Способ сейсмической разведки Советский патент 1982 года по МПК G01V1/00 

(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть исполь зовано для изучения геологического строения сло):{нопостроеннь:х районов при поиске полезных ископаемых. Известен способ сейсмической разведки, в котором возбуждают колебани группой зарядов взрывчатого вещества (ВВ), размещенных в скважинах, на поверхности земли или в воздухе. Эле ментарные источники (заряды ВВ) располагают по линии или площади и прои водят одновременное возбуждение коле баний. Такой способ позволяет уменьшить вес элементарного заряда 1П. Однако при определении параметров группового источника не учитывается влияние веса заряда и физических свойств пород, в которых он размещен на частотный спектр сигналов и соответственно параметры источника. Известен также способ сейсмической разведки, в котором осуществляют регулируемое управление фронтами сейсмических волн (РУФ). Способ включает возбуждение колебаний групповыN91 источниками упругих волн путем подрыва единичных зарядов ОВ с последующей регистрацией сейсмических волн. Возбуждение колебаний осуществляют одновременно либо разновременно, но при этом элементарные заряды обычно располагают на базах, превышающих длину сейсмической волны. Расстояния между элементарными источниками в пределах базы могут быть произвольнымиНедостатком этого способа является то, что с кинематической и энергетической точек зрения существуют ограничения на размер базы и расстояния г-тежду источниками, от правильного выбора которых существенно зависит эффективность способа. Так как размеры базы и расстояния между источниками определяют относительно длины возбужденной сейсмической волны,зависящей от частотного состава и ско39рости распространения колебаний, то для соблюдения всех технических требований производстве работ необходимо обеспечить идентичность источнико по частотному спектру излученных сиг налов как в пределах базы, так и по профилю, что в известном способе не учитывается о Наблюдение идентичности частотного состава сигналов приводит к снижению эффективности групповых источников, а,следовательно, к снижению результативности данных сейсморазведки„ Цель изобретения - повышение дост верности способа за счет излучения колебанр-й Е заданном диапазоне часто Поставленная цель достигается тем что согласно способу сейсмической ра ведки , включающему возбуждение колебаний групповыми источниками упр гих волн путем подрыва единичных зарядов взрывчатых веществ (ВВ) с последующей регистрацией сейсмических волн, определяют зависимость частотного спектра излучаемых колебаний от веса заряда и физической характеристики вмещающих эти заряды пород, осуществляют возбуждение колебаний на базах, обеспечивающих заданную остроту направленности источника и определяемых по частотному спектру колебаний и скорости, соответствующе глубине разведки, а расстояния между единичными зарядами в пределах базы выбирают не более 173 длины волны, определяемой по частотному спектру излучаемых колебаний и скорости в породах, вмещающих заряды, при этом регистрацию колебаний осуществляют в пределах частотного диапазоне излу чаемых колебаний. Для ослабления волн-помех и более четкого выделения сигнала полезных волн регистрацию осуществляют с част ным фильтром. Параметры фильтра опре деляют исходя из частотного спектра излученных сигналов. Если ослаблению подлежат низкочастотные колебания, то фильтр высоких частот должен имет характеристику левого крыла частотного спектра излученных колебаний. Если ослаблению подлежат высокие частоты, то фильтр низких частот должен иметь характеристику правого крыла спектров сигналов. Когда же

необходимо ослабить низкие и высокие55 для соблюдения этого условия требучастоты, полосовой фильтр долженется применение малых зарядов (0,1иметь характеристику, соответствую-0,2 кг под ЗМС или О,Л кг в ЗМС),

щую спектру излученного сигнала.-го для регистрации сигналов с больНа фиг. 1 изображены графики час-тотных спектров сигналов, рассчитанные по данным И.И.Гурвича для зарядов с различным весом, размещенных под зоной малых скоростей (ЗМС) (графики 1-6)и в зоне малых скоростей (графики 7-12); на фиг. 2 - спектры исходных сигналов S с частотами 30, 60 и 80 ГЦ (графики 13-15). Здесь же представлены спектры суммарных сигналов (16-18), Из этих графиков следует, что с увеличением веса заряда спектр возбужденных колебаний смещается в область низких частот. Пусть необходимо выполнить сейсмические наблюдения методом отраженных волн в районах с тонкослоистым разрезом В этом случае для разделения ;игналов во времени и исключения многофазной записи необходимо обеспечить регистрацию сигналов в области высоких частот, например, в интервале 60-80 ГЦ. В соответствии с частотными характеристиками (фиг. 1), при помещении заряда ниже ЗМС такой частотный диапазон обеспечивается зарядами 0,1 кг или 0,2 кг (графики 6 и 5) или в ЗМС зарядом 0,+ кг (график 10). Известно, что высокочастотные колебания затухают быстрее низкочастотных. В то же время для получения высокочастотных колебаний необходимо применять небольшие по весу заряды. Расчеты показывают, что при возбуждении сигналов равной мощности с частотами 30 ГЦ, 60 ГЦ и 80 ГЦ сигналы на удалении 1000 м от источника по интенсивности различаются незначительно. Это иллюстрируется графиками (фиг. 2), полученными для группового источника, содержащего kS зарядов на расстоянии 5 м друг от друга при длине базы возбуждения 2kQ м. Отношение амплитуд спектров исходных сигналов к спектрам сигналов на удалении- 1000 м колеблется в пределах от 0, (частота 30 гц) до 0, (частота 80 гц).Из этих материалов следует, что имеется возможность регистрировать сигналы в области высоких частот при условии возбуждения колебаний с высокочастотным спектром. Очевидно, что так как ших глубин необходимо применять групповые источники упругих волн. Увеличивая число зарядов в группе можно обеспечить необходимую длительность записи. В конкретном примере наиболее предпочтительным следует считать источник с размещением зарядов в ЭМС, так как потребуется меньший объем бурения. В данном примере рассмотрен случай о тывать подбора зарядов при проведении работ в высокочастотном диапазоне. В други случаях частотный диапазон излученны сигналов может быть иным. Например, при проведении работ КМПВ требуются заряды возбуждать колебания с часто той 20-30 ГЦ, В этом случае заряда должны быть весом 5 кг при помещении зарядов как под ЗМС (график 2,фиГо1) так и в ЗМС (график 8, фиг. 1).Если при таком заряде возможна регистрация волн на заданном удалении приборов от источника , то можно применять одиночные заряды, если нет, то необходимо применять группирование источников Не исключено, что на стоян ках, расположенных вблизи пункта взрыва, можно применять одиночные заряды, а на удаленных - групповые источники. Однако в обоих случаях соблюдение веса единичного заряда обеспечит идентичность спектров регистрируемых сигналов и соответственно выдержанность их формы по профилю. Так как эффективность группового источника зависит от его параметров (числа источников, расстояний между ними, длины базы возбуждения), скорости распространения колебаний и частотного состава возбужденных волн то в процессе полевых работ необходи мо строго увязать все эти параметры. Исходными данными для расчета параметров должен быть частотный спектр, излученных сейсмических колебаний, который зависит от веса заряда и физической характеристики среды, в которой помещены заряды. Данный способ позволяет повысить результативность и достоверность сей мических исследований за счет обеспе чения идентичности спектра рагистри 9 6 руемых сигналов и их формы по профилю что повышает эффективность способов обработки информации и интерпретации материалов, а также за счет выбора частотного диапазона, при котором обеспечивается наилучшая разрешенность записи во времени. При этом сохранение идентичности спектров регистрируемых колебаний позволяет учивлияние на них изменений физических характеристик пород, в которых распространяются упругие волны, что дает дополнительные критерии излучения геологических сред и повышает эффективность методов прямых поисков нефти и газа. Формула изобретения Способ сейсмической разведки,включающий возбуждение колебаний групповыми источниками упругих волн путем подрыва единичных зарядов взрывчатых веществ с последующей регистрацией сейсмических волн,отличающий с я тем, что, с целью повышения достоверности способа за счет излучения колебаний в заданном диапазоне частот, определяют зависимость частотного спектра излучаемых колебаний от веса заряда и физической характеристики вмещающих эти заряды пород, осуществляют возбуждение колебаний на базах, обеспечивающих заданную остроту направленности источника и определяемых по частотному спектру колебаний и скорости, соответствующей глубине разведки, а расстояния между единичными зарядами в пределах базы выбирают не более 1/3 длины волны, определяемой по частотному спектру излучаемых колебаний и скорости в породах, вмещающих заряды, при этом регистрацию колебаний производят в пределах частного диапазона излучаемых колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гурвич И.И. Сейсмическая разведка. М., Недра, 1970, с, 309-319. 2.Авторское свидетельство СССР 166502, кл. G 01 V 1/00, опублик. 1971 (прототип).

Ai( AMOK

/ г J / /

to

ffl,,-J,,,,--,,,.

2ff ff 60 во т ш ISO т т гц 4i& 18 9 10 // 12 A на к // / / / / М ifO ; fO.itKz O.SKI 5кг fOKi ff т ш ifo fsff Фи1.1 Л//гг 0.7А мак .2ffi w т гц то то шо- -I1111- Ю 20 30 to SO ui.1 frSOitt 1,, т ш щ