10.3.4. Принципы решения обратной задачи метода рефрагированных волн.

Решение обратной задачи метода рефрагированных волн (МРВ) сложнее, чем преломленных. Они сводятся к построению скоростных разрезов или полей скоростей, на которых для каждой точки разреза известна скорость. Для разных законов изменения скоростей с глубиной разработаны различные приемы построения скоростных разрезов по годографам рефрагированных волн. Рассмотрим один из простых для среды с вертикальным градиентом скорости. Она принимается за слоисто-однородную, состоящую из бесконечно тонких горизонтальных слоев, в каждом из которых скорости постоянны, а на границах возрастают скачком, но таким образом, что чем глубже слой, тем выше скорость в нем (см. рис. 4.1). Для таких разрезов можно воспользоваться решением обратной задачи МПВ над многослойной средой. На годографе рефрагированной волны выбирается несколько (до 5) точек () и в каждой из них проводится касательная (рис. 4.9). По пересечению касательных с осью времен определяются, а по их наклону - кажущиеся скорости

Рис. 4.9.Годографы рефрагированных волн (а) и (б), а также построенные с их помощью скоростные разрезы: 1 - точки разреза, для которых определена скорость; 2 - изолинии скоростей

В 10.3.3 получено выражение для кажущейся скорости головной преломленной волны, которая в случае горизонтальной преломляющей границы () равна(здесь применена формула). Поэтому можно записать

За среднюю скорость в покрывающей среде над соответствующими преломляющими площадками спринимается полученное эмпирическим путем выражение, где- скорость в покрывающей толще, если считать ее неградиентной;По известнымиможно определить глубину залегания преломляющих площадок:

Для практического построения скоростного разреза данным методом от точек профиля, расположенных в середине между пунктом возбуждения и расчетными точками , вниз откладываются глубиныи у них записываются граничные скоростиЕсли провести изолинии, то получим скоростной разрез. Построение скоростных разрезов описанными выше способами обычно выполняется на компьютерах.

10.4. Основы теории сейсмоэлектрического метода

Сущность сейсмоэлектрического метода сводится к возбуждению упругих волн с помощью взрывов или невзрывных источников и изучению как упругих волн, так и электромагнитных импульсов.

Сейсмоэлектрические явления, на которых этот метод основан, объясняются, по крайней мере, двумя факторами: пьезоэлектрическим эффектом (ПЭЭФ) кристаллических горных пород и сейсмоэлектрическим эффектом (СЭЭФ) осадочных пород.

10.4.1. Пьезоэлектрический эффект.

Пьезоэлектрический эффект представляет собой электрическую поляризацию, т.е. определенную ориентировку полярных молекул при механическом воздействии на вещество. Пьезоэлектрическая поляризация наблюдается как в монокристаллах некоторых диэлектриков (реже - полупроводников), так и в поликристаллических средах, какими являются горные породы.

10.4.2. Сейсмоэлектрический эффект.

Сейсмоэлектрический эффект изучен значительно хуже, чем пьезоэлектрический, и наблюдается при прохождении сейсмических волн через осадочные влагосодержащие породы. Под действием упругой волны происходит смещение подвижной части двойных электрических слоев, существующих на твердых частицах этих пород. В результате создаются электрические потенциалы, природа которых примерно такая же, как и у потенциалов фильтрации (см. 7.2). Объясняется это тем, что интенсивность фильтрационного и сейсмоэлектрического полей пропорциональна разности давлений на концах капилляра. В первом случае оно постоянно и пропорционально скорости движения подземных вод через капилляры, а во втором - переменно и синхронно изменяется с прохождением упругой волны, меняющей давление на концах капилляров. Количественно сейсмоэлектрический эффект принято характеризовать пьезоэлектрическим модулем (см. 10.2.4).