Література

1. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика /под ред. Дортман Н.Б./. М., Недра, 1984.

2. Руководство к лабораторным работам по курсу “Петрофизика” /под ред. Дахнова В.Н./. М., Недра, 1982

Лабораторна робота №14 Визначення швидкостей пружних хвиль за даними всп

1. Мета і задачі роботи

Метою роботи є ознайомлення студентів з класифікацією швидкостей розповсюдження пружних хвиль в гірських породах та методом визначення середніх і пластових швидкостей по вертикальному годографу.

Задачею даної роботи є вивчення методики і проведення розрахунків по визначенню середніх і пластових швидкостей за даними сейсмічного каротажу свердловини.

2. Основні положення

Для опису процесів розповсюдження хвиль в розрізах, що мають неоднорідну будову, використовують різні поняття швидкості: істинну (V), ефективну (Vе), середню (Vср), інтервальну (Vі) і пластову (Vп).

Істинна швидкість – це функція V(x, y, z), що визначається як миттєва швидкість, з якою проходить фронт хвилі нескінченно малий проміжок породи, в межах якого ця функція є неперервною.

Середня швидкість – це відношення інтервалу між двома точками в шаруватому середовищі до часу пробігу хвилі цього інтервалу

Vср=. (1)

Ефективна швидкість – це середня швидкість, що визначена по годографу відбитих або заломлених хвиль. Vе може відрізнатись від Vср у випадку криволінійної границі, або, коли перекриваючі відклади представлені двома пластами з різними швидкостями і нахиленою границею розподілу.

Інтервальна швидкість – це швидкість між вибраними точками середовища

. (2)

H і t знаходять з результатів сейсмометрії свердловин.

Пластова швидкість – це осереднена істинна швидкість в межах одного пласта заданої потужності

. (3)

Розраховують Vп за даними вертикальних годографів (тобто залежність ti від Hi).

Одним з способів визначення швидкостей у гірських породах є сейсмокаротаж.

Розрізняють слідуючі види сейсмокаротажу: інтегральний – коли вимірюють час пробігу проходячої хвилі від джерела збудження на поверхні землі до точок приймання в свердловині; диференційний – вимірювання часу пробігу проходячої хвилі між двома або декількома точками, що розміщенні в свердловині. Для більш високої точності вимірювання часу пробігу і швидкості часто використовують спостереження високочастотних коливань. Тому широке застосування при диференційних вимірюваннях отримали методи акустичного і ультразвукового сейсмокаротажу. Також одним із видів сейсмокаротажу є мікросейсмокаротаж, який застосовується для визначення зони малих швидкостей в верхній частині геологічного розрізу.

Для визначення глибин сейсмічних границь потрібно знати середні швидкості розповсюдження пружних коливань. Одним із способів є визначення середніх швидкостей по сейсмічному каротажу свердловин, що відноситься до інтегрального виду сейсмокаротажу. Суть методики полягає в слідуючому. В свердловину опускають сейсмоприймачі. На поверхні біля гирла свердловини проводять збудження хвиль. Сейсмоприймачі реєструють перші вступлення проходячих хвиль. По результатам вимірювань будують вертикальний годограф, який представляє собою криву залежності часу вступлення проходячої хвилі від глибини свердловини. Якщо перекриваюча товща складається з декількох пластів, різних за своїми фізичними властивостями, то вертикальний годограф уявляє собою ломану лінію. В цьому випадку можна визначити швидкість розповсюдження хвиль в кожному окремому пласті за формулою

, (4)

де: h_n– потужність n-го пласта (м);

t_n– час пробігу хвилі по пласту (с).

Середня швидкість визначається відношенням загальної потужності перекриваючої товщі від поверхні до відбиваючого горизонтудо часу пробігу хвилі вздовж цієї товщі

. (5)

Для любої точки вертикального годографу може бути визначена середня швидкість розповсюдження хвиль за формулою

, (6)

де: H– глибина розміщення сейсмоприймача в свердловині;

t– час реєстрації хвилі на даній глибині.

3. Порядок проведення роботи

3.1.Побудувати вертикальний годограф, графік пластових швидкостей і криву середньої швидкості для геологічної моделі:

- четвертичні поклади;

- пісково-глиняні утворення;

- щільний пісковик;

- кора вивітрювання гранітів.

Віддаль між точками реєстрації по свердловині – 50 метрів. В таблиці 1 наведені дані про час приходу перших вступів хвиль, що зареєстровані сейсмоприймачами на певній глибині свердловини.

Таблиця 1 – Вихідні дані для розрахунку годографа

Н (м)	0	50	100	150	200	250	300
t (мс)	0	250	310	380	450	470	500

Н (м)	350	400	450	500	550	600	650
t (мс)	520	540	570	600	610	620	630

Н (м)	700	750	800	850	900	950	1000
t (мс)	640	650	660	670	680	690	700

3.2.Для кожного студента свій варіант часу реєстрації хвилі

t = t^+10n, де:n-номер студента по списку.

3.3.По вертикальному годографу побудувати геологічну модель. Визначити пластову і середню швидкості.

3.4.Оформлення результатів

Всі графіки виконати на міліметровому папері або за допомогою ПЕОМ. При побудові графіків дотримуватись слідуючих масштабів:

- вертикальний масштаб глибин: в 1 см – 100 м;

- горизонтальний для годографа: в 1 см – 100 мс;

- горизонтальний для пластової і середньої швидкостей:

в 1 см – 1000 мс.

4.Питання для самоконтролю

1. Як визначається пластова швидкість?

2. Як визначається середня швидкість в любій точці верти-кального годографу?

3. Для чого потрібно знати середні швидкості?

4. Що являє собою вертикальний годограф?

5. Яка різниця між інтегральним і диференційним сейсмокаро-тажем?

6. Що таке ефективна швидкість?

7. За якою формулою визначається інтервальна швидкість?

8. В яких випадках ефективна і середня швидкості співпада-ють?