Способ комплексных сейсмических исследований Советский патент 1993 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к методам геофизической разведки, в частности к методам изучения глубинного строения земной коры, основанным на использовании энергии местных (близких) землетрясений.

Цель изобретения - повышение достоверности и детальности изучения земной коры.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексных сейсмических исследований, включающем регистрацию упругих колебаний землетрясений из очаговой зоны в пунктах приема, расположенных вдоль профиля, сейсморазведочные наблюдения, по которым определяется скоростной разрез, а также совместную интерпретацию сейсмологических и сейсморазведочных

:данных, регистрацию упругих колебаний от землетрясений осуществляют по системе по крайней, мере двух профилей с длиной не. менее удвоенного диаметра очаговой зоны, по скоростному разрезу, полученному сейсморазведочным методом, строят палетки разностных годографов между отраженными и прямыми волнами вида S и Р для разных гипоцентров, выбирают соответствующую палетку, на которую наносят профильные наблюдения разности времен, снятые с сейсмограмм землетрясений в интервале времени S-P, отождествляют и корректируют фазы отраженных сигналов с последующим использованием их для изучения земной коры по годографам отраженных волн землетрясений.

00

о

00

о

XI

Сущность способа заключается в комп- лексировании данных сейсморазведки с данными невзрывной сейсмологии, что позволяет повысить эффективность сейсмологического способа изучения земной коры путем определения скоростной модели земной коры, на основе которой строят локальные годографы первых вступлений продольных и поперечных волн, используемые для достоверного определения параметров землетрясений. По палеткам разностных годографов для разных гипоцентров выбирают соответствующую палетку, используемую для выделения, отождествления и корреляции продольных волн на каждом пункте приема системы наблюдения, ввйдят кинематическую поправку за заглублен- ность источника, определяют радиусы корреляции отраженных волн землетрясений, получают их рабочие годографы и используют для изучения земной коры.

Способ осуществляется следующим образом.

Станции приема сигналов волн от землетрясений, в данном случае Черепахи, задаются в виде взаимопересекающихся прямолинейных профилей, охватывающих с учетом сноса площадь очаговой зоны. В этой связи длина каждого профиля L устанавливается из условия

,

где D- протяженность очаговой зоны местного землетрясения, определяемая его эпи- центральным расстоянием, принимаемым равным максимальной мощности земной коры исследуемого района.

Шаг наблюдений между станциями приема устанавливается из условия

, ..,.где Vp - скорость прямой продольной волны;

Тр- ее период.

Количество принимаемых станций К на каждом профиле определяется из условия

„ 2D

п яхДалее в пределах очаговой зоны с использованием заданных источников возбуждения выполняются наблюдения вертикальным сейсмическим зондированием отражёнными волнами (ВСЗ-ОВ), по данным которого определяется скоростная модель земной коры.

По полученной скоростной модели для каждого гипоцентра, определяемого из ус- ловйя

Ah,

где Hm - глубина залегания предполагаемой отражающей границы;

hn - гипоцентр (глубина очага);

Ah- заданный шаг,

строят палетки разностных времен между продольными отраженными и прямой продольной волнами на основе следующего алгоритма:.

1

Vm

+ hn) f(A),

+ A2-(Vh2+A2

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Vm и Vh - значения средних скоростей до соответствующих глубин, определяемые по данным скоростной модели ВСЗ-ОВ.

По этой же модели строят разностные локальные годографы прямых продольных Р и поперечных S волн, представляющие собой семейство кривых, соответствующих различным глубинам очага. Скорость Vs при этом задается на основе построенной корреляционной зависимости

f W.;

Полученные разностные локальные годографы прямых волн S-P используются для определения по системе взаимопересекающихся профилей параметров зарегистрированного местного землетрясения: момента его возникновения, координат эпицентра, глубины очага (гипоцентр). С этой целью измеряют разность времен S-P волн на каждом из пунктов приема системы наблюдений и, перебрав ветви семейства разностных годографов, для каждой из найденных ветвей методом засечек определяют гипоцентр/отвечающий наилучшей сходимости засечек. Так определяются гипоцентр и эпицентр зарегистрированного землетрясения.

По значению найденного гипоцентра выбирается соответствующая палетка разностных времен между последующими продольными отраженными волнами и первой прямой продольной волной, которая используется для выделения, отождествления и корреляционного прослеживания отраженных волн землетрясения, зарегистрированных в каждом пункте приема заданной системы наблюдения.

С этой целью непосредственно с Z компоненты записи снимают наблюденные разности времен между последующими волнами в интервале времени S-P и первой прямой продольной волны и наносят их на палетку. По совпадению наблюденных разностных времен С одной из теоретических

кривых палетки производят увязку, отождествление и корреляцию отраженных волн вдоль каждого из взаимопересекающихся профилей. Путем перехода к временам пробега получают рабочие годографы отражен- ных волн землетрясения. С этой целью определяют момент возникновения землетрясения (т.е. время Т0 в очаге), который находят по локальному годографу как To Tp-tp,

гдеТр- наблюденные времена; tp- времена пробега, найденные по локальному годограФУ.

Т Из условия -тг

где k - количество определений, находят среднее значение момента землетрясения и затем определяют рабочие годографы раженных волн землетрясений как

отр-То ( А),

где Л - расстояние от эпицентра до станции приема;

Тр отр - наблюденные времена отраженных волн.

Полученные рабочие годографы отраженных волн землетрясений и исправленные за заглубленное™ очага являются основой для вычисления глубин и отражающих точек и построения разреза и скоро-, стной модели. С этой целью по каждому рабочему годографу строится график A t f(6|) в квадратной системе координат:

A -Ar-i с заданным шагом, по которому определяется эффективная скорость

Уэф

V d# dt

Найденные эффективные скорости пересчитываются в лучевые скорости по формуле

,

где q - коэффициент пересчета, принимаемый равным 0,95.

Глубина отражающей границы рассчитывается по известной формуле

r-i4

,-t)2+A2

0

5

0

5

0

5

0

5

2

По данным значений Н(/луч), А /2 в плоскости линии профиля определяется двухмерное поле лучевых скоростей. Из функции такого поля, положив A/2 const и рассматривая затем функцию Vfly4( A /2, Н)д/2 const как функцию одного переменного, можно

LJ

перейти к функции вида t& tr-, где to «луч

вертикальное время, с последующей трансформацией в поле распределения интервальных скоростей. По их распределению разрез аппроксимируется слоисто-блоковой или двухмерной скоростной моделью, выражающей вертикальную и латеральную изменчивость скоростных неоднородно- стей разреза.

Формул а изобретения Способ комплексных сейсмических исследований, включающий регистрацию упругих колебаний землетрясений из очаговой зоны в пунктах приема, расположенных вдоль профиля, сейсморазведоч- ные наблюдения, по которым определяется скоростной разрез, а также совместную интерпретацию сейсмологических и сейсмо- разведочных данных, отличающийся , тем, что, с целью повышения достоверности и детальности изучения земной коры, регистрацию упругих колебаний от землетрясений осуществляют по системе по крайней мере двух профилей с длиной не менее удвоенного диаметра очаговой зоны, по скоростному разрезу, полученному сейс- моразведочным методом, строят палетки- разностных годографов между отраженными и прямыми волнами вида S и Р для разных гипоцентров, выбирают соответствующую палетку, на которую наносят профильные наблюденные разности времен, снятые с сейсмограмм землетрясений в интервале времени S-P, отождествляют и корректируют фазы отраженных сигналов с последующим использованием их для изучения земной коры по годографам отраженных волн землетрясений.

Использование: геофизическая разведка, изучение глубинного строения земной коры, основанное на использовании энергии местных (близких) землетрясений. Сущность изобретения: комплексируют данные взрывной сейсмологии с данными невэрыв- ной сейсмологии. По полученной скоростной модели земной коры строят локальные годографы первых вступлений продольных и поперечных волн. По палеткам разностных годографов для разных гипоцентров выбирают соответствующую палетку, используемую для выделения, отождествления и корреляции продольных отраженных волн на каждом пункте системы наблюдения, вводят кинематическую поправку за за- глубленность источника, определяют радиусы корреляции отраженных волн землетрясений, получают их рабочие годографы и используют их для изучения земной коры..