Способ сейсморазведки Советский патент 1976 года по МПК G01V1/00 

(54) СПОСОБ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

1

Изобретение относится к области сейсмических методов разведки и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых, при гидротехническом, энергетическом, промышленном и транспортном строительствах, а также при горно-технических работах.

Известны способы сейсморазведки, основанные на возбуждении упругих колебаний с поМОШ.ЫО источников, размещенных внутри пластов-волноводов, включая их границы, и регистрации возникающих интерференционных волн внутри пластов-волноводов.

Недостаток известных способов заключается в низкой точности и неоднозначности получаемых с их помощью результатов изучения складчатости, микротектоники, трещиноватости и пространственного положения слоев-волноводов. Эти недостатки обусловлены тем, что в известных способах при рещении указанных задач ограничиваются методикой наблюдений, позволяющей получать и использовать информацию только об отражении и затухании внутрипластовых волн и предположением о плоскопараллельной структуре слоев-волноводов, не учитывая явлений дифракции, отражения и затухания интерференционных волн, возникающих в реальной среде вследствие разрывов, искривления и резкого изменения мощности .(размыва, пережима) пласта-волновода, а также из-за поглощения в нем упругой энергии.

С целью повыщения точности и надежности сейсморазведки и расширения области ее применения по предлагаемому способу дополнительно регистрируют вне пласта-волновода интерференционно-дифрагированные и интерференционно-обменные волны, возбуждаемые внутрипластовыми интерференционными волнами, источники колебаний размещают не

только в пределах пластов-волноводов, но

также в среде, окружающей пласт-волновод.

Для рещения геологоразведочных задач с

помощью предлагаемого способа сейсморазведки необходимо в соответствии с конкретными условиями использовать совокупность, либо требующееся сочетание следующих методических приемов: поместить источник упругих колебаний внутри пласта-волновода и

произвести наблюдение интерференционных и интерференционно-дифрагированныхволн

внутри волновода, а также выполнить наблюдение возбуждаемых ими вторичных интерференционно-дифрагированных и интерференцнонно-обменных волн в среде, вмещающей волновод - в ее внутренних точках и (или) на дневной поверхности; поместить источники поперечных 5Я-волн и (или) 5У-ВОЛН вне пласта пониженной скорости на расстоянии не

более двух длин волн от его границ и произвести наблюдения интерференцнонных волн Лява и (или) Релея внутри пласта-волновода, а вызываемых ими вторичных интерференционно-дифрагированных волн - также внутри волновода и, кроме того, во вмещающей среде; вне пласта пониженной скорости поместить источники продольных и (или) поперечных 5У-волн соответственно на расстоянии не более двух длин волн от границ пласта и не ограничивая этого расстояния, произвести наблюдение внутри волновода интерференционных волн PI и вызываемых ими интерференционно-дифрагированных волн и, кроме того, выполнить наблюдения интерференционно-дифрагированных и интерференционно-обменных волн-во вмещающей среде. Существование интенсивных интерференционных и вторичных интерференционно-дифрагированных и интерференционно-обменных волн, также каких кинематические и динамические характеристики, обоснованы результатами модельных экспериментов. На фиг. 1 представлен предлагаемый способ для плоскопараллельного соосио-разорванного «волновода; на фиг. 2-точка изогнутого волновода. Плосколараллельный волновод (фиг. 1) содержит источники продольных и поперечных 6/-волн 1 и 2, нормальные профили наблюдения 3, распространяющуюся с помощью лучей проходящую интерференционную волну PI 4 и отраженную интерференциоино-дифрагированную (внутрипластовую) волну Р/До 5 в левой секции 6 плоскопараллельного соосноразрывного волновода, излучающуюся во вмещающую среду вторичную интерференционнообменную волну PiS 7, излучающуюся во вмещающую среду вторичную интерференционно - дифрагированную«вперед волну РЛй 8 и «назад волну Р(До 9, излучающиеся во вмещающую среду и образовавшиеся на слепом .конце левой секции 6, вторичную интерференционно-дифрагированную (внутрипластовую) волну Р; 10 в правой секции И волновода и излучающуюся интерференционно-дифрагированную «вперед волну Р (До 12, излучающуюся во вмещающую среду 13. Изогнутый волновод содержит источники продольных и поперечных 5К-волн 14 и 15, соответственно нормальные профили 16, пересекающие изогнутый волновод 17; распространяющуюся интерференционную (внутрипластовую) волну Pui 18 и вторичную интерференционно-дифрагироваиную волну Pihg 19, излучаемые изогнутым волноводом в области его искривления во вмещающую среду 20. Для обоих волноводов характерны следующие соотношения скоростей продольных () и поперечных () волн и их коэффициентов поглощения (aip ;a2p; ), где индекс «1 относится к вмещающей среде, а индекс «2 - к пласту-волноводу. На фиг. 1 и 2 иллюстрируется предлагаемый способ применительно к случаям использования интерференционных (виутрипластовых) волн типа PI и вызываемых ими вторичных интерференционно-дифрагированных и интерференционно-обменных волн и при использовании внутрипластовых интерференционных волн Лява и Релея и соответствующих им вторичных интерференционно-дифрагированных волн. Необходимо только заменить источники продольных волн 1 и 14 на источники SH- или S 1 -поперечных волн, в обозначениях вторичных волн 5, 8, 9, 10, 12 и 19 заменить символы PI па 6 и исключить из чертежей дальние нсточНики поперечных волн 2, 15, так как распространение волн Лява и Релея внутри волновода не приводит к образованию во вмещающей среде аналогов интерференционно-обменных волн. Сущность предлагаемого способа сейсморазведки заключается в следующем. Внутри пластов-волноводов 6, 17 или во вмещающей среде 13, 20 (в горных выработках, в скважине или на дневной поверхности) располагают взрывные, либо невзрьгвные источники продольных волн 1, 14 или поперечных 2, 15 волн. Действие источников приводит к образованию внутри пластов-волноводов интерференционных (проходящих) внутрипластовых волн 4, 18 и интерференционно-дифрагированных (отраженных внутрипластовых) волн 5, а также проходящих внутрипластоБых волн 10, которые вызывают появление во вмещающей среде вторичных интерференционно-дифрагированных волн 8, 9, 12, 19 и интерференционно-обменных волн 7. Затем нроизводят регистрацию колебаний, вызываемых волнами внутри пласта-волновода и во вмещающей среде, включая дневную поверхность на продольных и непродольных профилях. Профили 3, 16 являются нормальными, если они перпендикулярны к поверхности пласта-волновода в месте пересечения с ним. Использование нормальных профилей является существенным элементом предлагаемого способа. Волновая картина, наблюдаемая на нормальном профиле 3, оказывается симметричной относительно оси волновода, когда последний является плоским - сплошным или разрывным. На системе нормальных профилей 3 при сохранении отмеченной симметрии волновая картина последовательно усложняется по мере перехода от крайнего левого к крайнему правому профилю. В области пересечения с левой секцией 6 на профиле 3 отмечаются волны 4 и 5, интервал наблюдения которых локализован внутри пласта-волновода, а во вмещающей среде - волны 7 и 9. В области первого разрыва волновода (между секциями 6 и И) в центральной части профиля 3 сосредоточен протяженный интервал регистрации интенсивной волнь , а в периферийных частях профиля наблюдается менее интенсивная волна 7. В области

пересечения с правой секцией 11 внутри пласта локализован интервал регистрации слабоинтенсивной волны 10, тогда как на периферийных участках профиля 3 расположены интервалы регистрации интенсивной волны 8. На профиле 3, расположенном во вме1л,ающей среде 13, справа от секции 11, в центральной части регистрируется интенсивная волна 12, а на периферийных участках профиля - волна 8.

Перечисленные качественные критерии в сочетании с закономерностями расположения интервалов наблюдения и соотношения времен регистрации волн 8 и 10 (), а также волн 8 И 12 () на профилях 3 обеспечивают надежность обнаружения малоамплитудных разрывных нарушений пластов-волноводов, а при известной скоростной характеристике разреза дополнительно позволяют определить расстояния между источником и разрывным нарушением, как функцию разностей указанных времен прихода вОоТн 8, 10 и 12 на нормальные профили 3.

При искривлении пласта волновода 17 симметрии волновой картины на нормальном профиле 16, нроходящем недалеко от места искривления, нарушается. Если пласт пониженной скорости характеризуется наличием одной точки перегиба его границы, то в окрестностях этой точки происходит излучение волны 19 во вмепдаюшую среду. На профиле 16, расположенном позади искривления, внутри пласта волновода 17 отмечается интервал слабоинтенсивной волны 18, а со стороны выпуклости Пласта к нему примыкает область интенсивной волны 19.

Взаимное расположение областей регистрации волн 18 и 19, соотношение их интенсивностей и времен прихода () на профиль 16 позволяют определить характер (знак) искривления пласта, а при известной характеристике разреза определить расстояние между точкой перегиба и нормальным профилем 16. Значительная интенсивность интерференционных и интерференционно-дифрагированных волн создает благоприятные предпосылки для точного и надежного изучения реальных сейсмогеологических сред, содержаш,их сложные волноводы, осложненные перегибами разного

знака, сочетаюшие искривление « разрыв пласта, волноводы, нарушенные разрывами большой и малой амплитуды и т. д.

Формула изобретения

Способ сейсморазведки, основанный на возбуждении упругих колебаний с помощью источников, размеш,енных внутри пластов-волноводов, включая их границы, и регистрации

возникаюш;их интерференционных волн внутри пластов-волноводов, отличаюнхийся тем, что, с целью повышения точности и надежности сейсморазведки и расширения областей ее применения, дополнительно регистрируют вне

пласта-волновода интерференционно-дифрагированные и интерференционно-обменные волны, возбуждаемые внутрипластовыми интерференционными волнами, причем возбуждение упругих колебаний вне пласта-волновода осушествляют с помош;ью источников, помещенных в среде, окружающей пласт-волновод.

3

Фиг. 2