4.5.3. Модифікація і області застосування сейсморозвідки

Залежно від вирішуваних геологічні задачі розрізняють наступні модифікації і області застосування сейсмічних методів розвідки: 1. Глибинне сейсмічне зондування. 2. Структурна сейсморозвідка. 3. Рудна сейсморозвідка. 4. Інженерно-гідрогеологічна сейсморозвідка. 5. Вивчення фізико-механічних і міцнісних властивостей порід.

Глибинне сейсмічне зондування (ГСЗ). Вивчення глибин від 5 - 10 до декількох десятків кілометрів проводиться методом глибинних сейсмічних зондувань. При ГСЗ збудження пружних коливань здійснюється вибухами сотень і тисяч кілограмів ВВ. Реєстрація сверхниз­ькочастотних пружних коливань (1-20 гц) на відстані 50-500 км від пунктів вибуху. Частіше за все при ГСЗ використовується метод КМЗХ. Глибинні сейсмічні зондування застосовуються для ріше­ння наступних задач: а) картування поверхні кристалічного фундаменту; б) визначення основних рис внутрішньої будови фундаменту; в) виявлення меж в земній корі глибин­них розломів, різних типів земної кори (океанічна, платформна, геосинклінальна); г) картування підошви земної кори - поверхні Мохоровічича («М-поверхні”), яка відділяє земну кору від мантії і відрізняється добре витриманою швидкістю розповсюдження пружних подовжніх хвиль, рівною 8,1 - 8,2 км/сек.

Структурна сейсморозвідка. Структурна сейсморозвідка - один з основних напрямів сейсморозвідки. Структурна сейсмічна розвідка, у тому числі пошуки нафтогазоносних структур, може виконуватися на суші, на морі і уздовж річок і має справу з глибинами дослідження до 10 км. Структурні задачі розв'язуються методом відображених хвиль. Метод заломлених хвиль грає підлегле значення і служить для картування поверхні фундаменту і виділення шарів з більшою швидкістю розповсюдження хвиль. У результаті рекогносцирувального і частково пошукового сейсмогеологічного районування виділяються наступні чотири типи розрізів з різною ефективністю застосування сейсморозвідки.

I. Стародавні платформи характеризуються двох - триповерховою сейсмогеологічною будовою, пологими структурами, витриманістю відображають і заламаних меж. Для пошуків нафтогазоносних структур у цих регіонах необхідна детальна високоточна сейсморозвідка (припустима величина перетину карт і розрізів 20 - 25 м).

II. Молоді платформи (відрізняються одно - і двоповерховою будовою, великою амплітудою структур, витриманістю відображаючих меж у поверхах і заломлюючих на межах поверхів і по крівлі фундаменту. Пошуки нафтогазоносних структур у цих районах проводяться успішно, оскільки сейсморозвідка забезпечує перетин сейсмогеологічних карт і розрізів до 40 - 50 м, чого цілком достатньо для розвідки структур.

III. Зони кайнозойської складчастості характеризуються крупними, складними структурами з великими кутами нахилу. Як правило, тут погані межі, що відображають. Основну роль грає КМЗХ. Для визначення швидкостей потрібні свердловини. Сейсморозвідка дає результати зниженій точності.

IV. Глибокі западини на платформах характеризуються складною багатоповерховою будовою з явищами діапірізма, наявністю соляних куполів. У подібних умовах застосовується КМЗХ, MBХ, РСП з обов'язковими опорними свердловинами. Точність сейсморозвідки така ж, як і для III типу сейсмогеологічного розрізу.

Для вирішення задач структурної геології широко застосовується морська і річкова сейсморозвідка. Морська сейсморозвідка - один з найшвидших методів сейсморозвідки (до 50 км профілів в день). Роботи ведуться в модифікації MOB КМПВ спеціальною автоматичною апаратурою без зупинки судна.

Рудна сейсморозвідка. При пошуках і розвідці різних рудних родовищ сейсморозвідка застосовується ще порівняно мало. Це обумовлюється складною сейсмогеологічною будовою рудних районів. Рудна сейсморозвідка застосовується для: а) визначення потужності наносів, картування поверхні порід і потужності кори звітрювання; б) виявлення структур рудонакопичення і вивчення внутрішньої структури рудних полів; в) картування під наносами крутозалягаючих пластів, метаморфічних і вивержених порід; г) трасування текто­нічних порушень,

зон роздроблення, тріщинуватості. Безпосередні (прямі) пошуки і розвідка рудних родовищ за допомогою сейсморозвідки практично не проводяться, Основним методом рудної сейсморозвідки тривалий час є лише метод заломлених хвиль. Особливо широко КМЗХ застосовується для вивчення поверхні корених порід. Заломлена хвиля, розповсюджуючись уздовж поверхні корених порід, дозволяє визначати глибину їх залягання, гра­ничну швидкість, виявляти зони порушень тріщинуватості. Останніми роками в рудній сейсморозвідці застосовуються і інші класи хвиль: обмінні, відображені, рефраговані. Роботи проводяться за допомогою сейсморозвідувальних станцій у високочастотній модифікації (частоти коливань 100 - 400 гц), що забезпечує велику роздільну здатність сейсмічних спостережень.

Інженерно-гідрогеологічна сейсморозвідка. При інженерно-геологічних і гідрогеологічних дослідженнях сейсморозвідка застосовується для: вивчення глибини залягання корених порід, розчленовування осадових товщ, визначення потужності кори вивітрювання, картування вічної мерзлоти, дослідження розривних порушень, тріщинуватих, закарстованих зон вивчення обвалів, визначення рівня під­земних вод. Інженерно-гідрогеологічна сейсморозвідка має справу з невеликими глибинами, тому збудження пружних хвиль про­водиться за допомогою малих вибухів або ударів. Останніми роками для розвідки невеликих глибин (до 30 - 40 м) застосовується мікросейсморозвідка. Роботи виконуються за допомогою легких одно канальних сейсмічних установок ОСУ (вага всього устаткування до 30 - 40 кг). Збудження пружних хвиль проводиться ударом кувалди. Роботи виконуються в модифікації КМЗХ рідше MBХ. При інженерно-геологічних вишукуваннях акваторій морів, озер, річок можуть застосовуватися сейсмоакустичні методи, основан­і на збудженні пружних хвиль не за допомогою вибухів, а елек­троіскрові або газорозрядними датчиками. При цьому регіструються луна-сигнали (віддзеркалення) від меж шарів з різними акустичними жорсткостями.

Сейсморозвідка у гірських виробленнях (підземна сейсморозвідка) застосовується для вивчення сплошно­сті масиву, виявлення пусток, обводнених зон, вивчення геоло­гічної будови і оцінки фізико-механічних властивостей гірських порід навкруги вироблень. Роботи у гірських виробленнях проводяться або з одноканальними установками, або за допомогою переносних сейсмостанцій. Для вивчення ціликів порід між гірськими виробленнями використовуються сейсмічні і аку­стичне просвічування.

Важливою задачею інженерної сейсморозвідки є дослідження фізико-механічних властивостей порід. Виміряючи швидкість розповсюдження подовжніх або поперечних хвиль у гор­них виробленнях, оголеннях, а також на зразках можна розрахувати пружні константи і оцінити фізико-механічні і проч­ностні властивості гірських порід. Отримані дані використовуються для оцінки гірського тиску, необхідного для розрахунку оброблення і кріплення гірських вироблень а також для визначення стійкості ґрунтів, що розробляються. Вимірювання швидкостей пружних хвиль проводяться як за допомогою одно канальних сейсмічних установок, так і за допомогою сейсмоскопів, що працюють на ультразвукових частотах. Динамічні параметри модуля пружності, тобто параметри, отримані за даними сейсморозвідки, можуть бути розрахований по відомих швидкостях розповсюдження пружних подовжніх і поперечних хвиль.

Проте отримані динамічні параметри необхідне с­півставити із статичними параметрами міцності, визначеними шляхом випробувань зразків і монолітів на стиснення. Встановивши для кожного літологічного комплексу району досліджень кореляційну залежність між динамічними модулями і статичними коефіцієнтами фортеці (міцності) порід, можливо відмовитися від частини трудомістких випробувань зразків замінивши їх мікросейсморозвідкою або ультразвуковими вимірюваннями.