Способ выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях

Способ выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОКОНТУРШАШЯ МАЛОАМШШТУДНЫХ НАРУШЕНИЙ В ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ, включающий возбуждение упругих колебаний и регистрацию отраженных волн сейсмоприемниками , расположенными по профилю в горной выработке, и последующее определение местоположения границ нарушений, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности горных работ и расширения области применения сейсморазведки , определяют время прихода отраженных волн, распространяющихся в плоскости залегания пласта, для чего совмещают пункты возбуждения и регистрации упругих колебаний до появления первой отраженной волны, а затем удаляют пункты возбуждения от пункта регистрации на расстояние, 1)авное или большее пути , пройденного прямой волной за (Л время ее прослеживания при совмещенс ном пункте возбуждения и регистрации , после чего не менее двух раз проводят возбуждения упругих колебаний . ел « х

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 V l QQ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

ТЕНИЯ -

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3540281/24-25 (22) 18.01.83 (46) 23.05,85, Бюл. У 19 (72) В,Б.Вагин, Л.В.Былино, Е.П.Жев. жик, А.С.Малахов, О.В.Ковалев, В.Д.Фомина, И,С.Невельсон, Н.И.Булыгин, Е.M.Ëþáèìoâ и И.И.Умрейко (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (53) 550.83(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

У 598003, кл. G 01 Ч l/00, 1976.

2, Патент Франции У 2071207, кл. G 01 V 1/00, опублик. 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОКОНТУРИВАНИЯ МАЛОАМПЛИТУДНЫХ НАРУШЕНИЙ В

ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ, включающий возбуждение упругих колебаний и регистрацию отраженных волн сей„„SU„„»57491 смоприемниками, расположенными по профилю в горной выработке, и последующее определение местоположения границ нарушений, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью повышения безопасности горных работ и расширения области применения сейсморазведки, определяют время прихода отраженных волн, распространяющихся в плоскости залегания пласта, для чего совмещают пункты возбуждения и регистрации упругих колебаний до появления первой отраженной ! волны, а затем удаляют пункты возбуждения от пункта регистрации на расстояние, равное или большее пути, пройденного прямой волной sa время ее прослеживания при совмещенном пункте возбуждения и регистрации, после чего не менее двух раз проводят возбуждения упругих колебаний.

1I5749I

Наиболее близким к изобретению является способ выявления и оконтуринания малоамплитудных нарушений в пластовых месторождениях, включающий возбуждение упругих колебаний 35 и регистрацию отраженных волн сейсмоприемниками, расположенными по профилю в горной выработке, и последующее определение границ нарушений, Средства возбуждения и приема ïîìå- 40 щены в скважины, расположенные соответственно в боковых стенках и подошве горной выработки. Положение прибора в пункте приема выбирается по глубине скважины так, чтобы бы- 45 ло возможно регистрировать прямую, волну. Приемным прибором производится регистрация отраженной волны -от контролируемого отражающего горизонта, находящегося по уровню выше или 50 ниже относительно горной выработки.

Участки разрывных нарушений определяются ло потере корреляции или осложнению записи отраженных волн.

При способе предусматривается регист-55 рация как Р (продольных), так и 8 (поперечных) колебаний, а также воли обменного типа 32 3.

Изобретение относится к горному делу, а именно выявлению в тонкослоистой среде локальных малоамплитудных нарушений, и может быть использовано при ведении нысокочастотных сейсмических наблюдений в горных выработках для era предупреждения внезапных выбросов горной массы из локальных малоамплитудных нарушений.

Известен способ сейсморазведки, предусматривающий изучение строения геологических разрезов методом отраженных волн, При проведении наблюдений сейсмоприемники располагаются вдоль горизонтального профиля внутри горной выработки. Пункты возбуждения располагаются вблизи дневной поверхности ниже эоны малых скоростей. Подобное расположение пунктов возбуждения и регистрации позволяет изучать строение отдельных геологических пластов, лежащих ниже или выше относительно пунктов приема (I ).

Однако данный способ не позволяет проводить изучение геологического строения и выявление малоамплитудных нарушений, находящихся впереди забоя.

l5

Недостатком известного способа является невозможность определять местоположение нарушений, находящихся н плоскости выработки z» впереди нее, Цель изобретения — понышение безопасности горных работ и расширение области применения сейсморазведки, Поставленная цель достигается тем, что при способе выявления и оконтуривания малоамплитудных нарушений в пластоных месторождениях, включающем возбуждение упругих icoлебаний и регистрацию отраженных волн сейсмоприемниками, расположенными по профилю н горной выработке, и последующее определение местоположения границ нарушений, определеляют время прихода отраженных волн, распространяющихся в плоскости залегания пласта, для чего совмещают пункты возбуждения и регистрации упругих колебаний до появления первой отраженной волны, а затем удаляют пункты возбуждения от пункта регистрации на расстояние, равное или большее пути, пройденного прямой волной эа время ее прослеживания при совмещенном пункте возбуждения и ре гистрации, после чего не менее двух раэ проводят нозбуждения упругих колебаний.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

На схема показаны малоамплитудное нарушение 1, пункты 2-4 возбуждения упругих колебаний, пункты 5 регистрации расстояний б и 7 границы нарушения 1.

Горные выработки имеют сечение, близкое к прямоугольному с постоянством расстояний между стенками и кровлей-подошвой. Этот фактор определяет постановку приборов на стенках выработок при фиксированных выбранных расстояниях по системе удаленного пункта возбуждения от пункта приема как симметричную относительно оси выработки, в забое которой находится пункт приема. При этом расстояние между пунктами возбуждения, расположенными на ранных стенках выработки постоянно и равно ширине выработки.

При совмещенных пунктах возбуждения и регистрации определяют наз 1157491 лнчие нарушений I в плоскости зале- . „ гания пласта и расстояния 6 и 7 до них.!

Расстояние определяют по формуле

Р.- v где V — средняя скорость распростР ранения продольных колебаний, м/с;

t < — время прихода волны, определяемое по осциллограмме,с.

Местоположение малоамплитудных нарушений устанавливают по пересечению дуг, образованных радиусами, равными полученным расстояниям 6 и

7. В случае появления отраженной волны но системе совмещенных пунктов регистрации и возбуждения последние удаляются на расстояния, 20 равные или большие пути пройденного прямой волной за продолжительность времени ее регистрации по системе совмещенных пунктов возбуждения и регистрации. Учитывая, что частоты колебаний не превышают 1500 Гц при скорости распространения упругих волн в соляном массиве 4400 м/с и регистрируемые прямые волны представляют 2-3 фазные группы колебаний, время, при котором отраженные

30 волны могут быть выделены вне эоны помех, равняется 0,002 с и более.

Следовательно, минимальные расстояния удаления пункта регистрации от пункта возбуждения должны быть не менее 8-9 м. Таким образом, при удалении пунктов возбуждения от пунктов регистрации на выбранные расстояния отраженные волны от геологических нарушений регистрируются на 40 время отсутствия волн-помех, связанных с прямой волной.

Ввиду того, что выделяемая по наличию отраженной волны геологическая структура при использовании системы

i наблюдений с совмещенным пунктом возбуждения и регистрации может находиться по обе стороны от направления проходки одиночной выработки, требуется проведение регистрации отраже-. ний при удаленном пункте возбуждения как минимум два раза. При этом, возбуждение производится на выбранном расстоянии сначала на одной стороне выработки, затем точно на таком же расстоянии на другой стенке выработки (работа ведется на одноканальной станции).

Зарегистрированные отражения от пункта возбуждения, находящегося на той стороне выработки, которая обращена к геологическому нарушению, по сравнению с записью, полученной от пункта возбуждения, расположенного на противоположной стенке, отличаются более ранним временем прихода отраженной волны и большими амплитудами ее колебаний. При условии одновременного прихода волны к приемнику геологическое нарушение находится прямо по направлению проходки выработки.

Таким образом, для точного определения местонахождения необходимо регистрировать отраженные волны при удаленном пункте возбуждения как минимум два раза.

Пример. Для определения местонахождения нарушений упругие колебания возбуждаются с помощью ударного устройства через каждые

5 м штрека и распространяются со скоростью ПР от источника до структуры в соляном массиве. Регистрация упругих колебаний при предлагаемом способе осуществляется с помощью станции СНЦ-1 и сейсмоприемников

СВ1-30. Приборы крепятся в специально пробуренных шпурах на стенках штрека с ориентацией по их оси

ОХ (система совмещения пунктов возбуждения и пунктов регистрации ) и по оси ОУ (система изменяемых между пунктами возбуждения и регистрации расстояний ) упругих колебаний.

На первом этапе в забое штрека соответственно через каждые 5 м устанавливается сейсмический прибор в месте возбуждения упругих колебаний.

На границе вмещающая порода — структура- отраженные волны (Р„).Волны регистрируются на частотах 10001500 Гц, что дает воэможность регистЬ рировать их при отражении от границ структур диаметром 2 м и более.

Скорости распространения упругих колебаний в нормально залегающих соляных средах изменяются от 400 до 4400 м/с (средняя V<„ =4200 м/с 1, в породах глинисто-карналлитового состава — от 2800 до 3200 м/с (средняя V =3000 м/с ). Таким образом, границы перехода соль — глинисто-карналлитовая порода являются резкими, сильными отражающими границами с дифференциацией скоростей

ЧР„ Ч х 0,7- 0, У

1157491

Составитель Т.Райкова

Техред М.Кузьма Корректор А.Обручар

Редактор О.Головач

Заказ 3364/45 Тираж 748: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Система наблюдений с coBMPltlPHHbf ми ПВ и ПК представляет собой одновременное нх смещение с забоем выработки, При времени появления отраженной волны P вычисляют расстояIf ние 6 между малоамплитудным нарушен нием.и пунктами возбуждения — регистрации по формуле р л

1 где R — расстояние 6 от структуры

1 до.пункта возбуждения (регистрации }, м;

V — средняя скорость распростP ранения продольных колебаний, м/с (для месторождения

Ч =4200 м/с ); — время прихода волны, определяемое по осциллограмме,с, В процессе наблюдения при совмещении пунктов 2 и 3 получается неоднозначное решение. Проведение наблюдений с изменяемым расстоянием между пунктами возбуждения и регистрации позволяет однозначно определить местонахождение структуры. При этом пункт возбуждения устанавливается как на одной, так и на второй стенках штрека (горной выработки ). По изменению интенсивности и времени прихода волны Р„ определяется местоположение структуры по отношению к забою. Наличие малоамплитудного нарушения на противопоS ложной стороне штрека уменьшает . интенсивность и увеличивает время

t„ HX0 O Hbf P,.

4.

На втором этапе при фиксированном положении сейсмоприемника (или пункта возбуждения),удаляя пункт возбуждения (или регистрации } регистрируют время прихода отраженной волны Р„ . По времени появления отраженной волны 4 вычисляют рас15 стояние 7 между структурой и пунктом возбуждения

R =v;(g,--,ñ „), где R — расстояние 7 между струк 2 р турой и пунктом возбуждения, м.

Точка пересечения дуг с радиусами 6 и 7, проведенными из точек возбуждения, является отражающей пло25 шадкой малоамплитудной структуры типа "мульдыпогружения".

Таким образом, при данном способе достигается повышение безопасности горных работ и расширение области применения,:- сейсморазведки.