Общие сведения. В большинстве районов, где проводятся сухопутные сейсмические работы, самая верхняя часть геологического разреза представлена слабосцементированными, рыхлыми отложениями. Вследствие выветривания пройсходит разуплотнение пород, выходящих на поверхность, ослобляются связи между составляющими их минеральными частицами. Особенно слабыми являются связи между частицами почвенного слоя.
Приповерхностный выветрелый слой, отличающийся пониженными значениями скоростей продольных и поперечных волн, называется зоной малых скоростей (ЗМС). Скорость Vp в ЗМС может быть аномально низкой –меньшей , чем скорость звука в воздухе. Обычно она составляет от 200-300 до 600-800 м/с. Иногда нижнюю часть ЗМС выделяют как зону пониженных скоростей, где величина Vp может возростать до 1400-1600м/с. Мощность ЗМС может достигать 100 м и более , но обычно она составляет 5-15 м. Часто подошва ЗМС совподает с уровнем грунтовых вод.
Скорости внутри ЗМС зачастую очень изменчивы как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях. Если коренные породы являются терригенными, то скорости обычно плавно увеличываются с глубиной . На выходах карбонатных, гидрохимических и изверженных пород они возрастают с глубиной гораздо быстрее, а иногда ЗМС здесь практически отсутствует. Ее нет также в районах развития многолетней мерзлоты. Вариации скоростей в ЗМС по горизонтали обусловлены изменениями состава пород и степени их водонасыщенности, что часто связано с особенностями рельефа1.
Наличие ЗМС существенно сказывается при проведении сейсмических наблюдений. Присутствие слоя очень малой скоростью приводит к резкому преломлению лучей на его подошве. В результате при наличии ЗМС лучи приходящих объемных волн выходят на поверхность земли практически вертикально. Это обстоятельство благоприятно для регистрации колебаний, так как теперь продольные волны обладают преимущественно вертикальной составляющей смещения, а поперечные –горизонтальной.
Отмеченные выше особенности ЗМС имеют значения как для продольных, так и для поперечных волн. Однако для последних подошва ЗМС часто не является резкой границей, поскольку их скорость слабо зависит от степени водонасыщенности пород. По этой причине верхняя часть разреза, включающая ЗМС, оказывается для поперечных волн более однородной, чем для продольных.
В сложившейся практике сейсморазведочных работ для устранения искажающего влияния ВЧР на сейсмическую запись определяют каким-либо из известных способов статические поправки, затем в зарегистрированные сейсмозаписи вводят равные статическим поправкам временные сдвиги.
Широко применяется в практике сейсморазведочных работ способ устранения искажающего влияния верхней части разреза в сейсморазведке на основе определения статических поправок по методу преломленных волн Чаще наблюдения этим методом основаны на регистрации только первых вступлений; взрывы производятся в небольших шурфах (0.5 м) либо в скважинах глубиной порядка 2 м. Как правило, схема наблюдений состоит из прямого и обратного годографов с пунктами взрывов на расстоянии 1, которое определяется примерно из условия, что волны со скоростью, равной скорости в коренных породах (V1), будут регистрироваться в первых вступлениях на расстояниях не далее , откуда
где h0 - мощность зоны малых скоростей;
(V0 - средняя скорость в зоне малых скоростей).
Обработка материалов МПВ с целью определения статических поправок чаще всего производится приближенным способом встречных прямолинейных годографов. Наблюденные годографы осредняются отрезками прямых. Скорость в первом слое вычисляется по угловому коэффициенту годографа прямой волны. Скорости во втором и последующих слоях определяются по угловым коэффициентам преломленных волн с привлечением данных о скорости в первом слое. Используя длины отрезков, отсекаемых продолжениями годографов преломленных волн на оси времен, и вычисленные скорости, рассчитывают эхо-глубины до преломляющих границ.
Полевые данные в формате SEG-Y
|
Контроль качества |
|
|
Ввод геометрии |
|
|
Пикирование |
|
|
Скоростной анализ |
|
|
Расчет статики |
|
|
Вывод результатов |
|
Добавление точки в базу данных глубинам и скоростям находят значения статических поправок 2.
- Экспериментальные данные. Работы по изучению ЗМС, методом преломленных волн, на Контрактном участке «Южный» проводились с целью получения информации о верхней части разреза и для расчёта статических поправок.
Точки МПВ по каждому профилю располагались равномерно по линиям приема с шагом 2 км., в характерных точках рельефа и узловых точках на 3D площади. Всего было отработано 57 точек МПВ.
При проведении работ методами МПВ использовалось 24-x разрядная сейсмостанция «SGD- SEL»(Россия, Новосибирск) с возможностью регистрации 48 каналов с частотой дискретизации от 0.25 до 2 мсек.
В качестве источника упругих колебаний применялась установка «падающий груз» на базе автомашины ЗиЛ-131.
Рис. 1. Граф обработки МПВ
Полевые данные записывались в формате SEG-Y Rev 13.
- Обработка данных. Оброботка данных МПВ происходила непосредственно в базовом лагере партии, по мере отстрела. Сейсмограммы МПВ регистрировались в формате SEG-Y Rev 1 и записывались на съемный носитель. Каждый пункт возбуждения МПВ представлял собой отдельный файл с 48 рабочими трассами и 2 служебными трассами. Так же полевые данные включали в себя рапорт оператора.
На первом этапе оценивалось качество полевого материала, изучались служебные каналы на предмет отставания или опережения начала регистрации относительно срабатывания источника.
Следующей операцией являлся ввод геометрии в каждую трассу (значение удаления от пункта взрыва до пункта приема) при помощи программы Triton.
По временным значениям первых вступлений строилась система встречных годографов. По методу разностного годографа рассчитывались значения мощностей и скоростей пластов, слагающих зону малых скоростей и подстилающую толщу до уровня приведения.
В дополнение к вышеописанному графу необходимо отметить, что для каждой точки МПВ выполнялся вывод графиков встречных годографов и волновых картин по каждой ветке с усилением и в масштабе, требуемом представителем заказчика. 4
Рис. 2. Встречные годографы построенные по данным МПВ
Результаты обработки данных МПВ вносились в сводную таблицу для удобства их анализа и дальнейшего использования.
- Расчёт статических поправок. Статические поправки для пунктов приема и возбуждения рассчитывались по следующей формуле
T=Нзмс/Vзмс+(Datum-Аl-Hзмс)/Vз
где TПП- поправка за пункт приема (ПП)
Al-значение альтитуды рельефа
V3- средняя скорость замещения по данным МПВ Нзмс – мощность зоны малых скоростей
Vзмс – средняя скорость ЗМС
Интерполяция мощностей ЗМС, скоростей ЗМС и скорости замещения по каждому профилю осуществлялась на полевом обрабатывающем комплексе с использованием программ Surfer 8.0, Excel 5.
Выводы. Способы наблюдений и обработки материалов и интерпретации в МПВ позволило: а) определить глубину Н до преломляющих границ и построить разрезы, карты изоглубин; б) устанавливать граничные скорости VГ распространения волн вдоль преломляющихграниц по годографам
в) оценивать зависимость V(Н) региональной компоненты поля скоростей от глубины по годографам рефрагированных волн;
г) Расчет статических поравок для пунктов приема и возбуждения д) строить разрезы в изолиниях скорости.
ЛИТЕРАТУРА
- «Инструкции по сейсморазведочным работам», М., 1985г.
- Бондаренко В.М., Ларионов А.М., Демуре Г.В. «Общий курс геофизических методов» М., Недра, 1986, 465 с.
- Шерифф Р., Гелдарт Л. «Сейсморазведка» М., Мир, 1987, 364с
- Хаттон Л., Уэрдигтон М., Мейкин Дж. «Обработка сейсмических данных. Теория и практика» М., Мир, 1989, 267с.
- Гамбурцев Г.А. Основы сейсморазведки. М. Гостоптехиздат.1959.378 с.