Лабораторна робота №6 Розрахунок та введення статичних поправок

6.1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є ознайомлення з основами методики розрахунку різного виду статичних поправок, що вводяться в первинний сейсмічний запис в період попередньої обробки.

Завдання роботи полягає в тому, що за вхідними даними необхідно розрахувати статистичні поправки, ввести їх в годограф відбитої хвилі, побудувати його і співставити з вихідним.

6.2 Короткі теоретичні відомості

Для складання сейсмічних розрізів необхідно виконати деякі проміжні операції, які дали б змогу підвищити точність обробки спостережень. Ці операції пов’язані з внесенням поправок, які зменшують відмінність між принятими теоретичними уявленнями про будову середовища та умовами проведення спостережень і фактичними умовами проведеня сейсмічних робіт. Взятий з сейсмограм час пробігу корисних хвиль не може бути безпосередньо використаний для побудови сейсмічних розрізів. Це пов’язано з тим, що всі існуючі методи обробки засновані на деяких спрощених припущеннях про будову середовища, тобто середовище однорідне, шарувато-однорідне, поверхня спостережень рівна, збудження і прийом проводяться на цій поверхні.

Насправді, це не зовсім так, в зв’язку з чим виникає необхідність виправлення спостереженого часу пробігу хвилі, щоб виключити відхилення у визначенні часу, викликані відхиленням умов від припущених. З цією метою в спосережений час вводять статичні поправки, величина яких залежить тільки від розташування точок прийому і збудження. До статичних поправок відносяться поправка за зону малих швидкостей, поправка за рельєф (иноді їх об’єднюють в поправку за неоднорідність верхньої товщі), поправка за точку збудження та поправка за фазу.

Серед способів визначення статичних поправок варто виділити групу способів, що базуються на виборі даних про поправки безпосередньо з польових сейсмограм, і групу способів, що пов’язані з одержанням деяких додаткових польових спостережень. Зазвичай, поєднюють застосування різних способів. Першочергово вводять поправки, що вираховані на основі додаткових польових даних, а потім на основі аналізу виправлених часів визначають і вводять уточнені поправки. Дану послідовність операцій називають корекцією статичних поправок.

Поправка за зону малих швидкостей (ЗМШ)

Поправка за зону малих швидкостей призначена для виключення запізнення хвиль, що виникає за рахунок верхнього рихлого шару. При внесенні поправок за ЗМШ припускають, що промені в її межах направлені вертикально, і це оправдано за рахунок різкої відмінності між швидкостями в ЗМШ і підстилаючих корінних породах, що викликає значне заломлення променів на підошві ЗМШ.

Величина поправки за ЗМШ пов’язана з параметрами розрізу наступним чином. Нехай в деякій точці S (рис.6.1) профіля потужність ЗМШ дорівнює , а швидкість в ЗМШ і корінних породах відповідно і .

S O t S





h_ЗМШ V_ЗМШ  h_в V_ЗМШ



h_ЗМШ 



V  V



Z  О

а) б) в)

Рисунок 6.1 - Визначення поправки за ЗМШ

Якщо подумки замінити ЗМШ середовищем зі швидкістю , то, припускаючи, що промінь в ЗМШ вертикальний, одержимо

. (6.1)

Якщо поправку виключити зі спостереженого часу приходу хвилі, то одержана величина буде часом, який спостерігався би при відсутності ЗМШ.

Визначення поправки за ЗМШ можна виконувати різними способами. Один з них пов’язаний з виконанням додаткових спостережень в свердловинах методом мікросейсмокаротажу (МСК). Виконують вимірювання часу пробігу прямої хвилі між поверхнею землі і точками в свердловині, що розташовані на різній глибині. З цією метою послідовно виконують збудження на різних глибинах і реєструють час приходу прямої хвилі на поверхні. Будують графік залежності часу від глибини (рис.6.1,б). Кутовий коефіцієнт першого з них визначає швидкість , – швидкість в корінних породах. Ординатою точки перетину відрізків визначаємо потужність ЗМШ. Поправка визначається за формулою (6.1).

У способі вертикального часу визначення поправки за ЗМШ виконується за показами сейсмоприймача, що встановлений біля точки збудження (рис.6.1,в). Коли збудження відбувається в точці О, що розташована нижче підошви ЗМШ, на глибині , то час приходу прямої хвилі («вертикальний час») визначається за формулою

(6.2)

і, порівнюючи це відношення з формулою (6.1), одержимо

(6.3)

Для застосування цієї формули потрібно знати швидкість в корінних породах. Її визначають за кутовим коефіцієнтом годографа прямої хвилі при спостереження на відстані » .

Інколи для визначення поправки за ЗМШ проводять спеціальні польові спостереження методом заломлених хвиль (МЗХ). З цією метою встановлюють сейсмоприймачі на відрізку профіля довжиною 100-200 м. На його кінцях в черговому порядку виконують збудження і реєструють час приходу прямої і заломленої (заломлено-рефрагованої) хвиль. Сейсмоприймачі розташовують на цьому відрізку з кроком 5-10 м з деяким згущенням їх на кінцях. Обробка спостережень з метою визначення глибини границі заломлення - підошви ЗМШ, і швидкостей i виконують за формулами, що застосовуються в методі заломлених хвиль. Визначимо на обох частинах годографів Г і Гґ (рис.8.2)позірні швидкості прямої і заломленої хвиль, тобто кутові коефіцієнти , , і . При невеликих нахилах границі заломлення, тобто підошви ЗМШ до 10-15⁰ визначаємо і за формулами

,

,

, ,

.

t Гґ Г t'

t t₁

X X₁

t₀₁ tґ₁ tґ t₀₂

X'₁ X'

0 0' X

V_ЗМШ

V

Рисунок 6.2 – Зустрічні годографи заломлених хвиль

Приведені способи обчислення поправки застосовуються тільки у тих точках профіля, де є вибухові свердловини, або проводився МСК. У всіх інших точках поправки можна визначити шляхом інтерполяції між її обчисленими значеннями. Поправку за ЗМШ визначають з точністю не менше  0,002 с.

Поправка за рельєф

Для внесення поправок за рельєф лінії профіля використовують дані нівелювання сейсмічних профілів, на підставі чого будують розрізи нівеліровки (рис.6.3). Для кожного профіля вибирають лінію приведення, яку при інтерпретації розглядають як лінію, на якій виконувались спостереження і розташовувались точки збудження. Її потрібно проводити таким чином, щоб лінія рельєфа Р мало відхилялась від неї. Лінію приведення рекомендується проводити гороизонтально.

Рисунок 6.3 – Визначення поправки за рельєф

Поправку за рельєф обчислюють, припускаючи, що промені корисних хвиль вертикальні. Тоді обчислення поправки виконують за формулою

, (6.4)

де - відстань по вертикалі від дійсної точки розташування СП до лінії приведення.

Величина визначається графічно з розрізу нівеліровки, - як і для поправки за ЗМШ. Якщо СП розташовані вище лінії приведення, то поправка за рельєф від’ємна, якщо нижче – додатня.

Поправка за неоднорідність верхньої товщі

В інших випадках зручно вводити поправки за ЗМШ і рельєф разом, утворюючи поправку за неоднорідність верхньої товщі. Так, при роботи за методикою багатократного перекриття, коли точки збудження розташовані близько одна від одної, для кожної можна визначити час. Для підвищення точності визначення поправок проводять додатково МСК по рідкій сітці. Ці свердловини МСК повинні доходити до лінії приведення. Тоді обчислюють

. (6.5)

Поправка за точку збудження

Поправка за точку збудження вводиться для виключення похибок, що внесені внаслідок того, що пункт збудження не знаходиться на лінії приведення.

Поправку за глибину вибухової свердловини, забій якої розташований нижче покрівлі корінних порід обчислюють

, (6.6)

де - відстань по вертикалі від точки збудження до лінії приведення (рис.6.3).

Для одержання величини точку збудження наносять на розріз нівеліровки, по якому визначають (рис.6.3).

Якщо пункт збудження розташований вище лінії приведення, то – від’ємна, якщо нижче – додатня. Точність визначення не нижче 0,002 с.

Поправка за фазу

Теорія інтерпретації сейсморозвідки базується на припущенні, що визначається час приходу фронтів хвилі, тобто час вступу. Кореляцію хвиль, загалом, виконують не за всупами, які не прослідковуються систематично на сейсмограмах, а за деяким фазам записів цих хвиль. У зв’язку з цим, час фаз, що фіксується на сейсмограмі, трохи більший, ніж час вступу цієї ж хвилі. Щоб перейти від часу приходу фази по часу вступу, необхідно внести поправку за фазу, яку визначають як різницю часу вступу і корельованої фази запису однієї і тієї ж хвилі (рис.6.4). При внесенні поправки припускають, що годографи фаз і вступів паралельні, тобто поправка для даної фази постійна. Для обчислення поправки вибирають серед трас сейсмограми такі, на яких достатньо чітко помітно вступ хвилі, що прослідковується, і визначають різницю часу вступу і фази, що корелюється.

Δt_ф

Рисунок 6.4 – Визначення поправки за фазу

Сумарна статична поправка

Визначивши поправку за ЗМШ і за рельєф для кожної точки прийому і збудження, вираховують сумарну статичну поправку для кожної траси. Поправку визначають як суму поправок за ЗМШ і рельєф для пари точок прийому і збудження

,

де індекси П і В позначають точки прийому і збудження відповідно. Сумарні поправки вводять у відповідну сейсмічну трасу з подальшою обробкою.