Способ сейсмической разведки

Способ сейсмической разведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>949573 (6)) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.12.78 (21) 2694425/18-25

t$1)M К з с приСоединением заявки ¹ 2721215/18-25 и 2723904/18-25 (23) Приоритет 31. 01. 79 по п.3

07.02.79 по п.2

Опубликовано 070882, Бюллетень ¹ 29

G 01 Ч 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 834 (088 ° 8) Дата опубликования описания 07. 08.82 (72) Авторы изобретения

И.В.Померанцева и A.Н.Моэженко (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки фф.; ск 1 (54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к сейсмической разведке строения простых и сложнопостроенных сред и используется для обнаружения и детального изучения геологических объектов внут ри земной коры и мантии Земли (струк тур по границам раздела коры и мантии, блоков, разломов и т.д.) .

Известен сейсмологический метод разведки (метод поля скоростей ), который позволяет по записям продольных и поперечных волн изучать распределение в земной коре и мантии Земли скоростных неоднородностей Щ .

Недостатками метода полей скоростей являются невозможность прослеживания границ раздела в земной коре и малая точность определения границ блоков с различными значениями скоростей.

Известен также способ сейсмической разведки, основанный на трехкомпонентной регистрации обменных и монотипных сейсмических волн, возбуждаемых землетрясениями и (или) взрывами (2j .

Недостатком известного способа является отсутствие четких связей между параметрами изучаемых сред, наблюдаемыми полями упругих волн и условиями расстановки пунктов наблюдения. Расстояния между пунктами наблюдения выбираются, исходя из воэможностей фазовой корреляции продольных и обменных волн и величин изучаемых структур. Этот недостаток становится особенно существенным в условиях сложнопостроенных сред, где фазовая корреляция и корреляция по областям общих глубинных точек продольных и обменных волн отсутствует. Применение в таких районах известного метода не позволяет с достаточной точностью и достоверностью определять строение земной коры и мантии Земли.

Цель изобретения — повышение достоверности разведки.

Поставленная цель достигается тем, что по углам выхода сейсмической радиации обменных и монотипных волн определяют ширину контуров, создаваемых на поверхности наблюдения полями этих волн от геологических объектов, расположенных в изучаемом интервале глубин, а регистрацию волн производят в пунктах, расстояния между которыми не превышают ширины перекрывающихся частей контуров.

949573

I р CO5EPS min PS benin Рз и лА

1 л (I сазлР ь P max "Р тах 1 Р53а п "Р5зтлп11 > где Н„ и Н> -лубины по нормали до . границы обмена под точ= ками наблюдений; угол наклона границы обмена; углы между нормалью к границе обмена и лучами продольных и обменных волн для землетрясений с максимальными и минимальными величинами сейсми35 ческих сносов при подходе их к йунктам наблюдения соответствен.- но по восстанию и падению границы обмена1 4() углы между линией наблюдения и проекциями сейсмических сносов на поверхность наблюдений для продольных и обменных волн, подходящих к пунктам наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена1 максимальные и минимальные сейсмические сносы для продольных и обменных волн, подходящих к пунктам наблюдений соответственно по восстанию и падению границы обмена. и разведке сложно- 6О с меняющимися вдоль клона расстояния блюдения ЬХ для сследований устаили менее суммы 65

Pò max

LPB win u Px mQx г

1PSъщлп P>mcxx

FPSi1плn

5p< max

Рз" т р2mmax ii

PS пл и

LP rnax i

РБЗ л л

Кроме того, пр построенных сред границы углами на между пунктами на заданных глубин и навливают равными

Кроме того,при разведке сложнопостроенных сред с плоскими наклон ными границами, расстояния между точками наблюдений dX устанавливают по соотношениям: при подходе волн к пунктам наблюде- 5 ния с одной стороны

" -% P а л ОЗ5Р maX PS min PS пНП -" козл "Ь P max Рата s PS„min РЗлming при подходе волн к пунктам наблюдения с разных сторон проекций на линии наблюдений абсолютных величин векторных разностей сейсмических сносов продольных и обменных волн, регистрируемых на соседних пунктах наблюдений: при подходе волн.к пунктам наблюдений с одной стороны п л Х . (1л Р-1л рз ). i o Vn os 2)" n. (З ) при подходе волн к пунктам наблюдений с разных сторон ьлл(Е(, - . ÄfÄ(cosyÄ c c(Ä

LP,LPS — векторы сейсмических и Lр снОсОВ ПРОДОлъных и

Рпл

Lp П1 -обменных волн на поверхности наблюдения при подходе волн к пунктам наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена.

На фиг. 1 показаны фронт подхода продольных волн Р, лучи продольных

P и обменных PS волн, образовавшихся на геологическом объекте — неоднородности К; ширина Ео исследуемого объекта К в плоскости, перпендикулярной. лучам продольных волн, падающих на объекту углы выхода сейсмической радиации для продольных ер и обменных еРв, волн, возбУждаемых далекими и близкими (в основном глубокофокусньми) землетрясениями и (или) взрывами с зпицентральными расстояниями соответственно 10-180 и 1-10 Здесь же показана поверхность наблюдения Q, профиль СД с пунктами 4 наблюдения, расположенными вдоль профиля через интервалы ЬХ, а также контуры, создаваемые на поверхности наблюде949573 ния полями продольных 1 и обменных 2. волн, перекрывающаяся часть 3 контуров, в пределах которой регистрируются как продольные, так и обменные волны. Части контуров, где наблюдаются от неоднородности К толь- 5 ко обменные волны обозначены А, а только продольные — Б.

На фиг.2 и 3 приведен принцип выбора систем наблюдений для двухслойных (многослойных) сред, при этом )О фиг.2 соответствует подходу волн от источников к пунктам наблюдений с одной стороны (по восстанию наклонной границы), а фиг.3 — с разных сторон, как по восстанию, так и по падению границы обмена.

Плоскость Q соответствует поверхности наблюдений, R — наклонной границе Обмена Види е со стороны 20 наблюдателя лучи продольных P и обменных РБ волн обозначены 1, невидимые — 2. Далее обозначены пункты 3 наблюдений, площадки 4 обмена на .плоскость 5 наблюдений, проекции площадок обмена на линию б наблюдения; максимальные сейсмические сносы для продольных Ьр „ и минимальные сейсмические сносй для обменных Ьрв„„ волн; углы между линией наблюдения и максимальными сейсмическими сносами продольных и минимальными сейсмическими сносами обменных волн — варь так и УрБ,,п„о соответственно.

Выбор расстояния между пунктами наблюдения Х по формулам(1) и (2) должен удовлетворять одновременно двум условиям,. а) д Х равно или менее разности 40 между проекциями на линию наблюдения максимального сноса продольных и минимального сейсмического сноса обменных волн при подходе с одной стороны к пунктам наблюдений (по 45 восстанию границы); равно или менее разности между суммами проекций на линию наблюдения максимальных сейсмических сносов продольных и минимальных сейсмических сносов обменных волн при их подходе с разных сторон; б) степень насыщенности сейсмических разрезов б должна удовлетворять непрерывности прослеживания границы, выражаемой формулой = — )1

ЬЬ где N — число площадок обмена, соответствующее числу обменных волн нли.числу информа- 60 тивных землетрясений; аЬ вЂ” участок границы обмена, которому соответствуют N зарегистрированных информативных землетрясений.

Увеличение степени насыщенности сейсмического разреза для изучаемой границы обмена, располагающейся в заданном интервале глубин, достигается уменьшением расстояний между пунктами наблюдений и (или) увеличением продолжительности наблюдений.

На фиг.4 и 5 приведены принципиальные схемы выбора расстояний между пунктами наблюдений при разведке сложнопостроенных сред с меняющимися вдоль границы углами наклона до

90 при подходе волн к пунктам наблюдений с одной (фиг.4) и разных сторон (фиг.5). Здесь изображены плоскость наблюдений Q, элементарные площадки обмена В„, В„и R< с углами наклона g,, „иц, линия восстания-падейия границы обмена АВ, линия наблюдения СД, углы между линией наблюдения СД и проекцией каждой площадки 5 обмена на поверхность наблюдений при подходе волн по восстанию и падению п1 границы обмена, векторы сейсмических сносов продольных и обменных вОлн при их подходе соответственно по состоянию Ьр„и Ьр „и падению Lp и L границы обмена, пункты 3 наблюдения, проекции 5 площадок обмена на поверхность Q и проекции 6 этих площадок на линию наблюдения, Видимые со стороны наблюдателя лучи продольных Р и обменных PS волн обеспечены 1, невидимые — 2.

Выбор расстояний по формулам (3) и (4) позволяет прослеживать границы обмена в простых и сложнопостроенных средах, не проводя фазовую и другие виды корреляций волн и их кинематических и динамических .параметров от точки к точке.

При этом при переходе от сумм (3) и (4) к интегралам возможен выбор расстояний д Х и для криволинейных границ.

- ПРедлагаемый способ позволяет проводить изучение субвертикальных границ в сложнопостроенных зонах, с которыми, как правило, связаны рудные месторождения ° В платформенных, простых районах возможно изучение предлагаемым методом не только субгоризонтальных, но и субвертикальных границ. К последним относятся зоны разломов в кристаллической коре, над которыми в осадочном чехле могут располагаться нефтяные и газовые месторождения.

Предлагаемый способ сейсмической разведки позволяет выбирать расстояния между пунктами наблюдения, тесно увязанные с параметрами изучаемых.сред и регистрируемыми волновыми полями

949573 при подходе волн к пунктам наблюдения с разных сторон где Н и Н„

РЗ пхсБ х

i и Ратах Р Р . МБП Р2roar

EPS m n И

Р Ра rear

EPS>min ьр,„„, Т р< п1„„и

Ьра щах Р

Р ПХ1П

По амплитудам продольных Р и обменных PS волн, зарегистрированных в районе исследования от землетрясений (или) взрывов, определяют углы 1 их выхода, величины перекрывающихся частей контуров, создаваемых на поверхности наблюдений этими волнами от геологических объектов. Зная

e. заданную глубину исследований и максимальные для района исследований з н ач ения углов g щ „, по формулам

+ (1) — (4) определяют значения шага наблюдений дХР с которым проводят дальнейшую разведку. Шаг Ь Х должен быть. менее ширины перекрывающейся части контуров, создаваемых на поверхности 15 наблюдений продольными и обменными волнами от геологических объектов, и равен или менее значений, полученных по формулам (1) †(2) при моноклинальном залегании границы обмена, и 20 равен или менее значений, полученных по формулам (2) и (3) при более сложном поведении границы обмена.

Значения bX, полученные по формулам (1) †(4) для заданных глубин Н 25 и максимальных для района исследования значений(Р „ позволяет получить соприкасающиеся или перекрывающиеся площадки обмена не только для заданных значений н и Б(Р „, но и для всех З0 больших глубин и мейьших углов .наклона площадок обмена.

Изобретение позволяет примерно на ЗОВ сократить бурение мелких скважин и повысить при этом достоверность исследований.

Формула изобретения

1. Способ сейсмической разведки, основанный на трехкомпонентной регистрации обменных и монотипных сейсмических волн, возбуждаемых землетрясениями и (или) взрывами, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности разведки, по углам выхода сейсмической радиации обменных и монотипных волн определяют ширину контуров, создаваемых на поверхйости наблюдения полями этих волн от геологических объектов, расположенных в изучаемом интервале глубин, а регистрацию волн производят в пунктах, расстояния между которыми не превышают ширины перекрывающихся частей контуров.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при разведке 55 сложнопостроенных сред с плоскими наклонными границами расстс яния между точками наблюдений д Х устанавливают по соотношениям: при подходе волн к пунктам наблюде- 6О ния с одной стороны

«àc

Бх-(|р РРБРраа» рь а 1 Ра Ррь а eg соец ь Р аах Р Ох 1 рз,пип Рь„т Р 65

ХР(Ь С БРР аа„ „М ЬР с

Н ссеср ь Рхаах йрхтак ь pe m Р РБ m n ) (Ь а сОБ > -Ы(с05 <

3 з глубины по нормали до границы обмена под точками наблюдений; угол наклона границы обмена; углы между нормалью к границе обмена и лучами продольных и обменных волн для землетрясений с максимальными и минимальными величинами сейсмических сносов при подходе их к пунктам наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена; углы между линией наблюдения и проекциями сейсмических сносов на поверхность наблюдений для продольных и обменных волн, подходящих к пунктам наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена; максимальные и минимальные сейсмические сносы для продольных и обменных волн, подходящих к пунктам наблюдений соответственно по восстанию и падению границы обмена.

3. Способ по п.1, о т .л и ч а юшийся тем, что при разведке сложнопостроенных сред с меняющимися вдоль границы углами наклона расстояния между пунктами наблюдения дХ для заданных глубин исследований устанавливают равными или менее суммы проекций на линии наблюдений абсолютных величин векторных разностей сейсмических сносов продольных и обменных волн, регистрируемых на соседних пунктах наблюдений: при подходе волн к пунктам наблюдений с одной стороны

f ((Lp LPs )Рх ) - соз „- cos „, а

949573

10 при подходе волн к пунктам наблюдений с разных сторон ьХ (Е((,- . р („(сОБф„сОБ Е((|,- ),„(СОВ ф,„СОИ щ ) 5 где ц и (pù — углы наклона элементарных площадок обмена относительно горизон. тали соответственно при подходе волн к то- 10 чкам наблюдения по вос- станию и падению границы обмена; (и щ — углы между линией наблюдения и проекцией каж- 15 дой площадки обмена на поверхность наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена;

Ь „, — векторы сейсмических и сносов продольных и

L«,Ã,„oáìåííûõ волн на поверхность наблюдения при подходе волн к пунктам наблюдения соответственно по восстанию и падению границы обмена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бутовская Е.М. Методика и результаты построения скоростных разрезов последовательными приближениями на примере некоторых районов Узбекистана. — Физика Земли, M 1968, Р 8, с. 25-35.

2. Померанцева И.В. и Мозженко A.Н.

Сейсмические исследования с аппаратурой Земля . М., Недра, 1977, с. 80-91.

949573

-Р 4-

° — -е-ф ° фцр.е -ф

4Ъ .

Составитель Б.Снежкин

Редактор Г.Кацалап ТехредТ. Маточка Корректор A,Äçÿòêî

Заказ 5743/35 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

*о делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4