2. Вертикальне сейсмічне профілювання (всп)

Метод вертикального сейсмічного профілювання (ВСП) застосовується для визначення вирішення геологічних, методичних та технологічних задач протягом усіх етапів геологорозвідувального процесу. Метод полягає у виконанні білясвердловинних та міжсвердловинних досліджень у сейсморозвідувальному діапазоні частот. При ВСП використовують системи спостережень які складаються з двох елементів (джерел та приймачів) пружних хвиль. Один з яких розташовується і пересувається вздовж стовбуру свердловини, це як правило сейсмоприймач, а другий розташовується на денній поверхні чи в іншій свердловині. Проводячи вибухи на різних відстанях і по різним азимутам від устя свердловини можна вивчати додаткові явища, такі, як нахил пластів, зміну відбиваючої здатності при зміні кута падіння хвилі, обмінні хвилі, головні хвилі, анізотропію і т.д. Методом ВСП вивчається саме процес формування хвильового поля, яке спостерігається на земній поверхні. Одночасно виділяються, простежуються, вивчаються хвилі різних типів (поздовжні, поперечні та обмінні) та неоднакової природи (кратні), що збуджуються у джерелі та утворюються на неоднорідності середовища. Реєструються та вивчаються не лише перші вступи хвиль, як при інтегральному сейсмічному каротажі, але й уся наступна частина сейсмограми. На відміну від більшості геофізичних свердловинних методів, що вивчають розріз лише поблизу стовбуру свердловини ВСП дозволяє вивчати середовище навколо свердловини, та між свердловинами, на значних відстанях та для дуже широкого кола геологічних умов і задач.

Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)

Для идентификации различных волн, наблюдаемых на по­верхности земли, большое значение имеет систематическая ре­гистрация всех колебаний при скважинных наблюдениях по­добно тому, как это делают при наблюдениях на поверхно­сти. Помещая в скважину многоприборный зонд сейсмо-приемников, погруженных на разную глубину, производят взрывы на поверхности в ряде пунктов, удаленных на разные расстояния от устья глубокой скважины. Применение магнит­ной записи позволяет при воспроизведении получить путем со­вмещения моментов взрыва многоканальную сейсмограмму, содержащую множество трасс, соответствующих разным глу­бинам погружения приемников при одном положении источ­ника. При обработке записей могут применяться частотная селекция и интерференционные системы, способствующие луч­шему выделению различных волн.

Многоканальные записи ВСП используют для фазовой кор­реляции волн. При этом могут быть прослежены прямая волна, распространяющаяся вниз, и отраженныe волны, распростра-няющиеся вверх по разрезу. Различие в знаках кажущейся скорости облегчает раздельное прослеживание волн. Оси синфазности отраженных волн примыкают к оси синфазности прямой волны в точке пересечения скважиной соответствующей отражающей границы. Тем самым можно произвести стратиграфическую привязку отражений. На сейс­мограмме ВСП обычно четко видны оси синфазности волн-спутников и кратных отраженных волн. Они особенно просто обнаруживаются, когда пункт взрыва расположен вблизи устья исследуемой скважины. В этом случае наклон осей син­фазности однотипных (продольных или поперечных) кратных волн совпадает с наклоном прямой или однократной отражен­ной волны на том же отрезке скважины. Прослеживая оси синфазности кратных волн, можно обнаружить положение границ, на которых они образуются, и рассчитать их кинема­тические параметры. Можно также оценить их сравнительную интенсивность и выяснить условия обнаружения на поверхно­сти земли полезных отраженных волн на фоне кратных. Это имеет большое зачение для оценки возможностей сейсмораз­ведки при решении поставленных геологических задач.

Обнаружению обменных волн способствует то, что их оси синфазности имеют наклон, существенно отличающийся от наклона осей синфазности монотипных отраженных волн. По­скольку обменные волны в ряде случаев являются сильными помехами, их изучение может иметь большое значение при наблюдениях продольных волн. Для более полного изучения волн в скважинах применяют трехкомпонентную регистрацию упругих колебаний, позволяющую изучать особенности поляри­зации волн разных типов с целью их разделения.

При удалении источника от устья скважины регистриру­ются волны, падающие на одни и те же границы под разными углами. Это позволяет изучать зависимость интенсивности вто­ричных волн от угла падения и выяснять возможности их прослеживания на поверхности при разных удалениях от ис­точника. ВСП используют для определения вида преломленной волны (головной, рефрагированной, подэкранной и т. п.), на­блюдаемой на поверхности.

Применение при ВСП калиброванной аппаратуры позво­ляет определять, помимо скоростей, такие важные параметры сейсмического разреза, как коэффициенты отражения и про­хождения для различных границ и иногда эффективные декре­менты поглощения. В сочетании с акустическим каротажем ВСП дает весьма полное представление о сейсмическом раз­резе. Получаемые сведения используют для проектирования рациональной методики сейсморазведки, повышения надежно­сти и точности интерпретации полевых наблюдений.

При сейсмокаротаже проводятся очень простые наблюдения, предусматривающие, по существу, только измерение времен первых вступлений пря­мых волн. Однако из записи, полученной с по­мощью погруженного сейсмоприемника, можно из­влечь гораздо большую информацию, чем одно только время пробега. Интуитивно ясно, что, если нас интересует структура среды в непосредственной окрестности скважины, размещение в ней набора сейсмоприемииков должно давать какое-то преиму­щество. Способы наблюдений, предусматривающие использование различных конфигураций поверх­ностных и заглубленных источников и приемников, объединяются общим названием вертикальное сей­смическое профилирование (ВСП).

Решаемые ВСП задача, разделяются на два ши­роких, взаимно не пересекающихся класса:

1. При обработке обычных сейсмических записей привлекают дополнительную информацию об из­менениях волнового поля по глубине, содержащую­ся в данных ВСП. Например, при синтезе опера­торов обратных фильтров целесообразно исполь­зовать форму импульса, полученную по сейсмограмме ВСП. Данные ВСП позволяют надежно идентифицировать кратные волны и т.д.

2. Разрешенность сейсмического изображения в непосредственной окрестности скважины можно в принципе повысить, разместив источники и при­емники вблизи интересующей нас области (иначе говоря, в скважине).

При решении второй задачи часто требуется про­водить наблюдения с использованием большого числа источников, располагая их на различных рас­стояниях и в разных направлениях от устья сква­жины. Число глубинных уровней, на которых раз­мещаются скважинные сейсмоприемники, увеличи­вают насколько это позволяет время и стоимость работ. Такие наблюдения называют ВСП с выносом источника.

Способы обработки данных ВСП большей частью несущественно отличаются от методов, описанных в гл. 3 и 4. Суммирование по ОСТ и миграцию можно адаптировать к специфической двумерной геомет­рии наблюдений. Однако в одном важном аспекте данные ВСП отличаются от зарегистрированных на поверхности записей. Дело в том, что при ВСП волны подходят к приемникам и сверху, и снизу. Для разделения падающих и восходящих волн тре­буются специальные процедуры.