Малоглубинная сейсморазведка (стр. 3 из 6)

Геологические задачи сейсморазведки малых глубин.

Выбор методических приемов определяется решаемой геологической задачей применительно к конкретным сейсмогеологическим условиям, точностью измерения изучаемых параметров ВЧР, обеспечением оперативности и экономической эффективности. Многообразие сейсмогеологических моделей ВЧР приводит к необходимости применения широкого набора традиционных и нетрадиционных методических приемов. Сочетание малоканальное™ сейсмостанции с мобильностью источника возбуждения создает по сравнению с традиционной сейсморазведкой существенно более гибкие возможности в выборе и осуществлении систем наблюдений на подавление регулярных волн-помех, выделение целевых волн и, и конечном итоге, на решение поставленной геологической задачи.

Особенностью геологических задач является их разнообразие, обусловленное, с одной стороны, высокими разведочными параметрами сейсморазведки по сравнению с другими методами и, с другой, широтой круга потребителей информации о верхней части разреза. По мере увеличения глубины исследования геологические задачи усложняются, а число потребителей уменьшается. Можно выделить четыре основных диапазона глубин, которым свойственны свои методико-технологические приемы изучения и свой круг решаемых геологических задач.

Первый диапазон охватывает интервал глубин от 0 до 10—30 м. Необходимость его изучения возникает при массовом строительстве, мелиорации, неглубоком геологическом картировании, археологии и др. Второй диапазон составляет от 10-30 до 50-100 м. В этом диапазоне исследовании проводятся с целью поисков строительных материалов, неглубоко залегающих подземных вод, при строительстве сложных инженерных сооружений и т.п. Третий диапазон составляет 150-200 м. Исследования проводятся с целью поисков россыпных месторождений, подземных вод, бурых углей, строительства уникальных инженерных сооружений и т.д. Четвертый диапазон составляет от 150—200 до 500 м. Исследования проводятся с целью поисков и изучения рудных тел и месторождений, поисков бурых углей, глубокозалегающих подземных вод и решения частных структурных задач.

Технологически наименее сложно изучение первого диапазона глубин. При решении геологических задач, связанных с этим диапазоном, как правило, используется метод преломленных волн с возбуждением упругих колебаний одиночными ударами кувалды или падающего груза. Однако в условиях интенсивных микросейсм его изучение сопряжено с определенными трудностями.

Изучение второго диапазона глубин технологически значительно труднее первого. В частности, повсеместно требуется применение достаточно мощных источников возбуждения, а когда уровень микросейсм высок, возможности использования одиночных ударов сильно сокращаются. В основном применяется метод преломленных волн и в исключительно благоприятных сейсмогеологических условиях — метод отраженных волн.

Третий диапазон глубин ВЧР необходимо отнести к числу предельных для применения метода преломленных волн (МПВ) с поверхностными невзрывными источниками. Это обусловлено резким снижением эффективности возбуждения преломленных волн. Сложный и неоднородный состав пород приповерхностной части разреза оказывает избирательное воздействие на возбуждаемые и принимаемые колебания, в результате которого высокоразрешенные сейсмические сигналы от глубокозалегающих преломляющих границ сильно ослабляются, и их выделение среди помех становится неуверенным.

Взрывы небольших зарядов ВВ, помещенных в специально подготовленные скважины, позволяют получить достаточно разрешенные полезные сигналы. Это подтверждено практикой работ. Однако сложность управления эффектом взрывного источника в реальных условиях, а также соображения экономического и экологического характера и безопасности стали причиной, по которой не нашел широкого применения метод отраженных волн (MOB) при изучении третьего и четвертого интервалов глубин.

Положительные результаты опробования цифровых накопительных сейсмостанций с невзрывными источниками в различных районах, а также опыт отечественных и зарубежных исследований с аналоговой аппаратурой позволяют определить основные геологические задачи сейсморазведки малых глубин.

Системы наблюдений.

Рассмотрим физику, геометрию и технику измерений в условиях, когда уровень возбуждаемого сигнала ненамного превышает уровень микросейсм. На рисунке в плоскости годографа зондирования показаны области

Обобщенная сейсмограмма зондирования.

1-3 – области отсутствия полезной информации, обусловленные соответственно конечной скоростью распространения сейсмических волн, высоким уровнем волн-помех и низким уровнем регулярного сигнала,

4-область где может быть получен полезный сигнал, Т-целевая волна, L-интервал наилучшего прослеживания целевой волны.

формирования помех различного типа и полезных волн. Штриховкой в различных направлениях выделены области, где полезная информация либо не может быть получена (область 1,обусловленная конечными скоростями сейсмических волн), либо получение се связано со значительными техническими трудностями (области 2 и 3 распространения поверхностных волн и неблагоприятного отношения сигнал/помеха). Таким образом, выделяется область 4, где может быть получен полезный сигнал, представленный целевой волной Т. Условия получения целевой волны в различных ее участках различны. Это обусловливается, с одной стороны, затуханием регулярного сигнала при увеличении расстояния пункт возбуждения - пункт приема и, с другой — взаимодействием целевой волны с другими волнами, например, преломленными, кратными и другими, которые могут присутствовать в области 4.

В настоящее время сейсморазведка располагает арсеналом средств, достаточным для прослеживания целевой волны во всей области 4. Однако с точки зрения конечного результата — определения сейсмогеологической границы с заданной точностью — интервал прослеживания волны по оси х может быть меньше, чем в области 4 в целом, но не менее некоторой его части /.. При этом местоположение этой части внутри всего интервала уже безразлично и будет определяться как объективными (наличием технических средств), так и субъективными факторами (опытность оператора). Как бы то ни было, но допустим, что зондирование сделано, при этом в интервале L целевая волна прослежена достаточно четко и это позволяет определить сейсмогеологическую границу и решить поставленную задачу. Наряду с этим выводом немедленно возникает другой: все работы, проведенные за пределами интервала L, бесполезны. Можно привести веские аргументы для доказательства того, что работы вне интервала L были необходимы, но этим их бесполезность не отрицается.

В традиционной сейсморазведке при использовании сильных источников область 3 отодвигается в сторону больших значений t и х, при этом область 4 существенно увеличивается. Это приводит к повышению эффективности работ. В некоторых системах наблюдений для повышения эффективности начальный интервал в районе х = 0 вообще не измеряется. В традиционной сейсморазведке зондирование является высокоэффективным способом разведки и положено в основу всех систем наблюдений.

Механический перенос систем наблюдений традиционной сейсморазведки в сейсморазведку малых глубин приводит к резкому уменьшению эффективности работ, поскольку значительная часть работы, затраченной на измерения, оказывается бесполезной.

Выход из создавшейся ситуации заключается в следующем. Представим, что на профиле наблюдений имеется два зондирования на некотором расстоянии друг от друга. Целевая волна от изучаемого горизонта на обоих зондированиях фиксируется соответственно в интервалах L и L . При этом L_l и L перекрываются по оси х. Иными словами, существует такое расстояние пункт возбуждения — пункт приема х, на котором в обоих случаях фиксируется целевая волна. Можно предположить, что на участке профиля, расположенном между первым и вторым зондированиями, целевую волну можно проследить некоторым числом зондирований, причем каждое из них может быть представлено одним измерением с расстоянием пункт возбуждения — пункт приема, равным x_Q.

Совокупность таких зондирований будет представлять собой, по существу, профилирование на фиксированных расстояниях между пунктами возбуждения и приема, называемое в дальнейшем профилированием на постоянных базах. Таким образом, система наблюдений в сейсморазведке малых глубин в общем виде является сочетанием зондирований, которым обеспечивается получение информации о волновом поле и средних скоростях разреза, с профилированием, которым обеспечивается прослеживание целевых волн в интервале между зондированиями.