Сейсморазведка Хмелевской 1 половина. Сейсморазведка 10. Физикогеологические основы сейсморазведки

• Название: Сейсморазведка 10. Физикогеологические основы сейсморазведки
• Дата: 01.12.2021
• Размер: 1.1 Mb.
• Имя файла: Сейсморазведка Хмелевской 1 половина.doc
• Тип: Глава; #287934
• страница: 1 из 6

Глава 4. Сейсморазведка

• 
  10. Физико-геологические основы сейсморазведки
  
  • 
    10.1. Основы теории распространения упругих волн в геологических средах
    
    • 
      10.1.1. Основы теории упругости
      
    • 
      10.1.2. Упругие волны
      
    • 
      10.1.3. Основы геометрической сейсмики
      
    • 
      10.1.4. Типы сейсмических волн
      
    • 
      10.1.5. Сейсмические среды и границы
      
  • 
    10.2. Упругие и пьезоэлектрические свойства горных пород и сред
    
    • 
      10.2.1. Скорости распространения упругих волн в различных горных породах
      
    • 
      10.2.2. Поглощение упругих волн в горных породах
      
    • 
      10.2.3. Типы скоростей в слоистых средах
      
    • 
      10.2.4. Сейсмоэлектрические свойства горных пород
      
  • 
    10.3. Принципы решения прямых и обратных задач сейсморазведки
    
    • 
      10.3.1. Принципы решения прямых задач сейсморазведки
      
    • 
      10.3.2. Прямая и обратная задача отраженной волны для двухслойной среды с наклонной границей раздела
      
    • 
      10.3.3. Прямая и обратная задача головной преломленной волны для двухслойной среды с плоской наклонной границей раздела
      
    • 
      10.3.4. Принципы решения обратной задачи метода рефрагированных волн
      
  • 
    10.4. Основы теории сейсмоэлектрического метода
    
    • 
      10.4.1. Пьезоэлектрический эффект
      
    • 
      10.4.2. Сейсмоэлектрический эффект
      
• 
  11. Аппаратура и методика сейсморазведки
  
  • 
    11.1. Особенности устройства сейсморазведочной аппаратуры
    
    • 
      11.1.1. Общая характеристика аппаратуры для сейсморазведки
      
    • 
      11.1.2. Источники упругих волн
      
    • 
      11.1.3. Каналы записи и воспроизведения
      
    • 
      11.1.4. Принципы устройства сейсморазведочных станций и установок
      
  • 
    11.2. Методика и система наблюдений в полевой сейсморазведке
    
    • 
      11.2.1. Общая характеристика методики полевой сейсморазведки
      
    • 
      11.2.2. Виды сейсморазведки
      
    • 
      11.2.3. Сравнительная характеристика МОВ и МПВ
      
    • 
      11.2.4. Системы наблюдений в МОВ
      
    • 
      11.2.5. Системы наблюдений в МПВ
      
    • 
      11.2.6. Организация наземных сейсморазведочных работ
      
  • 
    11.3. Методика морских и других видов сейсморазведки
    
    • 
      11.3.1. Неполевые виды сейсморазведки
      
    • 
      11.3.2. Сейсморазведка на акваториях
      
    • 
      11.3.3. Скважинные и подземные сейсмические исследования
      
    • 
      11.3.4. Методика сейсмоэлектрических методов
      
• 
  12. Обработка, интерпретация и области применения сейсморазведки
  
  • 
    12.1. Обработка данных сейсморазведки
    
    • 
      12.1.1. Сущность и конечные результаты обработки данных сейсморазведки
      
    • 
      12.1.2. Обработка сейсмограмм и магнитограмм
      
  • 
    12.2. Количественная интерпретация данных сейсморазведк
    
    • 
      12.2.1. Сущность и конечные результаты количественной интерпретации
      
    • 
      12.2.2. Определение скоростей упругих волн в многослойных толщах над выявленными отражающими и преломляющими границами
      
    • 
      12.2.3. Определение геометрии разреза
      
    • 
      12.2.4. Геологическое истолкование данных сейсморазведки
      
  • 
    12.3. Области применения сейсморазведки
    
    • 
      12.3.1. Глубинная сейсморазведка
      
    • 
      12.3.2. Структурная сейсморазведка
      
    • 
      12.3.3. Нефтегазовая сейсморазведка
      
    • 
      12.3.4. Рудная сейсморазведка
      
    • 
      12.3.5. Инженерно-гидрогеологическая сейсморазведка
      

Сейсмическая разведка (сейсморазведка) - это геофизический метод исследования строения Земли и геологической среды, поисков и разведки нефти и газа, а также других полезных ископаемых, основанный на изучении распространения упругих волн, возбужденных искусственно с помощью тех или иных источников: взрывов, ударов и др. Горные породы отличаются по упругим свойствам и поэтому обладают различными скоростями распространения упругих волн. Это приводит к тому, что на границах слоев, где скорости меняются, могут образоваться отраженные, преломленные, рефрагированные, дифрагированные и другие волны, регистрируя которые на земной поверхности, можно получить информацию о скоростном разрезе, а по нему судить о геологическом строении.

Методика сейсморазведки основана на изучении кинематики волн или времени пробега различных волн от пункта их возбуждения до сейсмоприемников, улавливающих скорости смещения почвы, и их динамики или интенсивности волн. В специальных достаточно сложных установках (сейсмостанциях) электрические колебания, созданные в сейсмоприемниках очень слабыми колебаниями почвы, усиливаются и автоматически регистрируются на сейсмограммах и магнитограммах. В результате их интерпретации можно определить глубины залегания сейсмогеологических границ, их падение, простирание, скорости волн, а используя геологические данные, установить геологическую природу выявленных границ.

В сейсморазведке различают два основные метода: метод отраженных волн (МОВ) и метод преломленных волн (МПВ). Меньшее применение находят методы, использующие другие волны. Решение сложнейших задач, связанных с высокоточным определением геометрии геологического разреза (ошибки менее 1 %), стало возможным благодаря применению трудоемких систем возбуждения и наблюдения, обеспечивающих одновременный, иногда многократный съем информации с больших площадей и ее цифровую обработку на ЭВМ. Это обеспечивает выделение полезных, чаще однократно отраженных или преломленных волн среди множества волн-помех.

По решаемым задачам различают глубинную, структурную, нефтегазовую, рудную, инженерную сейсморазведку. По месту проведения сейсморазведка подразделяется на наземную (полевую), акваториальную (морскую), скважинную и подземную, а по частотам колебаний используемых упругих волн можно выделить высокочастотную (частоты свыше 100 гц), среднечастотную (частоты в несколько десятков герц) и низкочастотную (частоты менее 10 гц) сейсморазведку. Чем выше частота упругих волн, тем больше их затухание и меньше глубинность разведки.

Сейсморазведка - очень важный и во многих случаях самый точный (хотя и самый дорогой и трудоемкий) метод геофизической разведки, применяющийся для решения различных геологических задач с глубинностью от нескольких метров (изучение физико-механических свойств пород) до нескольких десятков и даже сотен километров (изучение земной коры и верхней мантии). Однако главное назначение сейсморазведки - поиск и разведка нефти и газа.

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.

10. Физико-геологические основы сейсморазведки

10.1. Основы теории распространения упругих волн в геологических средах

10.1.1. Основы теории упругости.

Теория распространения упругих (сейсми-ческих) волн базируется на теории упругости, так как геологические среды в первом приближении можно считать упругими. Поэтому напомним основные определения и законы теории упругости применительно к однородным изотропным средам. Абсолютно упругим телом называется такое, которое после прекращения действия приложенных к нему сил восстанавливает свою первоначальную форму и объем. Тела и среды, в которых развиваются необратимые деформации, называются пластичными, неупругими. Изменение формы, объема и размеров под действием напряжения называется деформацией. Напряжения (силы, действующие на единицу площади), как и деформации, могут быть растягивающими или стягивающими, сдвиговыми или всесторонне сжимающими. Коэффициенты связи между напряжениями и деформациями среды называются модулями упругости.

По закону Гука деформация растяжения (сжатия) ( ) в идеально упругих средах прямо пропорциональна напряжению:

(4.1)

где - модуль Юнга (модуль продольного растяжения); - длина, диаметр и поперечное сечение цилиндрического тела, F - приложенная сила, - коэффициент Пуассона (модуль поперечного сжатия). Третьим упругим модулем является модуль сдвига ( ), связанный с модулем Юнга и коэффициентом Пуассона соотношением . Наконец, четвертым является модуль всестороннего сжатия .

10.1.2. Упругие волны.

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 волны: продольные ( -волны) и поперечные ( -волны). Скорости всегда больше, чем . Известны также поверхностные волны, называемые волнами Рэлея ( ) и Лява ( ).

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 -волнах частицы движутся перпендикулярно направлению их распространения по эллиптическим траекториям вблизи свободных границ раздела сред с разными скоростями, например, земной поверхности. В поверхностных -волнах частицы среды движутся параллельно земной поверхности.

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

(4.2)