массу из числа выбранных для ведения работ) кумулятивных зарядов к массе высокочастотного заряда (заряда меньшей массы). Принимают численное значение этого соотношения равным числу высокочастотных зарядов в группе, Из выбранных типоразмеров кумулятивных зарядов и найденного их количества монтируют взрывную цепь, соединяя заряды посредством детонирующего шну- ра, при этом размещают, в случае инициирования с флангов, равномерно на флангах заряды с меньшей единичной массой, последовательно увеличивая ее к центру, а в случае инициирования от центра - на флан- гах размещают заряды с большей единичной массой, последовательно уменьшая ее к центру, Собранную цепь подрывают, контролируя результаты подбора по качеству записи на сейсмограммах.

Использование зарядов кумулятивно- фугасного действия в способе обосновано тем, что на диаграммах АЧХ проявляются две характерные частоты с ярко выраженными максимальными значениями ампли- туд, одна из которых будет соответствовать процессу проникновения кумулятивной струи (высокочастотная составляющая), а другая - процессу воздействия на среду фугасной части заряда (низкочастотная составляющая). Такая последовательность на- гружения среды улучшает условия прохождения волн за счет предварительного нагружения среды высокочастотной составляющей заряда. Так, при экспериментальной проверке зарядов ЗКП-ОР массой в 1 кг, оказалось, что на диаграммах АЧХ заряда присутствуют два максимума на частотах 32 и 96 Гц. Для обычных зарядов массой 1 кг частота составляет 25 Гц. Таким образом, применение зарядов типа ЗКП позволяет расширить спектральную характеристику зярядов по сравнению с накладными зарядами обычного типа.

В способе могут быть использованы заряды кумулятивно-фугасного действия типа ЗКП-ОР и ЗКН с массой ВВ 35, 55, 135, 275, 285, 1000, 2000 и 4000 г, выпускаемые промышленностью серийно для дробления негабаритов.

Если АЧХ среды имеет сильно выраженный максимум на высоких частотах, которые формируются зарядами меньшей массы, например 0,4 кг, то количество этих зарядов определяется по формуле

Ав Он П АН QB

где Он - масса заряда, формирующего низкочастотный максимум АЧХ;

QB- масса заряда, формирующего высокочастотный максимум АЧХ;

АН - амплитуда низкочастотной составляющей по АЧХ среды;

Ав - амплитуда высокочастотного максимума по АЧХ среды;

Так, например, при наличии зарядов массой 0,4 кг и 1 кг и соотношения амплитуд

среды тр 2 , принимая общее количество

низкочастотных зарядов за единицу, найдем, что общее количество зарядов может быть принято равным 2-3, т.е. 1000/400 2-3 зарядам.

В этом случае амплитуда высокочастотной составляющей заряда меньшей массы увеличивается существенно за счет синфазного сложения волн от смежных зарядов в группе. Одновременно несколько увеличивается и амплитуда низкочастотной составляющей за счет синфазного сложения волн от зарядов равных масс (суммарная масса высокочастотных зарядов эквивалентна массе низкочастотного заряда).

Таким образом, взрывная цепь должна состоять из зарядов массой по одному килограмму и эквивалентного им по массе количества зарядов по 0,4 кг. Если интенсивности записи будет недостаточно, то количество всех зарядов удваивается.

Площадная база размещения всех зарядов не должна превышать размеров зоны синфазного сложения наиболее коротких из регистрируемых волн.

Так. имея набор сейсмограмм ряда зарядов параметрического ряда ЗКП-ОР и спектральную характеристику среды, для наилучшего согласования необходимо сопоставить график АЧХ зарядов и среды. Совпадение или приближение АЧХ источника с конкретными параметрами заряда с АЧХ среды указывает на искомые параметры источника из кумулятивных зарядов для данной площади работ. Очевидно, что имея набор сейсмограмм, полученных с разной массой единичных зарядов кумулятивно-фугасного действия, сопоставляя их АЧХ с АЧХ среды, по графикам определяют величины зарядов для формирования конкретных максимумов, которые необходимо усилить для согласования с АЧХ среды,

Формула изобретения 1. Способ сейсмических исследований, включающий подбор массы единичных зарядов, определение их количества и схемы размещения, подготовку изучаемой площади, установку зарядов на пункте взрыва, монтаж взрывной цепи и подрыв с регистрацией сейсмических колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и разрешающей способности сейсморазведки за счет увеличения энергоотдачи взрыва при одновременном уменьшении затрат на проведение исследований, в качестве источника сейсмических колебаний на пункте взрыва используют заряды кумулятивно-фугасного действия, при этом до начала сейсморазведочных работ по априорным данным рассчитывают амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) среды для исследуемых интервалов скважины, в исследуемом

регионе производят опытный подрыв одиночных зарядов, регистрацию колебаний и определение АЧХ для каждого используемого типоряда зарядов, осуществляют подбор рабочего типоряда заряда методом сопоставлзния АЧХ среды и источника колебаний до их совпадения и формируют взрывную группу из выбранного рабочего типоряда зарядов.

2. Способ по п. 1, отличающийся

тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и разрешающей способности сейсморазведки при значительной дифференциации амплитудно-частотных характеристик среды, для каждого ее максимума определяют отношение его амплитуды А к амплитуде максимума низкочастотной составляющей АН, число п зарядов в группе выбирают из указанного соотношения, а массу зарядов, обеспечивающих низкочастотную и высокочастотную составляющие колебаний (QH и QB) в группе, находят из соотношения

п

0н QB

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при подрыве взрывной группы с флангов заряды размещают равномерно с увеличивающейся к центру группы единичной массой.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при центральном подрыве заряды размещают равномерно с уменьшающейся к центру группы единичной массой.

Изобретение относится к возбуждению сейсмических колебаний и его использование наиболее целесообразно при наземных сейсмических исследованиях методом отраженных и преломленных волн Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и разрешающей способности сейсморээвед- ки за счет увеличения энергоотдачи взрыва три одновременном уменьшении затрат на г.ооведение исследований Для достижения поставленной цели формируют взрывную группу из зарядов кумулятивно-фугасного действия, подобранную путем сопоставления амплитудно-частотных характеристик среды на исследуемом интервале и используемого типорядз зарядов. При этом в сложных геологических средах со зчачителоной дифференциацией АЧХ число зарядов п определяют, исходя из соотношения амплитуд максимумбв высокочастотной и низкочастотной составляющих, а массу зарядов (Qe и Он), обеспечивающих необходимый вклад высокочастотной и низкочастотной составляющих колебаний в группе, находят из соотношения п 0н/0в. Зз.п ф-лы, 1 ил. Ё