книги из ГПНТБ / Невский, М. В. Квазианизотропия скоростей сейсмических волн

черпывают возможных значений упругих параметров реальных тонко­ слоистых сред.

Решения Постма для двухкомпонентной среды обобщены Хелбигом [ 4 9 ] на случай п чередующихся однородных и изотропных тонких про­ слоев. Случай поперечно—изотропных тонких прослоев в периодически слоистой среде рассмотрен Бейкусом [ 3 ].

В работе Бейкуса, кроме того, проведено обобщение статического метода Ризниченко на случай распространения волны в произвольной тонкослоистой среде. Полученные формулы связывают пять упругих конст.'нт эквивалентной поперечно-изотропной среды с зависимостями скоростей Р и S волн от глубины в тонких прослоях. Однако реше­ ния Бейкуса не являются строгими, поскольку имеются сомнения в вы­ полнимости некоторых существенных предположений, принятых при вы­ воде основных формул. Так, рассматривая анизотропию в мощной тон­ кослоистой пачке с произвольным законом изменения скоростей упругих волн в тонких прослоях, Бейкус предполагает, что нормальные напря­ жения на кровле и подошве пачки одинаковы.

Помимо прямой задачи о вычислении упругих коэффициентов эквива­ лентной поперечно-изотропной среды по известным упругим параметрам тонких прослоев Бейкус рассмотрел также вопрос о нахождении упру­ гих параметров тонких слоев по пяти известным упругим параметрам эквивалентной поперечно-изотропной среды, т.е. обратную задачу. Со­ гласно [3], она имеет единственное решение лишь для двухкомпонент­ ных тонкослоистых сред.

В описанных работах по распространению упругих волн в тонкослои­ стых средах основные результаты получены статическим методом, т.е. осреднением напряжений и деформаций в тонких слоях в уравнениях закона Гука, при предположении, что мощность отдельных прослоев

много меньше преобладающей длины волны. Строгое динамическое ре­ шение задачи о распространении плоских гармонических продольных и поперечных волн в двухкомпонентной периодически слоистой изотропной среде впервые было получено С.М. Рытовым [ 2 ]. В работе С.М. Рытова найдены дисперсионные уравнения для определения скоростей про­ дольных и поперечных волн произвольной длины в направлениях, пер­ пендикулярном и параллельном слоистости. Путем предельного перехода

при _L < < 1 ( где h: - мощность слоя, Л - длина волны) С.М. Рытов

получил формулы, тождественные формулам Ю.В. Ризниченко и Постма. Решение C.MI Рытова доказывает правильность статического подхода к решению данной задачи в указанных работах [1, 27] . Кроме того, результаты работы С.М. Рытова позволяют рассмотреть вопрос о точ­ ности решений Ю.В. Ризниченко и Постма в зависимости от соотноше­ ния мощностей, чередующихся прослоев и длины волны.

Таким образом, Ю.В. Ризниченко, Постма, С.М. Рытовым и Бейку­ сом разработан подход к описанию кинематики упругих волн в тонко­ слоистых средах. Согласно этому подходу, всякая тонкослоистая сре­ да имеет свой длинноволновой эквивалент - поперечно-изотропную сре­ зу, эффективные упругие параметры которой Cj j можно выразить че­

10

рез упругие параметры, плотности и мощности тонких слоев, составляющих толщу.

Следует отметить, что указанный подход к описанию кинематики упругих волн в тонкослоистых средах в основном был разработан в пе­ риод, когда отсутствовали массовые данные ультразвукового каротажа по ряду районов. В настоящее время, когда многочисленные данные ультразвукового каротажа свидетельствуют о тонкослоистом строении реальных осадочных толщ земной коры, такой подход приобретает боль­ шое значение.

Кинематика сейсмических волн в анизотропных средах

В большинстве работ по кинематике сейсмических волн в анизотроп­

Vv

ние полуосей к= xj— рассматривали как коэффициент анизотропии.

VZ

• Наиболее полное исследование годографов сейсмических волн в эл­ липтически анизотропной среде выполнено И.И. Гурвичем [44]. Для вывода уравнения годографов отраженных, проходящих и головных волн в случае однородной эллиптически анизотропной покрывающей среды И.И. Гурвич применил специальное преобразование среды - трансфор­ мацию (растяжение) оси глубин в к раз. При этой трансформации эллиптическая индикатриса переходит в окружность радиусом R = V)(,а анизотропная среда - в некоторую фиктивную изотропную. И.И. Гурвич доказал, что подобное преобразование не меняет времен пробега упру­ гих волн в анизотропной среде и получаемая фиктивная изотропная среда кинематически эквивалентна первичной. С помощью указанного преобразования И.И. Гурвичем получены уравнения годографов отра­ женных и головных волн для плоской границы раздела и однородной эллиптически анизотропной покрывающей среды.

И.И. Гурвич исследовал влияние эллиптической анизотропии на ре­ зультаты решения обратных задач сейсморазведки и показал, что по годографу отраженной волны в качестве эффективной скорости будет определяться скорость уэф= При использовании этой скорости для

построения отражающей границы относительная ошибка численно не пре­ вышает значения коэффициента анизотропии к. Аналогичные выводы сделаны по отпошению к интерпретации годографов головных волн.

Гурвич также предложил и способ определения коэффициента анизо­ тропии к в однородной эллиптически анизотропной среде по данным сейсмокаротажа с рядом удаленных от устья скважины пунктов взрыва. Впоследствии выводы И.И. Гурвича были повторены и несколько до­ полнены в работах Ричардса [53J, Урига и Ван-.'Лелле [46] и других катеров в связи с разработкой способов изучения анизотропии в ре­ альных срезах.

11

Многослойные горизонтально-слоистые среды с эллиптической ани­ зотропией в каждом слое рассмотрены в работах Клейна и Сегонзака и Лахеррера [5 , 8 ]. Клейном получены уравнения годографа головной волны для случая горизонтально-слоистой покрывающей толщи, анизо­ тропия в каждом из слоев которой является эллиптической. Эти урав­ нения найдены в [5 ] в связи с разработкой способа измерения анизотропии по данным метода преломленных волн. Анализа влияния анизотропии на форму и результаты интерпретации годографов в работе [ 5 ] не проведено. Сегонзак и Лахеррер, использовав прием трансфор­ мации среды, ранее применявшейся И.И. Гурвичем, получили параметри­ ческое уравнение годографа проходящих волн в многослойной горизон­ тально-слоистой среде с эллиптической анизотропией. Аналитического й численного анализа решений в этой работе также не проведено и полу­ ченные уравнения годографов использовались для расчета теоретичес­ ких годографов и последующего решения обратной задачи скважинной сейсморазведки методом подбора.

Из изложенного следует, что кинематика сейсмических волн в сре­ дах с эллиптической анизотропией рассмотрена достаточно детально. Это в особенности относится к прямым задачам сейсморазведки. Что касается обратных задач, то они рассматривались в рамках модели эллиптически анизотропной среды в основном в связи с разработкой способов экспериментального изучения анизотропии при скважинных сейсмических исследованиях.

В работе [ 50 ] на основе теоретического анализа индикатрис сред­ них скоростей в слоистых изотропных средах и в эллиптически анизо­ тропной среде предлагается получать сведения об анизотропности среды путем сравнения теоретических эллиптических индикатрис и наблюден­ ных индикатрис средних скоростей. В том случае, если теоретическая эллиптическая индикатриса не совпадает с экспериментальной, среду, согласно [ 50 ], следует считать неоднородной, а не анизотропной.

Модель эллиптически анизотропной среды, рассмотренная в указан­ ных работах, достаточно удобна для аналитического исследования ки­ нематических особенностей сейсмических волн, однако это простейшее

игрубое приближение к реальным типам анизотропии в земной коре. Эллиптическую индикатрису лучевых скоростей имеют только попереч­ ные волны типа S Н и лишь в сравнительно простых анизотропных сре­ дах, например в поперечно-изотропной [2 4 ]. Квазипродольные и квазипоперечные SV волны характеризуются более сложными видами волно­ вых поверхностей или индикатрис скоростей для всех типов идеально упругих анизотропных сред.

Вряде сейсмических работ кинематика упругих волн исследовалась

ив более сложных моделях анизотропных сред, главным образом в по­

перечно-изотропной среде. Крей и Хелбиг [5 4 , 5 5 ] рассмотрели во­ прос об аппроксимации индикатрис лучевых скоростей квазипродольных волн в поперечно-изотропной среде применительно к задачам МОВ. Они показали, что радиус кривизны индикатрисы лучевых скоростей для направлений, близких к оси симметрии, равен V£ или V| р ,а окруж­ ность радиуса V jp гораздо лучше аппроксимирует индикатрису лучевых

12

Согласно результатам этой работы или теореме Крея и Хелбига, анизотропия скоростей в поперечно-изотропной среде практически не оказывает влияния на кинематику отраженных волн для небольших уг­ лов падения. Как будет теоретически показано в главе II, этот ре­ зультат нельзя считать точным.

Вопросы аппроксимации индикатрис скоростей в длинноволновом по­ перечно-изотропном эквиваленте тонкослоистой среды рассматривались

Наиболее последовательно и относительно полно кинематика отра­ женных и преломленных (головных) волн в поперечно-изотропных средах рассмотрена Гассманом [ 4 ]. Им предложены графоаналитические спосо­ бы расчета годографов отраженных и головных волн в поперечно-изотроп­ ной среде. Аналитических уравнений и аналитического и численно­ го исследования свойств годографов в работе Гассмана не дано, за исключением отдельных примеров, относящихся к случаю эллиптической анизотропии. Это в значительной степени объясняется громоздкостью и трудоемкостью предложенных графоаналитических способов вычисле­ ния годографов, затрудняющих проведение достаточно полных теорети­ ческих исследований влияния анизотропии на результаты решения пря­ мых и обратных задач сейсморазведки.

Аналитические решения для годографов рефрагированных волн в од­ номерно-неоднородной поперечно-изотропной среде с вертикальной осью симметрии получены в работах Влаара [57, 58] . Методом характерис­ тик Влаар получил точные уравнения годографов рефрагированных волн трех типов - P,S.V и SH —для поперечно-изотропных сред, упругие параметры которых зависят от глубины, а также от радиуса. Урав­ нения годографов оказалось возможным представить в достаточно слож­ ной параметрической форме, затрудняющей аналитическое исследование свойств годографа. Конкретных примеров расчета и анализа годографов в работах Влаара не приведено и результаты сводятся к получению точных аналитических решений.

Вывод уравнений годографов рефрагированных волн в неоднородных анизотропных средах дан в работе Т.И. Облогиной [59, 6 0 ]. Здесь применен общий подход к исследованию кинематики упругих волн в про­ извольно анизотропных и трехмерно-неоднородных средах, основанный на применении методов вариационного исчисления и использования функ­ ционала Ферма. Для одномерно-неодородной анизотропной среды урав­ нения годографов рефрагированных волн представлены в [ 6 0 ] в пара­ метрической форме, для двумерно-неоднородных - разработаны числен­ ные методы расчета годографов. Т.И. Облогиной исследовано также влияние анизотропии на годографы рефрагированных волн для эллипти­ чески анизотропной среды и некоторых других моделей анизотропных сред, не относящихся к типу поперечно-изотропных.

13

Обратные задачи интерпретации годографов сейсмических волн в анизотропных средах в сейсмической литературе практически не рас­ смотрены, за исключением отдельных частных вопросов, разобранных в работах [61, 62] . Специальный способ интерпретации годографов головных волн при поперечно-изотропной покрывающей толще предло­ жен Хелбигом [62]. Однако для его применения требуется знать за­ висимость скорости от угла, т.е. индикатрису скоростей для покры­ вающей среды. Совместная интерпретация годографов отраженных Р, SV и SH волн для однородной поперечно-изотропной среды рассматри­ валась в работе В.В. Локцика [61]. Предложенный им способ интер­ претации годографов с учетом анизотропии основан на неверном пред­ ставлении годографов отраженных волн в поперечно—изотропной среде. На эти ошибки указано во И и III главах.

2 ИЗУЧЕНИЕ АНИЗОТРОПИИ СКОРОСТЕЙ УПРУГИХ ВОЛН НА ОБРАЗЦАХ ГОРНЫХ ПОРОД

Экспериментальные исследования анизотропии скоростей упругих волн в реальных средах проводятся на объектах различного масштаба и в существенно различных частотных диапазонах. Широко распрострайены в настоящее время исследования анизотропии на образцах раз­ личных горных пород в ультразвуковом диапазоне частот. При изучений анизотропии скоростей горных пород на образцах обычно измеряют ско­ рости упругих волн в двух-трех взаимно ортагональных направлениях, а отношение этих скоростей, т.е. так называемые коэффициенты анизо­ тропии, рассматривают как меру анизотропности данного образца [ 1 1 , 12, 63 ]. Сравнительно реже изучается характер изменения скоростей в зависимости от направления путем измерения скоростей по многим направлениям [14].

Для изучения анизотропии на образцах применяют различные моди­ фикации методик продольного профилирования и прозвучивания, разра­ ботанные О.И. Силаевой, Е.И. Баюк 112, 63], Бабушкой [14] , М.Ф. Скориковой [11] и другими исследователями.

В настоящее время накоплено достаточно много материала по ани­ зотропии скоростей продольных упругих волн, изученной на образцах различных горных пород в ультразвуковом диапазоне частот. Данные по анизотропии скоростей в осадочных горных породах приведены в ра­

казывают, что коэффициенты анизотропии для Р волн, измеренные на образцах, могут достигать весьма больших значений ( 1 ,3 -1 ,4 , а часто и значительно больших), в особенности для осадочных и некоторых ти­ пов метаморфических пород. В ряде случаев при исследовании анизо­ тропии на образцах детально исследована и природа анизотропии. Со­ гласно [ 6 6 ], анизотропия скоростей может вызываться различными факторами: преобладающей ориентировкой отдельных кристаллических зерен, анизотропных по упругим свойствам, вытянутой формой и упо­

14

рядоченным расположением отдельных включений, поликристаллических зерен, тонкой слоистостью изотропной среды. Существенную роль могут также играть И упорядоченная трещиноватость и пористость горных пород, а также асимметрия внутренних напряжений в горных породах в условиях естественного залегания. Так, результаты изучения анизотро­ пии скоростей при различных давлениях и в условиях водонасыщения показывают, что с ростом давления и водонасыщенности образца, т.е.

в случае закрытия микротрещин, пор и при заполнении их водой, ани­ зотропия существенно уменьшается [12, 63, 6 6 ].

Несмотря на большой объем и детальность экспериментальных дан­ ных по анизотропии образцов горных пород перенесение этих результа­ тов в реальные среды, на сейсмический диапазон частот, вызывает су­ щественные и принципиальные затруднения.

Во-первых, большинство материалов по изучению анизотропии полу­ чено при атмосферном давлении. Вопрос о выборе давления для изуче­ ния как скоростей, так и коэффициентов анизотропии в лабораторных условиях, наилучшим образом приближенных к условиям естественного залегания, в настоящее время окончательно не решен. Имеются данные, показывающие, что скорости, измеренные при всесторонних давлениях, соответствующих глубине залегания горной породы, существенно отли­ чаются от скоростей, измеренных в условиях естественного залегания при ультразвуковом каротаже. Совпадение результатов лабораторных измерений и данных УЗК наблюдается при применении давлений, суще­ ственно больших, а не соответствующих глубине залегания [ 67, 68 ].

Во-вторых, анизотропия скоростей, изученная в малом объеме гор­ ной породы и вызванная упорядоченными структурными или текстурны­ ми особенностями образца, может отсутствовать в большом массиве или мощной толще этой породы в реальной среде.

В-третьих, причины анизотропии, измеренной на сейсмических час­ тотах и в ультразвуковом диапазоне частот на образцах, могут быть различными, а следовательно, будут различными и масштабы проявле­ ния анизотропии на сейсмических и ультразвуковых частотах.

Всилу указанных причин для сейсморазведки важное значение при­ обретают методы изучения анизотропии скоростей в условиях естест­ венного залегания на сейсмических частотах. Большой интерес вызы­ вают и экспериментальные данные, полученные этими методами.

3. СПОСОБЫ ИЗУЧЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ СКОРОСТЕЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН В РЕАЛЬНЫХ СРЕДАХ

Существующие способы изучения анизотропии скоростей в реаль­ ных средах можно подразделить на скважинные сейсмические методы, методы, предполагающие совместное использование наземных и сква­ жинных наблюдений, а также методы наземных наблюдений. Первые два предназначены для изучения анизотропии скоростей в вертикальной плоскости, наземные используются для изучения анизотропии в гори­ зонтальной плоскости.

15

Скважинные сейсмические исследования

Сейсмические исследования в скважинах используются для изуче­ ния анизотропии скоростей как в верхней части разреза, до глубин в

несколько десятков метров, так и до глубины в несколько километров. В первом случае используется методика сейсмического просвечива­ ния, различные варианты которой предложены в работах Уайта и Сенгбуша [69], А.И. Савича с соавторами [20], Н.И. Берденниковой [ 6 ].

Исследования по методике сейсмического просвечивания проводятся в серии неглубоких скважин, пробуренных на расстоянии от нескольких метров до нескольких десятков метров одна от другой. В одной из сква­ жин на различных уровнях последовательно помещается источник коле­ баний, регистрация прямых (проходящих) волн проводится приборами, расположенными как во взрывной скважине, так и в соседних. В инже - нерной сейсмоакустике для сейсмопросвечивания используются также и горные выработки [ 2 0 ].

При интерпретации данных сейсмопросвечивания предполагается, что изучаемая область среды однородна в скоростном отношении. Поэтому скорости упругих волн обычно вычисляют, предполагая прямолинейность сейсмического луча. Методика сейсмопросвечивания позволяет непо­ средственно измерить скорости упругих волн в различных направлениях и тем самым получить индикатрисы скоростей в данной области среды.

Однако наличие почти всегда в верхней части разреза скоростных не­ однородностей существенно усложняет форму Наблюдаемых индикатрис, а отсутствие методов изучения и учета этих неоднородностей делает невоз­ можным разделение эффектов анизотропии и неоднородности [20]. В не­ которых частных случаях, например в случае горизонтально-слоистой среды, приближенный учет скоростных неоднородностей возможен при использовании наряду с сейсмопросвечиванием данных наземных на­ блюдений. Так, Н.И. Берденниковой при изучении анизотропии глинис­ тых отложений в верхней части разреза были проведены наблюдения по методу преломленных волн. Это дало возможность изучить основ­ ные преломляющие границы и затем приближенно учесть преломление лучей на этих границах для получения более чистых данных по анизо­ тропии [6 ].

Применение наряду с продольными поперечных волн при сейсмопро­ свечивании позволяет получить более полную информацию об упругих параметрах анизотропных реальных сред [ 6 , 2 0 , 26] .

Несомненным преимуществом методики сейсмопросвечивания являет­ ся возможность непосредственного измерения скоростей по различным направлениям - горизонтальному и вертикальному. Существенные не­ достатки этого способа - ограниченность глубинности и отсутствие методов исследования и учета скоростных неоднородностей.

При изучении анизотропии скоростей на больших глубинах широкое распространение в США, Канаде и Западной Европе получил так на­ зываемый " well geophone method", или способ скважинного приемника [4 6 ]. При работах по этому методу сейсмоприемник располагается в скважине на интересующей нас глубине, а возбуждение колебаний

16

производится из ряда пунктов взрыва, разноудаленных от устья сква­ жины и расположенных вдоль по профилю, пересекающему устье сква­ жины. В скважине регистрируют первые вступления проходящих волн, а затем по их обращенному годографу определяют эффективную ско­ рость. При интерпретации предполагается, что изучаемая толща между уровнем погружения прибора и уровнем возбуждения колебаний являет­ ся однородной и эллиптически анизотропной с вертикальной осью сим­ метрии. Как известно [44], в этом случае эффективная скорость, опре­ деляемая по обращенному годографу, равна скорости в горизонтальном направлении. Скорость в вертикальном направлении равна .средней ско­ рости по вертикали, определяемой обычным способом. Указанный спо­ соб естественно не позволяет разделить эффекты неоднородности и ани­ зотропности в исследуемой толще, а полученные коэффициенты анизо­

тропии имеют смысл некоторых средних коэффициентов, характеризующих

'совместное влияние на скорость упругих волн факторов анизотропии и неоднородности. Аналитическое выражение для этих коэффициентов бу­ дет получено в главе III.

Некоторые усложнения этой методики, сводящиеся к проведению на­ блюдений в скважинах на нескольких уровнях, предложены Риккером [7 0 ] и Полетом и Ричардом [52].

Для учета эффекта неоднородности на скорости упругих волн, изме­ ренные по различным направлениям, необходимы детальные сведения о скоростном разрезе, по крайней мере в вертикальном направлении. Как известно, сведения такого рода дает ультразвуковой каротаж. Именно при применении этого метода оказывается возможным наиболее

полно учесть неоднородность изучаемой среды или эффект искривления лучей в изучаемой толще и тем самым получить наиболее чистые дан­ ные по анизотропии.

Ультразвуковой каротаж в сочетании с сейсмокаротажем (СК) с профилем пунктов взрыва впервые применили для изучения анизотропии Сегонзак и Лахеррер [8 ]. На основании данных УЗК изучаемый разрез был разбит на большое число однородных слоев, в пределах каждого из которых проведены наблюдения по сейсмокаротажу с профилем пунктов взрыва. Предполагая эллиптическую анизотропию во всех пластах ис­ следуемого разреза, Сегонзак и Лахеррер рассчитали серию обращенных теоретических годографов проходящих волн с учетом преломления на промежуточных границах раздела при различных значениях коэффициен­ тов анизотропии в каждом слое. Определение коэффициентов анизотропии в каждом слое проводилось путем сопоставления наблюденных и теоре­ тических годографов последовательно, начиная с верхнего уровня по­ гружения прибора до забоя скважины.

Методика Сегонзака и Лахеррера позволяет наиболее детально учесть неоднородность исследуемого разреза при изучении анизотропии. Одна­ ко предположение об эллиптической анизотропии в исследуемой толще

чит.

Для устранения указанного недостатка Стоеп [9 ] предположил, что индикатрису лучевых скоростей квазипродольных волн в диапазоне на­ правлений, близких к направлению оси симметрии поперечно-изотропной среды, можно аппроксимировать эллипсом. При этом по результатам измерений будет получаться не истинный, а некоторый иной коэффициент анизотропии. Стоепом предложена и соответствующая методика измере­ ния такого коэффициента анизотропии, требующая применения УЗК и - сейсмокаротажа с профилем пунктов взрыва. Интерпретация результа­ тов сводится к вычислению эффективных скоростей по обращенным го­ дографам проходящих волн для каждого уровня погружения сейсмопри­ емника и последующему определению коэффициентов анизотропии путем » деления эффективной скорости на среднюю скорость в данном пласте, вычисленную по данным УЗК. Однако обоснования возможности аппрок­ симации индикатрисы лучевых скоростей эллипсом и аналитического выражения для измеряемого коэффициента анизотропии Стоепом не предложено.

Тем не менее способы Сегонзака и Лахеррера и Стоепа в настоя­ щее время являются наиболее совершенными для изучения сейсмичес­ кой анизотропии при скважинных сейсмических исследованиях.

Комплексирование наземных и скважинных наблюдений

Изучение анизотропии скоростей путем комплексирования наземных и скважинных наблюдений заключается в сопоставлении результатов сейсмокаротажа и интерпретации годографов преломленных или отра­ женных волн, зарегистрированных на наземных профилях, проходящих в непосредственной близости от исследованных скважин. Как и в случае скважинных сейсмических методов, при комплексировании наземных и скважинных наблюдений обычно ограничиваются определением скорос­ тей по вертикали и коэффициентов анизотропии.

Способ изучения анизотропии скоростей с использованием данных как сейсмокаротажа, так и метода отраженных волн предложен Ричард­ сом [ 5 3 ] и А.К. Уруповым [71, 72] . Он также основан на аппрокси­ мации среды, покрывающей отражающую границу однородной эллипти­ чески анизотропной средой с вертикальной осью симметрии. Для опре­ деления коэффициента анизотропии в покрывающей толще по годографу отраженной волны вычисляют эффективную скорость, равную при прин#' той модели среды скорости в горизонтальном направлении. Скорость в вертикальном направлении принимают равной средней скорости до отражающей границы по данным сейсмокаротажа. Из изложенного яс­ но, что на практике по этому способу будут определяться только не­ которые средние значения коэффициентов анизотропии, содержащие ин­ формацию как об анизотропности, так и о скоростной неоднородности среды, в частности слоистости.

В работах Хагедорна [73], Джолли [ 2 6 ] , Клейна [5 ] и Н.И. Берденниковой [6 ] для изучения анизотропии скоростей использовались данные метода преломленных волн и сейсмокаротажа. Граничные ско—

18

рости, определенные по годографам преломленных волн обычными ме­ тодами, рассматриваются как скорости в горизонтальном направлении, а пластовые скорости в тех же интервалах глубин - как скорости в вертикальном направлении. Отношение vp к vnjl дает коэффициент анизотропии. При применении подобной методики оказывается возмож­ ным найти не средние, а пластовые коэффициенты анизотропии в слоях

сповышенными скоростями.

Вэтом случае появляется принципиальная возможность разделения эффектов неоднородности и анизотропности среды. Однако предположе­ ние о совпадении граничной скорости со скоростью упругих волн в го­ ризонтальном направлении в реальной анизотропной среде требует как теоретического, так и экспериментального обоснования. Кроме того, существенным недостатком данной методики является отсутствие стро­ гой стратиграфической привязки преломленных волн на наземных про­

филях. В самом деле, если граничные скорости при небольших наклонах преломляющих границ можно с достаточной точностью определить не­

посредственно по годографам преломленных волн, то определение глу­ бин залегания преломляющих границ, в особенности при сложном скоростном строении покрывающей толщи, может содержать заметные ошибки. Во многих случаях эти ошибки не удается исключить и при использовании детальных данных сейсмокаротажа. Погрешности в определении глубин залегания преломляющих границ приводят к неод­ нозначности в определении коэффициентов анизотропии. Эксперименталь­ ные примеры такой неоднозначности приведены Клейном [5].

В заключение отметим, что методика изучения анизотропии путем сопоставления данных сейсмокаротажа и метода преломленных волн

Наземные наблюдения для изучения анизотропии

Анизотропия скоростей в горизонтальной плоскости может быть изу­ чена при использовании только наземных наблюдений. В настоящее время для этих целей используют метод как преломленных, так и отраженных волн. В первом случае исследования анизотропии проводят либо по сис­ теме продольных радиально расположенных профилей, либо с помощью непродольной прострелки профилей [74]. Граничные скорости, опреде­ ленные для различных направлений, фактически представляют собой ин­ дикатрису лучевых скоростей в горизонтальной или близкой к ней плос­ кости. Для определения граничных скоростей, в особенности при отсут­ ствии встречных систем годографов, на продольных профилях применя­ ют специальные способы обработки, например способ временных составляющих 115, 16, 75].

Следует отметить, что при сейсморазведочных исследованиях по­ добные методы применялись сравнительно редко. Однако необходимо указать, что в последние годы они достаточно широко используются в

19