Малоглубинная сейсморазведка

     В районах со сложными сейсмогеологическими условиями, когда необходимо картирование нескольких сейсмических границ, эффективно применение систем с большим количеством постоянных баз. Такие системы характеризуются малой производительностью отработки профиля, но позволяют увеличить объем физических наблюдений за одну приборо-смену, в результате чего становится возможным имитировать систему наблюдений с общими пунктами возбуждения или приема. При работе с трехканальными сейсмостанциями могут быть применены системы одновременной отработки зондирований, с получением одной ветви годографа и профилирования на двух постоянных базах. В этом случае сейсмоприемник одного из каналов устанавливается в одной из точек профиля и остается неподвижным, а два других, совместно с источником, перемещаются по профилю, удаляясь либо приближаясь к нему. Шаг размещения зондирований по профилю в этом случае равен или больше принятой длины годографа.

     В целом, малоканальные сейсмостанции  обеспечивают наибольшую гибкость в  выборе разнообразных систем наблюдений. Наряду с продольным профилированием, в практике работ могут широко применяться системы непродольного профилирования либо комплексирование продольного и непродольного.

     В заключение приведем некоторые замечания  о системах наблюдений. Исходя из самых  общих позиций метода отраженных волн, можно постулировать, что существует некоторый оптимальный угол отражения а, когда отраженная волна наблюдается наилучшим образом и при этом 0 < а < 90°. Действительно, когда расстояние пункт возбуждения — пункт приема велико по сравнению с глубиной залегания отражающей границы и угол 1а приближается к 180°, отраженная волна интерферирует с прямой и практически не выделяется. При увеличении глубины залегания границы, когда угол а приближается к нулю, интенсивность отраженной волны падает за счет увеличения расстояния между пунктом возбуждения и отражающей границей, что также затрудняет ее выделение. Возможности уменьшения угла а путем уменьшения расстояния пункт возбуждения - пункт приема при небольшой глубине отражающей границы ограничены присутствием регулярных помех вблизи пункта возбуждения. Оптимальный угол зависит, очевидно, от многих причин, включая как свойства самой отражающей границы, так и общую мозаику поля регулярных помех. Для последующих построений достаточно допущения, что оптимальный угол существует. Отсюда следует, что при определенном расстоянии L между пунктом возбуждения и пунктом приема, некоторая область геологического разреза, расположенная на глубине h, изучается лучше других. При горизонтальном залегании границ центр этой области будет лежать на перпендикуляре, опущенном из середины отрезка L, на глубине h = //2 sin а. Для простоты построений примем а = 45°.

     Перед построением приведенных схем было сделано несколько допущений, в частности, что угол а равен 45°. Легко видеть, что изменение этого угла изменит только вертикальный масштаб. Можно допустить, что границы, залегающие на разных глубинах, по разным причинам имеют разные углы а. Это приведет к определенным трансформациям в расположении центров областей на разрезе, но не изменит существа дела.

     В традиционной сейсморазведке существуют более сложные системы наблюдений, когда применяется большее число пунктов возбуждения, например ОГТ, которые по своей сути направлены на устранение недостатка,  связанного  с  неравномерностью изучения  геологического разреза.

     Представляется, что если систему наблюдений рассматривать  только с позиции получения некоторого объема информации о геологическом разрезе, то невыгодны как многоканальные сейсмостанции с небольшим числом пунктов возбуждения, так и малоканальные с большим числом пунктов возбуждения. Необходимо, чтобы при одном источнике возбуждения число каналов и пунктов возбуждения было примерно одинаково, точнее при п каналов должно быть п + 1 пунктов возбуждения или наоборот.

Технология  полевых работ.

     Наземные  полевые работы при изучении ВЧР проводятся в два этапа. На первом этапе выполняются опытно-методические работы, в процессе которых выясняются сейсмогеологические условия района работ, выбирается метод решения поставленной задачи, системы наблюдений, рабочие параметры приема и возбуждения колебания, а при наличии скважин - проводится ВСП. На втором этапе, с использованием выбранных методических приемов, отрабатываются основные объемы полевых работ.

     Работы  второго этапа, в свою очередь, могут  выполняться в несколько циклов, из которых завершающим является детализация участков с более сложными сейсмогеологическими условиями. Началу опытно-методических работ предшествует анализ имеющейся по району геолого-геофизической информации, по результатам которого производится предварительное сейсмогеологическое районирование и выбираются наиболее характерные зоны для проведения опытно-методических работ.

     В выбранной зоне, желательно вблизи буровых скважин, отрабатывается зондирование с максимальными длинами годографов, с сокращенным шагом между каналами и без применения интерференционных систем. В процессе отработки зондирования варьируются параметры

возбуждения и приема. Анализируется зарегистрированное волновое поле и полученные данные сопоставляются с имеющейся геологической  информацией. По результатам анализа намечаются меры повышения информативности сейсмических работ, например с применением интерференционных способов приема, либо, если полученные данные позволяют это сделать, выбирается метод, обеспечивающий решение поставленной геологической задачи. Аналогичные работы проводятся в следующих зонах до получения положительных результатов. Затем на участке проводятся дополнительные эксперименты с целью уточнения рабочих параметров выбранного метода, опробуется группирование сейсмоприемников и пунктов возбуждения. С выбранными оптимальными параметрами отрабатываются зондирования в других зонах района. Выясняются особенности изменения волновых полей и выбираются необходимые размеры постоянных баз, а для районов со сложными сейсмогеологическими условиями выбираются оптимальные системы профилирования - длина годографов, размер баз и шаг наблюдений.

     Работы  второго этапа могут проводиться  в различной последовательности. В случае применения зондирований с профилированием на постоянных базах вначале может быть отработан наибольший объем зондирований, а затем профилирование на постоянных базах или отработка зондирований и профилирование проводятся параллельно.

     После выполнения основного объема работ  проводится детализация участков неуверенного прослеживания сейсмических горизонтов и зон с аномальными параметрами волновых полей. На этом этапе, как правило, отрабатываются дополнительные точечные зондирования с целью сокращения шага наблюдений либо отрабатываются дополнительные зондирования.

     Технология работ в горных выработках, например, с задачами сейсмического просвечивания или определения напряженного состояния массива горных пород, также двухэтапная и определяется пространственным положением горных выработок и их состоянием. Наибольшего внимания заслуживает крепление сейсмоприемников к стенкам выработок и возбуждение колебаний при наличии крепи. Для возбуждения необходимо выбирать участки без трещин и вне зон дробления. Кренить сейсмоприемники наиболее просто в углублениях на стенках выработок с помощью алебастра или замазок. Схема, длина годографов и шаг наблюдений могут быть выбраны по данным, приведенным в работе, и скорректированы применительно к конкретным условиям.

     Технология  наблюдений в скважинах (ВСП), как  показывают экспериментальные исследования, полностью определяется принципами и рекомендациями, приводимыми в работе. Некоторые особенности связаны с регистрацией слабых сигналов, возбуждаемых слабыми поверхностными источниками. Это приводит к необходимости более плотного прижима скважинного снаряда к стенкам скважины, полного устранения влияния каротажного кабеля, а также использования меньшего шага между соседними наблюдениями и применения систем наблюдений, обеспечивающих уменьшение влияния поверхностных волн. Выбору систем наблюдений

ВСП предшествует отработка зондирований с общими пунктами возбуждения или приема, расположенных у устья скважины. По данным зондирований определяется местоположение пункта возбуждения, которое считается оптимальным, когда он в наибольшей мере приближен к устью скважины и находится вне зоны влияния поверхностных волн.

                    Приемы обработки и интерпретации материалов.

     Рассмотрим  оперативные приемы обработки первичных  материалов. При этом основное внимание будет уделено тем из них, которые связаны с наименьшими затратами и в большей мере соответствуют методике полевых работ.

     Предлагаемые  приемы не противопоставляются современным  тенденциям в развитии обработки с использованием ЭВМ. Авторы знакомы с преимуществами машинной обработки, но считают, что при изучении малых глубин, когда требуется высокая оперативность в получении конечного результата и постоянная необходимость в корректировке методики полевых наблюдений вследствие изменчивости параметров ВЧР, машинная обработка должна осуществляться на профиле. Техническое обеспечение этого направления пока что не достигло соответствующего уровня.

     Обработка и интерпретация первичных материалов содержит следующие этапы: предварительная обработка; вычисление скоростных параметров разреза; определение глубин залегания сейсмических границ; оценка точности полученных параметров.

     Предварительная обработка. В процессе предварительной обработки составляются сводные сейсмограммы, монтажи сейсмограмм, производится корреляция зарегистрированных волн, строятся годографы и поля времен t и вводятся поправки.

     Необходимость в составлении монтажей обычно возникает  при отработке протяженных профилей и зондирований с большими длинами годографов. В некоторых случаях полезно составлять монтажи для отдельных постоянных баз, что облегчает корреляцию целевых волн в сложных волновых полях.

     Желательно, чтобы процессу корреляции волн предшествовал  этап тщательного анализа всей имеющейся  информации о предыдущих исследованиях в изучаемом районе и на соседних площадях. Это способствует более правильной оценке кинематических и динамических свойств основных волн. В процессе корреляции выделяются основные целевые волны и определяется время прихода их одинаковых фаз. Последний момент является существенным при наблюдениях на фиксированных базах, когда одновременно меняются условия возбуждения и приема, вследствие чего возникают трудности в отождествлении одноименных фаз на соседних трассах. В таких случаях эффективно применение приема совмещения записей соседних или удаленных трасс, из которых одна рисуется на кальке и накладывается на другую, а затем подбирается их наилучшее совпадение как по форме, так и по фазе. Определенную помощь в контроле

правильности  проведенной корреляции оказывает  анализ построенных полей t (х, I) и годографов.

     В соответствии с известными принципами интерпретации точечных зондирований время прихода волн при построении полей t (x, I) относится к центрам баз.

     В годографы вводятся поправки за фазу и при необходимости поправки за изменение зоны малых скоростей. Поправки за фазу определяются по наиболее интенсивным записям. В случае использования нескольких режимов вводится временная коррекция, исходя из того, что максимальные значения амплитуд волны при регистрации переходов сигналов через нуль соответствуют нулевым значениям амплитуд волн, получаемым при многоразрядном АЦП. Первые вступления на всех режимах АЦП регистрируются без изменений.

     Определение скоростных параметров разреза. Наиболее полную и точную информацию о скоростном разрезе можно получить только по данным сейсмокаротажа, поэтому его проведение представляется целесообразным при первой же возможности. Однако в реальных условиях доступные для каротажа скважины, как правило, отсутствуют и всю основную информацию о скоростях извлекают из данных зондирований MOB,

МПВ.

     Построение  сейсмических разрезов. В большинстве случаев построение сейсмических разрезов производится от земной поверхности. Это позволяет вводить поправки за изменение рельефа местности. При профилировании на постоянных базах разрезы строятся от линии, соединяющей точки возбуждения и приема.

     В зависимости от особенностей геологического строения изучаемого района и требований, предъявляемых к точности и оперативности  получения конечного результата, может быть применен весьма широкий круг методических приемов вычисления глубины залегания сейсмических границ. По сложившейся традиции, зарубежные фирмы при изучении ВЧР применяют в основном палеточные способы, которые при удовлетворительной точности обеспечивают высокую производительность обработки больших объемов первичных материалов. В нашей стране преимущественное распространение получили графоаналитические способы, особенно способ t₀.

     Оценка  точности построений. Основным критерием правильности интерпретации полевых материалов является внешняя сходимость ее результатов с материалами других методов, например, с данными бурения. Однако такое сравнение не всегда возможно. В этом случае необходимо оценивать относительную погрешность определения параметров сейсмогеологического разреза - скорости распространения волн и глубины залегания в зависимости от погрешности измерения времени прихода волны. Последняя определяется спецификой сейсморазведки как метода и при правильном выборе параметров измерительного устройства (квантования временной оси и амплитуды сигнала, числа накоплений) от них не зависит.