Патент на изобретение №2273865

(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сейсморазведке, а точнее к способам ведения полевых сейсморазведочных работ с применением невзрывных поверхностных источников. Способ включает разделение геологического разреза на глубинные этажи, расчет для каждого этажа и размещение на местности систем приема сейсмических сигналов, различающихся между собой шагом приемных каналов, возбуждение волн источниками, прием и регистрацию волнового поля. Новым является то, что по результатам расчета выделяют систему приема сейсмических сигналов, настроенную на глубинный этаж, оказывающий наибольшее искажающее влияние на волновое поле нижележащих глубинных этажей, и приемные каналы в этой системе и источники размещают на местности с одинаковым шагом, при этом возбуждение волн производят, по крайней мере, двумя сеансами, в одном из которых возбуждение волн производят всеми источниками одновременно, а в другом сеансе возбуждение волн производят последовательно каждым источником. Технический результат: повышение эффективности и точности разведочных работ.

Изобретение относится к сейсморазведке, а точнее к способам ведения полевых сейсморазведочных работ с применением невзрывных поверхностных источников.

Общеизвестным является способ сейсмической разведки, включающий размещение на местности источников сейсмических волн и приемно-регистрирующей сейсмической системы, состоящей из групп сейсмоприемников, линий связи и регистратора сейсмических колебаний, одновременное возбуждение волн всеми источниками и запись сейсмических колебаний на носитель информации (Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки / под редакцией М.Б. Шнеерсона, – М.: ОАО “Издательство “Недра”, 1998, с.221-226).

Недостаток такого способа состоит в том, что интерференционная система из группы источников и групп сейсмоприемников, оптимально настроенная на исследование глубинных этажей геологического разреза, из-за большой базы системы, не оптимальна для исследования верхней части геологического разреза, свойства которой существенно влияют на точность и достоверность глубинных исследований.

Наиболее близким аналогом является способ сейсмической разведки, включающий разделение геологического объекта на глубинные этажи, расчет для каждого этажа и размещение на местности систем приема сейсмических сигналов, различающихся между собой шагом приемных каналов, возбуждение волн источниками, прием и регистрацию сейсмических сигналов (Патент РФ №1323989, кл. G 01 V 1/00, 1987).

Указанный способ наиболее эффективен при возбуждении волн одиночными источниками, например, взрывами в скважинах. Однако в последнее время все больше сейсморазведочных работ проводят с применением невзрывных поверхностных источников.

Обычно, невзрывные поверхностные источники применяют группами, образующими на пункте возбуждения интерференционную систему, оптимально настроенную на исследование глубинных этажей геологического разреза.

Однако интерференционная система, образованная группой из нескольких одновременно работающих источников, всегда оптимально настроенная на исследование глубинных этажей геологического разреза, не согласуется с системами приема сейсмических сигналов, настроенными на исследование верхних этажей геологического разреза, кроме того, при одновременной работе источников невозможно проверить качество установки каждого из них.

Задача изобретения состоит в обеспечении высокой эффективности исследования как глубинных, так и приповерхностных этажей геологического разреза в едином технологическом процессе, а также в обеспечении контроля условий установки каждого источника.

Задача решается тем, что в известном способе сейсмической разведки, включающем разделение геологического разреза на глубинные этажи, расчет для каждого этажа и размещение на местности систем приема сейсмических сигналов, различающихся между собой шагом приемных каналов, возбуждение волн источниками, прием и регистрацию волнового поля, согласно изобретению по результатам расчета выделяют систему приема сейсмических сигналов, настроенную на глубинный этаж, оказывающий наибольшее искажающее влияние на волновое поле нижележащих глубинных этажей, и приемные каналы в этой системе и источники размещают на местности с одинаковым шагом, при этом возбуждение волн производят, по крайней мере, двумя сеансами, в одном из которых возбуждение волн производят всеми источниками одновременно, а в другом сеансе возбуждение волн производят последовательно каждым источником.

Сущность изобретения состоит в том, что размещение на местности приемных каналов в выделенной системе приема сейсмических сигналов и источников с одинаковым шагом, при возбуждении волн в одном из сеансов последовательно каждым источником, обеспечивает многократное прослеживание отражений от границ соответствующего приповерхностного этажа с кратностью, минимальное значение которой равно количеству источников в группе, и с оптимальными параметрами интерференционной системы для этого этажа, а также контроль условий установки каждого источника, а при возбуждении волн в другом сеансе одновременно всеми источниками образуется система, достаточная по энергии и интерференционным параметрам, для изучения наиболее глубоко залегающих этажей геологического разреза, причем на основании контроля условий установки каждого источника при последовательном возбуждении имеется возможность корректировать вес сейсмограммы, получаемой на каждом пикете в зависимости от качества установки источников. Сейсмограммам, которые получены при высокой степени идентичности условий установки источников, придается в дальнейшей обработке больший вес, а тем, которые получены при низкой степени идентичности условий установки источников, придается меньший вес.

Согласно изобретению геологический разрез разбивают на глубинные этажи, рассчитывают для каждого этажа и размещают на местности системы приема сейсмических сигналов, различающиеся между собой шагом приемных каналов, оптимальным в каждой системе приема для соответствующего глубинного этажа, производят возбуждение волн источниками, прием и регистрацию волнового поля. При этом по результатам расчета выделяют систему приема сейсмических сигналов, настроенную на глубинный этаж, оказывающий наибольшее искажающее влияние на волновое поле нижележащих глубинных этажей, и приемные каналы в этой системе и источники размещают на местности с одинаковым шагом. Возбуждение сейсмических волн производят, по крайней мере, двумя сеансами, в одном из которых возбуждение волн производят всеми источниками одновременно, а в другом сеансе возбуждение волн производят последовательно каждым источником.

Сеансов возбуждения волн может быть и больше двух, при этом всю группу источников разбивают на подгруппы и возбуждение производят последовательно каждой подгруппой, в которой источники работают одновременно.

Все сеансы возбуждения волн принимают всеми системами приема сейсмических сигналов и регистрируют в виде сейсмограмм. Обработку материалов производят последовательно от верхних геологических этажей к нижним, с вводом поправок в волновое поле за влияние вышележащих этажей на волновое поле нижележащих.

Кроме того, по сейсмограммам, зарегистрированным при возбуждении волн последовательно каждым источником, контролируют условия установки каждого источника и вводят, при необходимости, весовые коэффициенты в сейсмограммы, зарегистрированные при возбуждении волн одновременно всеми источниками.

В качестве примера рассмотрим применение способа на севере Западной Сибири.

Северные районы Западной Сибири характеризуются развитием мерзлых толщ, распространяющихся на глубину до 500 м, причем в самой верхней части разреза на глубине до 100 м имеет место чередование сухих и увлажненных горных пород, находящихся в талом или мерзлом состоянии, так что скорость продольных волн в верхней части разреза может изменяться в пределах от 300 м/с до 4000 м/с.

Согласно изобретению геологический разрез разбивают на 3 глубинных этажа: первый, самый верхний, до глубины 100 м, второй, включающий реликтовую мерзлоту, на глубинах от 100 до 600 м и третий – от 600 до 3000 м.

В соответствии с теорией и практикой сейсморазведочных работ в Западной Сибири для изучения верхнего этажа оптимальной является система приема сейсмических сигналов, включающая 48 каналов с одиночными приемниками, размещенными с шагом 2 м; для второго этажа, включающего реликтовую мерзлоту, которая оказывает наибольшее искажающее влияние на волновое поле нижележащих этажей, оптимальной является система, включающая 48 каналов с шагом одиночных приемников 10 м; для третьего глубинного этажа оптимальной является система, включающая 120 каналов с шагом 50 м, с группированием от 6 до 24 приемников на базе 30-50 м.

Для возбуждения волн используют 6 источников типа «Геотон», которые размещают на местности по одному с шагом 10 м, равным шагу каналов приема сейсмических сигналов системы, рассчитанной для второго этажа, так как наиболее существенное искажение волнового поля самого нижнего этажа создает слой реликтовой мерзлоты, освещаемый второй системой приема сейсмических сигналов.

При возбуждении волн всеми источниками одновременно, интерференционная система, созданная группой источников и группами приемников третьей системы приема сейсмических сигналов, является оптимальной для исследования глубинных этажей.

При возбуждении волн последовательно каждым источником и приеме волн первой и второй системами происходит многократное прослеживание волн, освещающих два верхних этажа геологического разреза, при этом контролируются условия установки каждого источника, эти данные используют для установки веса сейсмограмм, полученных при возбуждении волн всеми источниками одновременно.

Преимущество предложенного способа состоит в том, что он обеспечивает наиболее эффективное изучение как глубинных, так и приповерхностных этажей геологического разреза в едином технологическом процессе с контролем условий установки каждого источника, причем глубинный этаж, оказывающий наибольшее влияние на волновое поле нижележащих этажей, освещается с кратностью, минимальное значение которой равно количеству источников в группе.

Формула изобретения

Способ сейсмической разведки, включающий разделение геологического разреза на глубинные этажи, расчет для каждого этажа и размещение на местности систем приема сейсмических сигналов, различающихся между собой шагом приемных каналов, возбуждение волн источниками, прием и регистрацию волнового поля, отличающийся тем, что по результатам расчета выделяют систему приема сейсмических сигналов, настроенную на глубинный этаж, оказывающий наибольшее искажающее влияние на волновое поле нижележащих глубинных этажей, и приемные каналы в этой системе и источники размещают на местности с одинаковым шагом, при этом возбуждение волн производят, по крайней мере, двумя сеансами, в одном из которых возбуждение волн производят всеми источниками одновременно, а в другом сеансе возбуждение волн производят последовательно каждым источником.