Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Методы сейсморазведки

Введение

Возникла сейсморазведка в 20-х годах этого столетия как раздел сейсмологии - науки о землетрясениях. С 1923 - 1925 гг. сейсморазведка начинает применяться в России для решения различных геологических задач, особенно в нефтяной геологии. В настоящее время свыше трех четвертей геофизических исследований составляют сейсмические.

Геофизические методы разведки являются наиболее передовыми современными методами поисков и разведки полезных ископаемых. Кроме того, Геофизические методы предназначены для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, инженерно-геологических, гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических и других изысканий и основанный на изучении естественных и искусственных полей Земли. Геофизические методы разведки позволяют изучать природные ресурсы и быстро обнаруживать месторождения ценных видов промышленного сырья и топлива. Роль геофизических методов в геологоразведочных работах непрерывно возрастает. Общее число которых превышает 100 и существует различные их классификации. По используемым физическим полям Земли их подразделяют на гравиразведку, магниторазведку, электроразведку, сейсморазведку, ядерную геофизику и терморазведку, называемые также гравиметрическими, магнитными, электромагнитными, сейсмическими, ядерно-физическими и термическими геофизическими методами. Остановимся на сейсморазведке.

Сейсморазведка является одним из геофизических методов и находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства Российской Федерации. Особо важную роль она играет при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений, а так же используется для изучения месторождений других полезных ископаемых и для решения различных инженерно - геологических задач. Она представляет собой совокупность методов исследования геологического строения земной коры, основанных на изучении распространения в ней упругих волн, возбуждаемых искусственным путем.

1. Несколько слов об упругих волнах

Упругие волны распространяются во всех направлениях от места их возбуждения и проникают на большую глубину в толщу земной коры. После возбуждения упругой волны в среде возникает смещение, возмущение упругих частиц, создается волновой процесс. Возникая вблизи источника, он постепенно переходит в другие части среды путем передачи деформаций и напряжений за счет упругих связей между частицами. В результате в среде возникают объемные и поверхностные упругие волны, не зависимые от источника. Традиционно в сейсморазведке наибольшее применение нашли объемные продольные (P-волны) и поперечные (S-волны). Известны также поверхностные волны, называемые волнами Рэлея(R) и Лява(L). Здесь они претерпевают отражения и преломления на всех поверхностях, разделяющих породы разного состава. Вследствие отражения преломления упругие волны частично возвращаются к поверхности земли, где они могут быть зарегистрированы при помощи специальной аппаратуры. Определяя время распространения волн и исследуя характер колебаний почвы, можно определить глубину и форму залегания тех геологических границ, на которых произошло преломление или отражение волны, а в некоторых случаях составить суждение о составе пород, слагающих отдельные слои.

В продольных волнах частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны и происходят деформации объема. В поперечных волнах частицы колеблются в плоскости, перпендикулярной распространению, что вызывает деформации формы. В поверхностных волнах частицы колеблются в поверхностном слое горизонтально и перпендикулярно направлению распространения волны. В поверхностных продольных волнах частицы движутся перпендикулярно направлению их распространения по эллиптическим траекториям вблизи свободных границ раздела сред с разными скоростями, например, земной поверхности. В поверхностных поперечных волнах частицы среды движутся параллельно земной поверхности.

Скорости продольных и поперечных волн выражаются через коэффициенты упругости следующими формулами:

,

где - плотность пород. В среднем для большинства пород

2. Принципы решения прямых задач сейсморазведки

Прямой задачей сейсморазведки называется расчет времен прихода (t) и амплитуд (A) для той или иной волны для известного сейсмогеологического разреза, т.е. когда известны: мощности, глубины залегания, размеры тех или иных геологических объектов (чаще слоев) и скорости распределения упругих волн, а также место и форма источника. Строгое решение прямых динамических задач сейсмики неоднородных сред производится путем решения волнового уравнения вида:

,

где V - скорость той или иной волны ( или ), A(t, x, y, z)- амплитуда или иное возмущение сигнала, распространяющееся в среде (x, y, z ) на разных временах t после его возбуждения. Решение этого уравнения с использованием граничных условий очень сложно и его удается выполнить лишь для простых моделей сред. Значительно проще решать кинематические задачи, т.е. определять время прихода той или иной волны (прямой, отраженной, преломленной и др.) для известной модели, зная лишь положение источника и момент возбуждения упругой волны. Традиционно простейшим результатом решения прямой задачи является получение уравнения годографа, или аналитического выражения для t(x) с дальнейшим построением годографа - графика зависимости времени прихода той или иной волны (t) от расстояния от пункта возбуждения до пункта приема (x).

Самой простой прямой задачей сейсморазведки является получение годографа прямой волны, т.е. задачи, которую в других геофизических методах называют задачей о нормальном поле (см. рис. 1). Очевидно, что время прихода прямой волны после создания упругого импульса в пункте возбуждения или взрыва (ПВ) равно .Поэтому линейный годограф имеет вид прямой линии. По наклону прямой линии можно определить скорость .

Рис. 1. К выводу уравнения прямой волны

3. Принципы устройства сейсморазведочных станций и установок

В зависимости от решаемых геологических задач применяются разные виды сейсмических станций. Число каналов в станции, т.е. количество сейсмоприемников, усилителей, гальванометров или магнитных головок в регистраторе и т.п., бывает различным.

Сейсмические установки. Для разведки небольших глубин используются одноканальные сейсмические установки (ОСУ). В ОСУ роль регистратора выполняет осциллограф с электронно-лучевой трубкой. В момент возбуждения упругих колебаний электронный луч начинает двигаться по экрану слева направо со строго постоянной скоростью. На пластины вертикального отклонения луча подается сигнал с усилителя. Наблюдая (или фотографируя) на экране трубки сигнал, можно определить время прихода волны. Сходное устройство имеют установки для измерения упругих свойств образцов породы, определения их в массиве пород, т.е. в обнажениях, одиночных выработках, шпурах или скважинах, а также при прозвучивании между ними. Для этого используются разные импульсные ультразвуковые приборы и установки.

Сейсмические станции. Цифровые и аналоговые многоканальные сейсмические станции - это сложные электронные установки, смонтированные на автомашинах, на кораблях или переносные. Питание сейсмостанции осуществляется с помощью батарей аккумуляторов. Современные цифровые сейсмостанции - это фактически специализированные компьютеры с большим числом идентичных каналов (от 24 до 1000). Они содержат блоки: воспринимающий, включающий набор сейсмоприемников, и регистрирующий, который содержит:

1)набор усилителей с фильтрами по числу каналов станции,

2)коммутатор каналов (мультиплексор), предназначенный для квантования сигналов, т.е. определения их амплитуд через определенные интервалы времени,

3)преобразователь аналог-код для преобразования сигналов в цифровую форму в двоичной системе счисления,

4)цифровой магнитный регистратор, регистрирующий цифровые сигналы на магнитную ленту,

5)преобразователь код-аналог для визуализации сигнала на шлейфовом осциллографе, дающем изображение сигналов на диаграммной бумаге,

6)блоки питания,

7)контрольно-измерительные устройства.

Методика и система наблюдений в полевой сейсморазведке

Под методикой полевой (наземной) сейсморазведки понимается выбор вида, метода, типа источников возбуждения, аппаратуры, системы наблюдений (расположения источников возбуждения и приемников), способов организации и проведения полевых работ, обеспечивающих наилучшее решение поставленных задач.

4. Методы сейсморазведки

Основные сведения о геологическом строении района при сейсморазведке получают в результате изучения особенностей распространения отраженных и преломленных волн. Существуют два вида основных методов сейсморазведки: метод отраженных волн (МОВ) и метод преломленных волн (МВП). Помимо того, применяется так же метод проходящих волн, когда наблюдают волны, проходящие сквозь исследуемые толщи, для чего источник или приемник колебаний (или и то и другое) располагают в глубокой скважине или в горной выработке. В частности при проведении различных видов сейсмокаротажа проходящие волны изучают для определения скорости распространения упругих волн в исследуемой толще.

Методы сейсморазведки можно классифицировать также, учитывая другие признаки. Так, в зависимости от типа регистрируемых волн различают метод продольных волн, метод обменных волн и метод поперечных волн. Наибольшее практическое значение в настоящее время имеет метод продольных волн. Это объясняется тем, что при взрыве образуются преимущественно продольные волны. В некоторых районах, где наблюдаются интенсивные обменные волны, их используют для решения геологических задач, обычно совместно с продольными волнами. Монотипные поперечные волны при обычных взрывах проявляются слабо. Для развития метода поперечных волн разрабатываются мощные источники возбуждения поперечных волн.

С увеличением глубины исследований и соответственно времени пробега волн для ослабления влияния поглощения приходится регистрировать все более низкочастотные колебания(меньше 25 - 30 Гц). Наиболее низкочастотные колебания регистрируют при работах методом глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ). Этот метод применяют для изучения строения сейсмических границ, расположенных в самых нижних слоях земной коры на глубинах, измеряемых десятками километров (граница Конрада, граница Мохоровичича и др.). В методе ГСЗ используются технические средства и методические приемы, сходные с применяемыми в МОВ и МВП.

Важным методом сейсморазведки является регулируемый направленный прием (РНП), который применяется преимущественно для регистрации отраженных и дифрагированных волн. Он позволяет с высокой точностью определять направление прихода сейсмических волн. Для борьбы с многократными отраженными волнами широкое применение находит метод общей глубинной точки (ОГТ). Изучение сейсмических волн внутри среды проводят в глубоких скважинах методом вертикального сейсмического профилирования (ВСП). С его помощью удается распознавать волны, наблюдаемые на поверхности земли.

Дно морей и океанов становится одной из главных областей поисков и разведки полезных ископаемых. В связи с этим большое значение приобрела морская сейсморазведка. Она, в связи с особыми условиями производства наблюдений, отличается от наземной сейсморазведки в техническом и методическом отношениях и имеет некоторые характерные особенности.

Каждому из перечисленных методов и модификаций присущи определенные преимущества и недостатки, правильно учитывая которые, можно эффективно использовать все возможности сейсморазведки. Широко применяется комплексирование различных методов сейсморазведки друг с другом.

5. Основы метода отраженных волн

В настоящее время наибольший объем сейсморазведочных работ выполняется методом отраженных волн, являющимся ведущим методом полевой разведочной геофизики

Рис2.

При наличии в изучаемом разрезе достаточно резких и протяженных границ раздела волновых сопротивлений метод отраженных волн дает особенно важные результаты. В геологическом разрезе часто присутствует много отражающих границ, располагающихся на различной глубине (например мягкие и твердые породы, изображенные на рисунке). Благодаря этому создается возможность одновременного изучения геологического строения на различной глубине, что позволяет иногда делать ценные выводы о геологической истории исследуемого района.

6. Методика и системы наблюдений в МОВ

В методе отраженных волн основную информацию извлекают из годографа отраженных волн. Получения годографа возможно только тогда, когда на сейсмограмме надежно выделяются волны, отраженные от соответствующей границы. Для этого необходимо следующее:

а) интенсивность источника должна быть такой, чтобы отраженные от всех интересующих границ волны значительно превышали уровень естественных помех;

б) расстояние между приемниками не должно превышать величину, при которой можно распознать волны, отраженные от одной итой же границы;

в) длина приемной расстановки (длина годографа) должна позволять уверенно определять ;

г) шаг наблюдений (расстояние, на которое смещают всю измерительную установку вдоль профиля) должен обеспечивать непрерывность прослеживания целевых горизонтов на всей изучаемой площади;

д) соблюдение всех условий, предъявляемых к сейсмическим данным в процессе их обработки.

Прямая задача отраженной волны для двухслойной среды с наклонной границей раздела. Прямая задача сейсморазведки методом отраженных волн (МОВ) сводится к получению уравнения годографа над разрезом с известными мощностями слоев и скоростями распространения волн. Простейшим является двухслойный разрез с однородным изотропным верхним слоем и скачком акустической жесткости на наклонной границе с подстилающим полупространством.

Пусть под однородной покрывающей средой со скоростью распространения упругих волн расположена вторая среда со скоростью , а угол разделяющей их плоской границы равен (рис. 2). Если на границе раздела сред выполняется условие, то образуется однократная отраженная волна с углом отражения \gamma, равным углу падения . Требуется найти уравнение годографа, т.е. установить теоретическую зависимость времени прихода волны t от расстояния x, скорости распространения волны в перекрывающем слое, эхо-глубины (глубины по нормали к отражающей границе) залегания отражающего контакта Н и его угла наклона .

Рис. 3. К выводу уравнения годографа отраженной волны над двухслойным разрезом

Время прихода отраженной волны в точку x профиля наблюдения равно

.

Пусть О^{*} - мнимый пункт взрыва, или точка, расположенная на перпендикуляре к границе так, что OB=BO*. Так как треугольники OAB и O*AB равны, а = и, то отрезки O*A и Ax лежат на одной линии и

Из прямоугольного треугольника имеем

Итак,

Это и есть уравнение линейного годографа однократно отраженной волны.

Особенности МОВ

Запись колебания, вызванного отраженной от некоторой границы волной, называют отражением. Отражение представляет собой импульс, имеющий несколько максимумов и минимумов. Каждый из них называют фазой отражения и соответственно различают первую, вторую и т.д. фазы отражения. Когда при одном положении источника соседние точки наблюдения расположены достаточно близко друг к другу, форма регистрируемых в них отражений сходна. Сравнивая эти отражения между собой, можно найти на соседних трассах одинаковые фазы одного отражения. Процесс сравнения и прослеживания одинаковых фаз колебаний на соседних трассах называют фазовой корреляцией, а линию, соединяющую одинаковые фазы одной волны на соседних трассах, называют осью синфазности. Фазовая корреляция играет важнейшую роль при обработке и интерпретации.

Ось синфазности по форме близка к годографу соответствующей волны, так как она отображает зависимость времени пробега волны от положения на сейсмограмме трасс, отвечающих разным точкам наблюдения. Поэтому при неизменном положении источника, оси синфазности отраженных волн имеют форму близкую к гиперболической.

При наличии в разрезе нескольких отражающих границ, когда одновременно регистрируют несколько отражений, каждое образует на сейсмографе свои оси синфазности. Когда отражающие границы параллельны, а наблюдения проводят при не слишком больших удалениях от источника, оси синфазности различных отражений не пересекаются между собой. При невыполнении этих условий может происходить пересечение годографов волн, отраженных от разных границ, что приводит к усложнению формы регистрируемых колебаний вследствие наложения волн. Годографы, и соответственно оси синфазности волн, отраженных от неглубоких границ, обладают вблизи своего минимума большой кривизной и их ветви круто вздымаются на плоскости годографа. Годографы, отвечающие глубоким горизонтам, имеют меньшую кривизну в области минимума годографа.

Волны, отраженные от мелкозалегающих горизонтов, приходят к поверхности непосредственно вслед за прямой или первой преломленной волной. Амплитуда колебаний почвы, связанная с приходом прямой волны, часто в сотни или тысячи раз больше, чем амплитуда колебаний, вызываемых отраженной волной. Поэтому отражения от неглубоких отражающих горизонтов, как правило, невозможно проследить. В зависимости от сравнительной интенсивности отраженных и мешающих волн и скорости их в верхней части разреза минимальная глубина горизонтов, от которых могут быть замечены отражения, колеблется в пределах 100-40м. Что касается нижнего предела глубин, достижимых для метода отражений, то он обычно определяется мощностью осадочной недислоцированной толщи. Отражения, соответствующие глубинам 3-4км, регистрируются очень часто. Удается регистрировать волны, отраженные от глубинных слоев земной коры вплоть до границы Мохоровичича.

Метод отраженных волн позволяет изучать сейсмические горизонты, наклоненные под углами до 40 - 50°. Определение углов наклона, меньших 1 - 2°, часто связано с трудностями, обусловленными недостаточной точностью определения скоростного разреза в толще, покрывающей отражающие границы. Отраженные волны обычно четко выделяются на участках профиля вблизи пункта взрыва, где отсутствуют преломленные волны. Поэтому, применяя метод отраженных волн, наблюдения ведут при сравнительно небольшом удалении (до 1,5 - 2,5км) от пункта взрыва. Это создает ряд технических преимуществ при ведении полевых работ и существенно облегчает прослеживание отраженных волн. Но поскольку при взрыве возникают интенсивные помехи (поверхностные и звуковые волны), препятствующие выделению отражений, необходимо принимать особые меры для их подавления, в частности, производить взрывы в, специально пробуренных для этой цели, взрывных скважинах. Во многих случаях удается регистрировать отраженные волны на больших расстояниях от пункта взрыва. Однако это приводит к значительному усложнению методики и техники полевых работ, поэтому такой прием применяют в случае, когда невозможно регистрировать отраженные волны вблизи пунктов взрыва.

По осям синфазности отраженных волн может быть вычислена так называемая эффективная скорость, задание которой в большинстве случаев необходимо для определения положения отражающих и преломляющих границ. Благодаря этому возможна практически однозначная интерпретация данных сейсморазведки. Однако по данным метода отраженных волн нельзя получить сведения о физических свойствах пород, залегающих вблизи отражающих горизонтов. Это затрудняет их геологическую привязку, если нет глубоких скважин или данных метода преломленных волн.

7. Основы метода преломленных волн (МВП)

Метод преломленных волн (МПВ) является одним из основных методов сейсморазведки и применяется для решения широкого круга геологических задач.

Прямая задача МПВ

Вывод уравнения линейного годографа головной преломленной волны, образовавшейся над наклонной границей двух сред (прямая задача). Пусть под однородной покрывающей средой со скоростью распространения упругих волн расположена плоская граница второго слоя с>. Требуется получить уравнение годографа головной преломленной волны, т.е. установить теоретическую зависимость времени прихода волны (t) от расстояния (x), скорости распространения упругих волн (и ), глубины залегания (H) и угла наклона () преломляющей границы (рис. 3).

Первой точкой профиля наблюдений, в которой начинает регистрироваться преломленная волна, является точка , называемая начальной точкой головной волны. Так как все лучи головной преломленной волны параллельны, то углы и постоянны, а это значит, что линейный годограф преломленной волны имеет постоянный наклон к оси x. Наклон к оси х остается постоянным лишь у прямой линии. Таким образом, годограф головной преломленной волны над плоской границей является прямой линией, начинающейся в точке S' с координатами и и наклоненной к оси x под углом

Отсюда можно получить уравнение годографа преломленной волны. По восстанию пласта

,

где t и x - координаты любой точки годографа. Очевидно, для получения уравнения необходимо определить и /

Возьмем мнимый пункт взрыва O' и опустим перпендикуляры на О'A и ось x. Из треугольника

,

из треугольника OO'K OK =2H sin i. Учитывая, что , получим

Из треугольника О'AS и OO'A можно получить Откуда Нетрудно показать, что для точек по падению границы

Учитывая, что , получаем уравнение годографа преломленной волны:

Проведя преобразования во втором слагаемом, можно получить окончательное уравнение годографа преломленной волны:

Причем знак "-" берется для годографа по восстанию границы (здесь волна приходит быстрее), знак "+" берется для годографа по падению границы от пункта взрыва. Из уравнений годографов видно, что - время на пункте взрыва.

Для горизонтальной преломляющей границы (=0)

Выражение для годографа преломленной волны можно записать в таком виде:

При , что означает приход волны сначала к удаленным, а затем к близким к пункту взрыва точкам наблюдения. При , что соответствует случаю, когда головная преломленная волна не сможет выйти на поверхность и работы методом МПВ невозможны. Поэтому этот метод может применяться для изучения не очень крутых структур, т.е. при углах падения, меньших 45.

Особенности МПВ

Преломленных волн обычно применяется для исследования слоев, скорость в которых больше, чем в каждом вышележащем. В геологическом разрезе часто присутствует несколько слоев, скорость которых больше чем в каждом вышележащем. В геологическом разрезе часто присутствуют несколько присутствует несколько слоев, удовлетворяющих этому требованию: их число в некоторых районах составляет пять - семь. Мощность преломляющих слоев может быть не очень большой (50-100м), тем не менее на них образуются достаточно интенсивные преломленные волны. Как показывает опыт, такие случаи весьма распространены. Поэтому возникает необходимость ввести понятие о граничной скорости . Граничной скоростью называют скорость, с которой проходящая волна, образующая преломленную, распространяется вдоль преломляющий границы. Величина граничной скорости часто характеризует только слой ограниченной мощности.

Для каждой наблюдаемой преломленной волны может быть построен годограф. Совокупность годографов, полученных при взрыве в одном пункте, называется серией годографов преломленных волн. Годографы преломленных волн при параллельных границах радела пересекаются между собой. Это создает некоторые затруднения при прослеживании преломленных волн. На разных расстояниях от источника к поверхности земли первыми приходят преломленные волны, связанные с различными границами. По годографам преломленных волн можно вычислить гранитную скорость, которая в известной мере характеризует литологический состав пород преломляющего слоя. Благодаря этому в ряде случаев оказывается возможным отождествить прослеживаемый преломляющий горизонт с определенной стратиграфической границей. Определение граничной скорости имеет особое значение, когда внутри разведываемой толщи имеются стратиграфические границы, разделяющие породы, характеризующиеся большим различием скоростей распространения в них сейсмических волн. В частности, это относится к границам раздела между изверженными или метаморфизованными древними породами и более молодыми осадочными отражениями(Кровля кристаллического или палеозойского фундамента).

По годографам преломленных волн обычно нельзя определить среднюю скорость в толще, покрывающей преломляющую границу. Знать эту скорость необходимо для интерпретации материалов методов преломленных волн. Поэтому при применении МПВ следует предусматривать определение средних скоростей путем проведения наблюдений в скважинах или МОВ.

МПВ позволяет изучать преломляющие границы, залегающие на глубинах от нескольких метров до 1,5-2 км. Он может также применяться для исследования больших глубин, но обычно такого рода задачи при детальных исследованиях успешно решаются МОВ.

МПВ может также применяться для прослеживания в простейших случаях тектонических нарушений, особенно когда зоны разлома расположены не глубоко. Необходимо только чтобы тектоническое нарушение захватывало один или несколько преломляющих горизонтов. Особо пригоден МПВ для изучения сред с вертикальными границами раздела. Метод преломленных волн широко применяют при инженерно-геологических изысканиях. Он так же применяется при изучении регионального строения земной коры, проводимом методом глубинного сейсмического зондирования.

Системы наблюдений в МПВ

Так как вблизи пункта возбуждения головные преломленные волны отсутствуют, то система наблюдений МПВ должна строиться так, чтобы ближайший к пункту взрыва сейсмоприемник был установлен на некотором расстоянии, сравнимом с предполагаемой глубиной залегания преломляющей границы. Уверенная интерпретация данных МПВ возможна лишь тогда, когда по линии профиля можно построить по крайней мере два годографа, полученных из разных пунктов возбуждения (ПВ). Поэтому система наблюдения строится так, чтобы можно было построить встречные, когда годографы получаются в интервале между двумя ПВ, или нагоняющие годографы, когда они строятся из последовательно расположенных ПВ. Нагоняющие годографы от одной и той же плоской границы параллельны, поэтому по ним можно строить сводные годографы путем параллельных смещений частных годографов.

Обычно применяются полные корреляционные системы наблюдений, обеспечивающие непрерывное прослеживание преломленных волн вдоль профиля наблюдений. В методе МПВ используются системы непрерывного профилирования: через один, два или три интервала

В простых геологических условиях выбираются неполные системы наблюдений, когда волны от одной границы выделяются не путем непрерывной корреляции, а путем выявления преломляющих границ на отдельных участках изучаемых профилей. Неполные системы применяются при постановке сейсмических зондирований.

Расстояние между приемниками в МПВ меняется от 10 до 100 м, а при детальных инженерно-геологических исследованиях - от 1 - 2 до 5 - 10 м. Преломленные волны отличаются пониженным спектром частот, так как из-за большого удаления от ПВ волны высоких частот поглощаются. Поэтому, работая на низкочастотных фильтрациях, можно избавиться от отраженных, прямых и других волн.

Сравнительная характеристика МОВ и МПВ.

В сейсморазведке основным является метод отраженных волн (МОВ), меньшее применение имеет метод преломленных волн (МПВ) (раньше его называли корреляционным - КМПВ), близкий к нему метод рефрагированных волн (МРВ), а также методы проходящих волн. Сравнительная характеристика методов МОВ и МПВ дана в табл. МОВ применяется в основном для изучения структур и расчленения разрезов осадочных толщ. Это основной метод поисков и разведки нефтегазоносных структур. МПВ чаще применяется при глубинных сейсмических исследованиях, определении глубины и рельефа кристаллического фундамента, изучении месторождений рудных ископаемых. При инженерно-гидрогеологических исследованиях чаще применяется МПВ, реже МОВ.

Отраженные волны возникают практически на всех литологических границах, на которых скачок акустических жесткостей превышает 10% (при возрастании или убывании скоростей с глубиной). Для образования головных преломленных волн необходимо возрастание скорости с глубиной. Отраженные волны интенсивны вблизи пункта возбуждения. Головные преломленные волны наблюдаются вдалеке от пункта возбуждения и распространяются вдоль преломляющей границы. Это предопределяет систему наблюдений: в МОВ сейсмоприемники располагают вблизи пункта возбуждения, а в МПВ - вдалеке от него (на расстояниях, превышающих проектируемые глубины разведки). Рефрагированные волны по природе близки к головным. Однако нагоняющие годографы над слоистой средой, полученные из разных пунктов возбуждения, для рефрагированных волн сходятся, а для головных - параллельны. Прямые волны используются при скважинных сейсмических, акустических, ультразвуковых исследованиях, когда источники возбуждения волн и приемники располагаются либо в одной скважине, либо разнесены по соседним скважинам или горным выработкам, либо наблюдается комбинация скважинного возбуждения (измерения) с околоскважинным, поверхностным измерением (возбуждением) упругих волн.

8. Области применения сейсморазведки

Глубинная сейсморазведка.

Глубинная сейсморазведка предназначена для изучения глубин от 5 - 10 км до нескольких десятков километров. Она проводится методами глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ) или профилирований (ГСП), отличающихся кусочно-непрерывным или непрерывным прослеживанием глубинных - в основном, преломленных, реже отраженных, которые быстрей затухают с глубиной - волн вдоль региональных профилей (геотраверсов). Возбуждение упругих колебаний осуществляется большими взрывами. Регистрация сверхнизкочастотных упругих колебаний (1 - 20 Гц) ведется на расстояниях 50 - 300 км от пунктов взрыва.

Глубинная сейсморазведка применяется для решения следующих задач:

- расчленения Земли на оболочки;

- картирования подошвы земной коры - поверхности Мохоровичича;

- выявления границ в земной коре, глубинных разломов, разных типов земной коры;

- изучения поверхности кристаллического фундамента.

Строение континентальной и океанической земной коры, изучаемое сейсморазведкой, гравиразведкой и магнитотеллурическими исследованиями, позволило выделить в них структуры разного порядка и глубинные разломы.

Структурная сейсморазведка.

Структурная сейсморазведка - одно из основных направлений сейсморазведки. Структурная сейсмическая разведка, кроме решения задач структурной геологии, имеет четкую практическую направленность на поиск нефти и газа. Она проводится на суше, на морях, океанах, вдоль рек и имеет дело с глубинами исследования до 10 км. Структурные задачи решаются методом отраженных волн. Метод преломленных волн играет подчиненное значение и служит для картирования поверхности фундамента и выделения высокоскоростных слоев в осадочном чехле.

Нефтегазовая сейсморазведка.

В результате структурных геолого-геофизических исследований практически все перспективные на нефть и газ районы на суше и морском шельфе выявлены. В этих районах, начиная с более перспективных, ведутся площадные поисково-разведочные сейсмические работы методом МОВ - МОГТ. В результате детальной сейсморазведки выявляются местоположение структур и их глубины, где возможно скопление нефти или газа (таких в среднем одна треть).

Рудная сейсморазведка.

При поисках и разведке различных рудных месторождений сейсморазведка применяется значительно реже, чем нефти и газа. Это объясняется сложным сейсмогеологическим строением рудных районов.

Рудная сейсморазведка применяется для:

- определения мощности наносов, картирования поверхности коренных пород и мощности зоны выветривания;

- выявления структур, благоприятных рудонакоплению, и изучения внутренней структуры рудных полей;

- картирования под наносами крутозалегающих пластов, метаморфических и изверженных пород;

- трассирования тектонических нарушений, зон дроблений, трещиноватости.

Инженерно-гидрогеологическая сейсморазведка.

При изучении геологической среды с целью инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий (гидростроительство, дорожное, промышленное и гражданское строительство, в том числе в районах вечной мерзлоты, поиски подземных вод, решение различных геоэкологических, мерзлотно-гляциологических и других задач) сейсморазведка находит все большее применение. Она используется для изучения глубины залегания коренных пород, расчленения осадочных толщ, определения мощности коры выветривания, мощности льда, картирования вечной мерзлоты, прослеживания разрывных нарушений, трещиноватых закарстованных зон, изучения оползней, определения уровня подземных вод. Сейсморазведка в горных выработках (подземная сейсморазведка) применяется для изучения сплошности массива, выявления пустот, обводненных зон, изучения геологического строения и оценки физико-механических и прочностных свойств горных пород вокруг выработок, а также горного давления. Важной задачей инженерной сейсморазведки является изучение физико-механических и прочностных свойств пород.

Список литературы

сейсморазведка волна отраженный

1.Сейсморазведка, И.И. Гурвич.

2.Геофизческие методы исследования, д-р геол.-минер, наук Г.С. Вахромеев.

3. Геофизические методы исследования земной коры, В.К. Хмелевской.

Размещено на Allbest.ru