1 .Сейсморазведка
Основы сейсмического метода.
Сейсморазведка – это совокупность методов исследования геологического строения земной коры, основанных на изучении распространения в ней искусственно возбуждённых упругих волн. Упругая волна, распространяющаяся на глубину из точки возбуждения, отражается от глубинных границ или преломляется и возвращается к земной поверхности. Здесь она фиксируется приемной аппаратурой, которая преобразует механическую энергию упругой волны в электрические сигналы, поступающие затем на вход сейсморегестирующего канала (Рис.2). Измеряя время распространения волн и изучая характер колебаний, определяют глубину и форму залегания преломляющих и отражающих границ. Сейсмический метод позволяет определять слоистую структуру среды, углы наклона пластов, получать информацию об анизотропии скоростей, о трещиноватости, газо – и нефтенасыщенности. (Сейсморазведка…, 1993)
Сейсморазведка широко используется при поисках нефтяных и газовых месторождений.
Рис. 2 Схема сейсмической разведки.
Объектом исследования сейсморазведки является в основном верхняя часть земной коры, к которой приурочены месторождения полезных ископаемых. Земная кора сложена и разнообразна по своему геологическому строению. Реальные геологические среды отличаются по своим упругим свойствам. Многообразие реальных сред представляет определенные трудности. Многообразие реальных сред представляет определенные трудности для реализации сейсмического метода. Поэтому для теоретического рассмотрения были введены модели сред (Сейсморазведка…, 1993). Три класса:
слоисто-однородные модели
меодели с непрерывным изменением скорости
слоисто-неоднородные модели
Очень важной геологической единицей является слой. Выделяются модели слоистых сред, пригодные для описания структур осадочных бассейнов. С другой сторны, рассматриваются достаточно крупные массивы горных пород, в которых слой не выделяется. Это, например, интрузивные массивы. Упругие свойства, как и другие физические свойства, в таком массиве распределены непрерывно. В этом случае может быть введена модель с непрерывным изменением скорости.
Сейсмическая разведка – это сложная динамическая система, предназначенная для исследования земных недр. В ней происходят процессы преобразования энергии и информации, важнейшими из которых являются; возбуждение сейсмическим источником первичных волн, их распространение в геологической среде с образованием на ее неоднородностях вторичных волн, прием и запись упругих колебаний в точках наблюдения, обработка и интепретация сейсмических записей. Целенаправленную последовательность этих процессов можно рассматривать, как сейсморазведочный канал, преобразующий воздействие источника упругих колебаний (входной сигнал) в сейсморазведочную информацию (выходной канал).
Классификация методов сейсморазведки.
Классификацию методов сейсморазведки можно проводить по типам применяемых волн. Основными методами являются метод отраженных волн (МОВ) и метод преломленных волн разных типов поляризаций: продольные, поперечные, обменные. На основе цифровой регистрации и соответствующей обработки разработаны более эффективные методы общей глубинной точки отражения (ОГТ) и метод регулируемого направленного приема сейсмических волн (РНП).
Сейсмические наблюдения в зависимости от места их выполнения подразделяют на:
наземную сейсморазведку;
речную и озерную сейсморазведку;
морскую сейсморазведку;
скважинную сейсморазведку;
подземную (или шахтную) сейсморазведку.
В зависимости от характера решаемых геологических задач сейсморазведку подразделяют на структурную и неструктурную, а в зависимости от вида полевых наблюдений – на профильную и площадную.
В зависимости от решаемых геологоразведочных задач различают следующие виды сейсморазведочных работ.
Глубинные сейсмические зондирования (ГСЗ)
Применяют для изучения поверхности кристаллического фундамента и нижележащих слоев земной коры, их соотношение со структурными особенностями осадочного чехла, а также для изучения крупных тектонических элементов земной коры, их соотношение со структурными особенностями осадочного чехла, а также для изучения крупных тектонических элементов земной коры. Основные границы раздела имеют следующие значения граничных скоростей головных волн:
а) поверхность кристаллического фундамента
б) граница Конрада, между граничным и базальтовым слоями
в) подошва земной коры – граница Мохоровича
2) Региональные сейсморазведочные работы.
Задачей их является изучение наиболее крупных особенностей геологического строении, определение глубин и рельефа кристаллического фундамента, выявление в осадочном чехле сводов, валов, впадин и др. Выполняются по длинам, до сотен километров, профилям, пересекающим крупные геологические регионы. Обычно компенсируют методы продольных отраженных и преломленных, а также обменных проходящих волн.
Поисковые сейсморазведочные работы.
Их задачей является обнаружение особенностей геологического разреза, благоприятных для образования месторождений полезных ископаемых. Так, при поисках нефтегазоносных месторождений интерес будут представлять выявление антиклинальных складок, соляных куполов, зон стратиграфического и литологического несогласия. Основным при поисках является метод отраженных волн в его различных модификациях.
Детальные сейсморазведочные работы.
В их задачу входит подготовка преспективных площадей, выявленных при поиско-съмочных работах, под глубокое разведочное бурение.
Большое внимание уделяется методике, называемой прогнозированием геологического разреза (ПГР). Она включает поиск неструктурных ловушек нефти и газа, изучение вещественного состава разреза и прогноз наличия в нем углеводородного сырья, прогнозирование разрезов глубоких скважин с целью выявления аномально высоких пластовых давлений. Для изучения нефтепромысловых свойств пород разреза изучают динамические и кинематические характеристики сейсмических волн, интенсивности, частотный состав и т.д. упругие константы горных пород.
Инженерная сейсморазведка.
Она решает задачи, связанные с проектированием и строительством инженерных сооружений (плотин, зданий, мостов и дорог и др.). Часто применяется компенсирование с другими геофизическими методами и бурением. Характерные глубины исследований 50-100 м. Небольшие глубины исследований делают целесообразным применением метода преломленных волн, широко используются прямые и поверхностные волны.
Решаются следующие геологические задачи: определение глубины залегания и формы рельефа крепких коренных пород, определение положения уровня грунтовых вод, выявление трещиноватых или ослабленных зон, обнаружение карстовых пустот, выявление зон повышенной сейсмической опасности, определение модулей упругости, горных пород.