Малоглубинная сейсморазведка

Технология полевых работ.

Наземные полевые работы при изучении ВЧР проводятся в два этапа. На первом этапе выполняются опытно-методические работы, в процессе которых выясняются сейсмогеологические условия района работ, выбира­ется метод решения поставленной задачи, системы наблюдений, рабочие параметры приема и возбуждения колебания, а при наличии скважин - проводится ВСП. На втором этапе, с использованием выбранных методи­ческих приемов, отрабатываются основные объемы полевых работ.

Работы второго этапа, в свою очередь, могут выполняться в несколь­ко циклов, из которых завершающим является детализация участков с более сложными сейсмогеологическими условиями. Началу опытно-ме­тодических работ предшествует анализ имеющейся по району геолого-гео­физической информации, по результатам которого производится предва­рительное сейсмогеологическое районирование и выбираются наиболее характерные зоны для проведения опытно-методических работ.

В выбранной зоне, желательно вблизи буровых скважин, отрабаты­вается зондирование с максимальными длинами годографов, с сокра­щенным шагом между каналами и без применения интерференционных систем. В процессе отработки зондирования варьируются параметры

возбуждения и приема. Анализируется зарегистрированное волновое поле и полученные данные сопоставляются с имеющейся геологической информацией. По результатам анализа намечаются меры повышения информативности сейсмических работ, например с применением интер­ференционных способов приема, либо, если полученные данные позволя­ют это сделать, выбирается метод, обеспечивающий решение поставленной геологической задачи. Аналогичные работы проводятся в следующих зонах до получения положительных результатов. Затем на участке прово­дятся дополнительные эксперименты с целью уточнения рабочих парамет­ров выбранного метода, опробуется группирование сейсмоприемников и пунктов возбуждения. С выбранными оптимальными параметрами отра­батываются зондирования в других зонах района. Выясняются особеннос­ти изменения волновых полей и выбираются необходимые размеры постоянных баз, а для районов со сложными сейсмогеологическими усло­виями выбираются оптимальные системы профилирования - длина годо­графов, размер баз и шаг наблюдений.

Работы второго этапа могут проводиться в различной последователь­ности. В случае применения зондирований с профилированием на постоян­ных базах вначале может быть отработан наибольший объем зондирова­ний, а затем профилирование на постоянных базах или отработка зонди­рований и профилирование проводятся параллельно.

После выполнения основного объема работ проводится детализация участков неуверенного прослеживания сейсмических горизонтов и зон с аномальными параметрами волновых полей. На этом этапе, как прави­ло, отрабатываются дополнительные точечные зондирования с целью сокращения шага наблюдений либо отрабатываются дополнительные зон­дирования.

Технология работ в горных выработках, например, с задачами сейсми­ческого просвечивания или определения напряженного состояния массива горных пород, также двухэтапная и определяется пространственным по­ложением горных выработок и их состоянием. Наибольшего внимания заслуживает крепление сейсмоприемников к стенкам выработок и воз­буждение колебаний при наличии крепи. Для возбуждения необходимо выбирать участки без трещин и вне зон дробления. Кренить сейсмоприемники наиболее просто в углублениях на стенках выработок с помощью алебастра или замазок. Схема, длина годографов и шаг наблюдений могут быть выбраны по данным, приведенным в работе, и скорректированы применительно к конкретным условиям.

Технология наблюдений в скважинах (ВСП), как показывают экспе­риментальные исследования, полностью определяется принципами и реко­мендациями, приводимыми в работе. Некоторые особенности связаны с регистрацией слабых сигналов, возбуждаемых слабыми поверхностными источниками. Это приводит к необходимости более плотного прижима скважинного снаряда к стенкам скважины, полного устранения влияния каротажного кабеля, а также использования меньшего шага между сосед­ними наблюдениями и применения систем наблюдений, обеспечивающих уменьшение влияния поверхностных волн. Выбору систем наблюдений

ВСП предшествует отработка зондирований с общими пунктами возбуж­дения или приема, расположенных у устья скважины. По данным зонди­рований определяется местоположение пункта возбуждения, которое счи­тается оптимальным, когда он в наибольшей мере приближен к устью скважины и находится вне зоны влияния поверхностных волн.

Приемы обработки и интерпретации материалов.

Рассмотрим оперативные приемы обработки первичных материалов. При этом основное внимание будет уделено тем из них, которые связаны с наименьшими затратами и в большей мере соответствуют методике полевых работ.

Предлагаемые приемы не противопоставляются современным тенден­циям в развитии обработки с использованием ЭВМ. Авторы знакомы с преимуществами машинной обработки, но считают, что при изучении ма­лых глубин, когда требуется высокая оперативность в получении конеч­ного результата и постоянная необходимость в корректировке методики полевых наблюдений вследствие изменчивости параметров ВЧР, машинная обработка должна осуществляться на профиле. Техническое обеспечение этого направления пока что не достигло соответствующего уровня.

Обработка и интерпретация первичных материалов содержит следую­щие этапы: предварительная обработка; вычисление скоростных парамет­ров разреза; определение глубин залегания сейсмических границ; оценка точности полученных параметров.

Предварительная обработка. В процессе предварительной обра­ботки составляются сводные сейсмограммы, монтажи сейсмограмм, производится корреляция зарегистрированных волн, строятся годографы и поля времен t и вводятся поправки.

Необходимость в составлении монтажей обычно возникает при отра­ботке протяженных профилей и зондирований с большими длинами годо­графов. В некоторых случаях полезно составлять монтажи для отдель­ных постоянных баз, что облегчает корреляцию целевых волн в сложных волновых полях.

Желательно, чтобы процессу корреляции волн предшествовал этап тщательного анализа всей имеющейся информации о предыдущих иссле­дованиях в изучаемом районе и на соседних площадях. Это способствует более правильной оценке кинематических и динамических свойств основ­ных волн. В процессе корреляции выделяются основные целевые волны и определяется время прихода их одинаковых фаз. Последний момент является существенным при наблюдениях на фиксированных базах, когда одновременно меняются условия возбуждения и приема, вследствие чего возникают трудности в отождествлении одноименных фаз на соседних трассах. В таких случаях эффективно применение приема совмещения записей соседних или удаленных трасс, из которых одна рисуется на каль­ке и накладывается на другую, а затем подбирается их наилучшее совпа­дение как по форме, так и по фазе. Определенную помощь в контроле

правильности проведенной корреляции оказывает анализ построенных полей t (х, I ) и годографов.

В соответствии с известными принципами интерпретации точечных зондирований время прихода волн при построении полей t ( x , I ) относит­ся к центрам баз.

В годографы вводятся поправки за фазу и при необходимости поправ­ки за изменение зоны малых скоростей. Поправки за фазу определяются по наиболее интенсивным записям. В случае использования нескольких режимов вводится временная коррекция, исходя из того, что максималь­ные значения амплитуд волны при регистрации переходов сигналов через нуль соответствуют нулевым значениям амплитуд волн, получаемым при многоразрядном АЦП. Первые вступления на всех режимах АЦП регист­рируются без изменений.

Определение скоростных параметров разреза. Наиболее пол­ную и точную информацию о скоростном разрезе можно получить только по данным сейсмокаротажа, поэтому его проведение представляется целе­сообразным при первой же возможности. Однако в реальных условиях доступные для каротажа скважины, как правило, отсутствуют и всю основ­ную информацию о скоростях извлекают из данных зондирований MOB,

МПВ.

Построение сейсмических разрезов. В большинстве случаев построение сейсмических разрезов производится от земной поверхности. Это позволяет вводить поправки за изменение рельефа местности. При профилировании на постоянных базах разрезы строятся от линии, соеди­няющей точки возбуждения и приема.

В зависимости от особенностей геологического строения изучаемого района и требований, предъявляемых к точности и оперативности получе­ния конечного результата, может быть применен весьма широкий круг методических приемов вычисления глубины залегания сейсмических гра­ниц. По сложившейся традиции, зарубежные фирмы при изучении ВЧР применяют в основном палеточные способы, которые при удовлетворительной точности обеспечивают высокую производительность обработки больших объемов первичных материалов. В нашей стране преимуществен­ное распространение получили графоаналитические способы, особенно способ t ₀ .

Оценка точности построений. Основным критерием правильнос­ти интерпретации полевых материалов является внешняя сходимость ее результатов с материалами других методов, например, с данными буре­ния. Однако такое сравнение не всегда возможно. В этом случае необхо­димо оценивать относительную погрешность определения параметров сейсмогеологического разреза - скорости распространения волн и глуби­ны залегания в зависимости от погрешности измерения времени прихода волны. Последняя определяется спецификой сейсморазведки как метода и при правильном выборе параметров измерительного устройства (кван­тования временной оси и амплитуды сигнала, числа накоплений) от них не зависит.

Погрешность определения средней скорости по способу пересечения годографов преломленных волн для разрезов, характеризующихся воз­растанием скорости с глубиной, не превышает 10%. Если же в разрезе имеются слои с повышенной граничной скоростью, погрешности могут достигать 50%.

Погрешности определении граничной скорости по разностному годографу в основном связаны с неучетом влияния углов наклона границ. В частности, при углах наклона 10, 20 и 30° погрешность определения граничной скорости достигает соответственно 1,5; 6,0; 15,4%.

Неточности определения глубины залегания отражающих горизонтов связаны с суммарными погрешностями определения времени и скорости. При правильном отождествлении фаз волн ошибки погрешности опреде­ления времени по сравнению с погрешностями определения скоростей обычно малы. Как показывают исследования, погрешности определения скорости медленно изменяются по профилю и имеют систематический характер, который трудно учесть на коротких профилях. Однако неточное значение скорости в процессе обработки коротких профилей обычно не приводит к существенным погрешностям определения относительных изменений форм рельефа отражающих горизонтов.

Преимущественная зависимость положения сейсмических границ от определения скоростного разреза сохраняется и для метода преломленных волн. Особенно это относится к способам определения глубины в много­слойных разрезах с использованием приближенных расчетных формул.

При профилировании на постоянных базах влияние погрешностей определения скорости возрастает с увеличением глубины залегания границ и постоянных баз. Эти погрешности имеют в основном систематический характер и отражаются главным образом на среднем уровне положения границ, не изменяя существенно их формы.