Способ сейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:г; па те-;, .; н - б о те

Союз Советских

< 77)588

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.78 (21) 27О3879/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.03.82. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.82 (51) М.Кл.з G Ol V 1 Nl

Мосударствеииый комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Певзнер, Ф. A. Хабибулин и В. А. Циммер (71) Заявитель Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики научно-производственного объединения «Геофизика> (54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к способам сейсмической разведки методом преломленных (головных, рефрагированных) волн и может быть использовано для обнаружения и оконтуривания локальных неоднородностей (залежей полезных ископаемых, зон разломов, соляных штоков, карстовых полостей и т. п.) в геологической среде, характеризующейся наличием многих неоднородностей.

Известен способ обнаружения и прослеживани я неоднородности, в частности тектонического нарушения, трещины в подземных пластах, заключающийся в том, .что с одной стороны от предполагаемой неоднородности, по меньшей мере в одном пункте возбуждают сейсмические волны, а с другой стороны от искомой неоднородности регистрируют, по меньшей мере одним приемником проходящие через.пласт сейсмические волны, сравнивают затухание энергии принятых сейсмических волн с нормальным затуханием энергии в пласте, которое определяют путем регистрации сейсмических волн вдоль той же стороны пласта, где воз буж дают упругие колебания, на основании чего судят о наличии неоднородности (1).

Местоположение неоднородности определяют путем сравнения анергии затуха- ЗО ния проходящих через пласт прямых сейсмических волн, возбужденных во многих пунктах вдоль пласта с одной стороны от неоднородности и зарегистрированных во многих пунктах вдоль пласта с другой стороны от неоднородности.

Недостатком этого способа является то, что обнаружить неоднородность и определить ее местоположение можно только для случаев, когда пункты возбуждения, пункты регистрации волн и неоднородность располагаются в одной плоскости. Такое условие вызывает необходимость иметь по меньшей мере одну горную выработку, скважину или сильно расчлененный (гористый) рельеф местности, что усложняет ра боты, повышает их стоимость и ограничивает область применения способа.

Другой недостаток описанного способа заключается в том, что способ основан на предположении об однородном строении вмещающих пород. В реальных геологических средах часто встречаются ситуации, например наличие перекрывающих рыхлых образований, коры выветривания или неидентичность установки сейсмоприемников, когда нормальное затухание вообще невозможно выделить на фоне аномалий от помехообразующих неоднородностей, так как надежность определения нормального

771588 затухания энергии волн зависит от количества и контрастности неоднородностей, расположенных во вмещающих породах на пути сейсмических лучей. В связи с этим применение способа в реальной геологической среде не всегда позволяет с необходимой надежностью и точностью обнаруживать и оконтуривать неоднородности.

Известен также способ сейсмической разведки полезных ископаемых, заключающийся в том, что в некоторой точке с одной стороны от проекции неоднородности (рудной залежки) на дневную поверхность возбуждают упругие колебания, с другой стороны от проекции неоднородности сейсмографами регистрируют энер,гию проходящих (преломленных) сейсмических волн (21. После этого строят кривую интенсивности волн на развернутой в линию окружности, по которой располагались пункты приема, по изменению кривой интенсивности судят о наличии неоднородности, ее размерах и положении.

Необходимым условием при использовании способа является расположение сейсмографов на окружности с центром в пункте возбуждения упругих колебаний.

Пункт возбуждения и линия приема воля находятся на поверхности, р асположенной по одну сторону от изучаемого объема среды и предполагаемой неоднородности, что не требует наличия горных выработок или бурения скважин.

Основной недостаток способа заключается в том, что выделение аномалии интенсивности волн от полезной неоднородности в сложной геологической среде затруднительно или невозможно.

Это связано с тем, что в реальной геологической среде перекрывающие искомую неоднородность обр,азования всегда состоит из зоны рыхлых пород, коры выветривания или зоны высокоградиентных измененных пород. Эти образования характеризуются крайне изменчивой мощностью и резким перепадом физических свойств по сравнению с подстилающими породами, которые обычно являются объектом поисков полезных неоднородностей. В то же время даже самые контрастные неоднородности, такие как рудные залежи, разломы, интрузивные тела, отличаются по физическим свойствам меньше от вмещающих пород, чем верхняя часть разреза.

Кроме того, в наблюденном волновом поле всегда присутствуют аномалии — помехи, обусловленные неидентичными поверхностными условиями регистрации волн в разных точках профиля.

Другим недостатком способа является жесткость системы наблюдений, которая является результатом расстановки приемников по окружности. Это обстоятельство ограничивает возможности способа в трудподоступных и промышленно-освоенных районах.

Целью изобретения является исключение влияния мешающих неоднородностей, 5 расположенных в перекрывающих искомую неодногодность геологических образованиях.

Цель достигается тем, что упругие колебания дополнительно возбуждают в пункте, расположенном между проекцией неоднородности ra поверхность наблюдения и непродольным профилем, исключаю г влияние аномалий — помех путем определенная разности значений параметров (времени пробега, амплитуды и т. п.) преломленных волн, .зарегистрированных из двух пунктов возбуждения, и по освобожденной от помех полезной аномалии судят о наличии и местоположении неоднородности.

При возбуждении и регистрации упругих колебаний на дневной поверхности фронт преломленной волны дважды пересекает верхнюю часть разреза: при входе в геологические образования и при выходе

25 на поверхность наблюдений. Площадь поперечного сечения лучевой трубки вблизи источника возбуждения настолько мала, что все лучи, вотречающие неоднородность верхней части разреза, искажены в равной степени. Эти искажения приводят к одинаковому систематическому изменению всех значений параметров волнового поля в пределах лучевой трубки, ограниченной на линии приема длиной кепродольного профи35 ля, а неоднородности, пересекаемые на выходе лучей широкой частью лучевой трубки, по-разному искажают волновое поле в зависимости от размеров в контр.астности неоднородностей.

4О В то же время пути волн, возбужденных из двух удаленных друг от друга пунктов возбуждения, но регистрируемых на одном непр одольном профиле, на выходе к дневной поверхности близки, поэтому ис45 кажения обоих фронтов волн, вызванные верхней частью разреза, практически одинаковы и при вычитании исключаются. Но, поскольку фронт волны из дальнвпо пункта возбуждения пересек искомую неоднородность, то аномалия параметров волнового поля, связанная с ней, после вычитания остается в наблюденном волновом поле.

С целью оконтуривания неоднородности производят следующие операции.

Выделенную аномалию проектируют на профиль наблюдения, границы проекции соединяют с дальним пунктом возбуждения, определяя таким образом область ве6О роятного существования полезной неоднородности. Область имеет вид треугольника.

Поворачивая систему пункты возбуждения — пункты приема вокруг объема геологической среды, заключенной между двумя пунктами возбуждения, каждый раз

771588

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

45 1. Патент США Ко 3433321, кл. 181-05, опублик. 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

М 5И 17, кл. 42 с, 1934 (прототип). определяют область существования неоднородности. Внутренняя зона, полученная при пересечении областей существования, является проекцией неоднородности на дневную поверхность. Расстояние между пунктами возбуждения определяется предполагаемыми размерами и глубиной залегания искомой неоднородности.

Пространственное положение тела в объеме геологической среды определяют путем изменения р асстояния от источников возубждения до приемников и вращением системы вокруг полученной ранее проекции. Это обеспечивается изменением глубины проникновения фронтов преломленных волн.

Разведку по площади ведут путем перемещения системы пункты возбуждения— пункты приема волн, последовательно включая в область излучения некоторый объем .геологической среды и некоторые неоднородности.

Способ допускает использование любых источников возбуждения и регистрирующей аппаратуры, расстановку приемников по линии произвольной формы. Могут быть использованы продольные и поперечные волны.

На фиг. 1 схематично показан в разрезе один из возможных вариантов применения способа; на фиг. 2 — в плане один из возможных вариантов применения способа.

Вмещающая геологическая среда 1 включает в себя искомую неодородность 2 и перекрыта верхней частью разреза 3.

Упругие колебания возбуждаются в источниках 4 и 5, регистрируются на профиле

6. Лучи преломленных волн 7 и 8 из пунктов возбуждения выходят на дневную поверхность п о близким траекториям и влияние встреченных ими неоднородностей в верхней части разреза практически одинаково. Различие в волновом поле обусловлено в основном искомой неоднородностью, что после вычитания фиксируется аномалией параметров волн, границы 9 которой показаны.

Применение данного способа сейсмической разведки обеспечивает выделение неоднородностей в некотором объеме геологической среды, перекрытых сложными по внутреннему строению геологическими образованиями; определение места заложения поисковых скважин и их глубины; отказ от проведения дополнительных работ по изучению верхней части разреза, по определению сейсмических параметров (скорости, затухания волн и т. п.) во вмещающих породах и в неоднородности, по изучению поверхностных условий регистрации волн.

Формула изобретения

Способ сейсмической разведки, вклю20 чающий возбуждение упругих колебаний с одной стороны и регистрацию сейсмических волн на непродольном профиле с другой стороны от проекции предполагаемой неоднородности на поверхность наблюдения с последующим выделением аномалии параметров преломленных волн, связанной с неоднородностью, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния мешающих неоднородностей, расположенных в перекрывающих искомую неоднородность геологических образованиях, упругие колебания дополнительно возбуждают в пункте, расположенном между проекцией неоднородности на поверхность наблюдения и непродольным профилем, Исключают влияние аномалий-помех путем определекия разности значений параметров преломленных волн, зарегистрированных из двух пунктов возбуждения, и по освобожденной от помех полезной аномалии судят о наличии и местоположении неоднородности.

771588 фиг. 2

Техред И. Пеичко Корректор И. Осииовская

Редактор Л. Письман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 255/165 Изд. № 121 Тираж 719 Подписно

НПО «Поиск» Государствеиноге комитета СССР по делам изобретений и открытий

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