Патент на изобретение №2339976

(54) СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сейсмической разведке и может быть использовано для изучения геологического строения сложнопостроенных районов при поиске полезных ископаемых. Сущность: располагают сейсмические профили вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд, создают замкнутый полигон профилей. Базы групп излучателей ориентируют вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд или поперек их. Последовательно возбуждают в пунктах возбуждения упругие колебания и регистрируют в пунктах приема отраженные волны. По каждому профилю выделяют в геологическом разрезе интервалы, вносящие искажения в кинематику волнового поля. Для каждого интервала определяют типы регистрируемых волн, присутствующих в волновом поле, и положение границ в геологической среде, от которых отражаются упругие колебания. Устанавливают по годографам отраженных волн эффективные скорости упругих колебаний. Прослеживают изменения эффективных скоростей по глубине и вдоль осей синфазности отраженных волн. Выделяют интервалы с выдержанными градиентами скоростей. Коррелируют одновременно эффективные и интервальные скорости по глубине и латерали. Устанавливают интервалы разреза с наибольшими искажениями кинематических параметров волнового поля и располагают горизонтальные условные поверхности ниже границ с искаженной кинематикой. В пределах каждого интервала с искаженной кинематикой определяют для всех пунктов возбуждения корректирующие поправки с учетом их изменения в зависимости от глубины горизонтальных поверхностей. Вводят определенные поправки в сейсмограммы. Располагают полученные сейсмограммы в последовательности, соответствующей последовательности их регистрации системой наблюдения непрерывного многократного профилирования. На основании полученных данных строят временные сейсмические разрезы. Технический результат: повышение эффективности сейсмической разведки.

Изобретение относится к сейсмической разведке и может использоваться для изучения геологического строения сложнопостроенных районов при поиске полезных ископаемых.

Известен способ сейсмической разведки, включающий возбуждение сейсмических колебаний в пунктах возбуждения и регистрацию отраженных волн в пунктах наблюдения (Гурвич И.И. Сейсморазведка. – М.: Недра, 1975, с.106-118).

Известен также способ сейсмической разведки, включающий возбуждение упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью излучения в соответствии с интенсивностью отраженных волн от исследуемых границ и их регистрацию в пунктах приема (Справочник геофизика. Т.IV. Сейсморазведка. – М.: Недра, 1966, с.397-421).

Недостатком этих способов является невозможность изменять параметры группового источника возбуждения с увеличением глубины разведки в связи с изменяющейся скоростной характеристикой среды и, соответственно, длины сейсмической волны. В результате снижается эффективность сейсмической разведки.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ сейсмической разведки, включающий возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью излучения в соответствии с интенсивностью отраженных волн от исследуемых границ и их регистрацию в пунктах приема (Авторское свидетельство СССР №1065797, кл. G01V 1/00. Опубл. 07.01.84 г. Бюл.№1).

Однако в условиях соляной тектоники этот способ недостаточно эффективен в связи с влиянием неоднородных толщ разреза на закономерности изменения кинематики годографов отраженных волн, что обусловлено явлением рефракции (искривление траекторий распространения лучей). Особенно значительные искажения вносят сложное строение соляных куполов и формы их поверхностей.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности сейсмической разведки.

Указанная цель достигается тем, что в способе сейсмической разведки, включающем возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью, последовательное возбуждение упругих колебаний и регистрацию в пунктах приема отраженных волн, сейсмические профили располагают вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд. Создают замкнутый полигон профилей, а базы групп излучателей также ориентируют вдоль длинных осей куполов или перпендикулярно осям мульд. По каждому профилю выделяют в геологическом разрезе интервалы, вносящие искажения в кинематику волнового поля, для каждого интервала определяют типы регистрируемых волн, присутствующих в волновом поле, и положение границ в геологической среде, от которых отражаются упругие колебания. Последовательно возбуждают упругие колебания группой излучателей и регистрируют эти колебания, устанавливают по годографам отраженных волн эффективные скорости упругих колебаний. Прослеживают изменения эффективных скоростей по глубине и вдоль осей синфазности отраженных волн, выделяют интервалы с выдержанными градиентами скоростей, коррелируют одновременно эффективные и интервальные скорости по глубине и латерали. Устанавливают интервалы разреза с наибольшими искажениями кинематических параметров волнового поля и располагают горизонтальные, условные, поверхности ниже границ с искаженной кинематикой. В пределах каждого интервала с искаженной кинематикой определяют для всех пунктов возбуждения корректирующие поправки с учетом их изменения в зависимости от глубины горизонтальных поверхностей. Вводят эти поправки в сейсмограммы, располагают полученные сейсмограммы в последовательности, соответствующей последовательности их регистрации системой наблюдения непрерывного многократного профилирования, и на основании полученных данных строят временные сейсмические разрезы.

Расположение сейсмических профилей вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд и поперек их обеспечивает надежность корреляции вдоль профилей.

Создание замкнутого полигона профилей обеспечивает надежность корреляции и увязки по площади и подсолевым отложениям.

Ориентирование базы групп излучателей вдоль длинных осей куполов или перпендикулярно осям мульд обеспечивает вертикальную ориентацию плоскости лучей и ослабление искажающего влияния среды на кинематику волнового поля. Изменение ориентации баз групп излучателей относительно положения профилей делает возможным регистрацию наиболее интенсивных отраженных волн, распространяющихся в вертикальной плоскости и несущих основные данные о строении среды и ослабленных отраженных от крутонаклоненных поверхностей волн, являющихся волнами-помехами.

Выделение в геологической среде интервалов, вносящих искажения в кинематику волнового поля, обеспечивает выполнение исследований в пределах однотипных по литологии, скорости и тектоническим причинам интервалах, обуславливающих искажения волнового поля.

Определение для каждого интервала типов регистрируемых волн, присутствующих в волновом поле, и положение границ в геологической среде, от которых отражаются упругие волны, позволяют выделить однотипные породы, слагающие разрез, определить геологическое строение и интервалы с усложненным волновым полем.

Последовательное возбуждение упругих колебаний группой излучателей и регистрация этих колебаний дают возможность получить сейсмограммы для каждого интервала разреза, детально изучить волновое поле и получить достоверные геологические результаты.

Установление по годографам отраженных волн эффективных скоростей упругих колебаний, прослеживание изменения эффективных скоростей по глубине и вдоль осей синфазности отраженных волн повышают надежность выделения однотипных пород и достоверность их корреляции.

Выделение интервалов с выдержанными градиентами скоростей, корреляция одновременно эффективных и интервальных скоростей по глубине и латерали обеспечивают надежность опознавания однотипных пород и достоверность их корреляции.

Установление интервалов разреза с наибольшими искажениями кинематических параметров волнового поля позволяет обеспечить необходимую детальность при обработке материалов с учетом изменчивости строения геологической среды.

Расположение горизонтальных, условных, поверхностей ниже границ с искаженной кинематикой обеспечивает определение корректирующих поправок для преобразования кинематики волнового поля из градиентной среды в среднескоростную.

Определение в пределах каждого интервала с искаженной кинематикой для всех пунктов возбуждения корректирующих поправок с учетом их изменения в зависимости от глубины горизонтальных поверхностей позволяет выполнить анализ закономерностей изменения корректирующих поправок для повышения достоверности результатов.

Введение этих поправок в трассы сейсмограмм способствует годографам отраженных волн приобрести форму, свойственную среднескоростной среде.

Расположение полученных сейсмограмм в последовательности, соответствующей последовательности их регистрации системой наблюдения непрерывного многократного профилирования, используется для получения временных сейсмических разрезов.

Технический результат заключается в выявлении и исключении искажений, вносимых геологической средой.

Способ реализуется следующим образом.

Для выявления основных искажений кинематики волнового поля, обусловленных влиянием структурных форм, развитых в соленосных и подсолевых отложениях, располагают сейсмические профили вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд и поперечных им, создавая замкнутый полигон профилей.

Базы групп излучателей ориентируют вдоль длинных осей куполов или перпендикулярно осям мульд. При этом сведения о положении и конфигурации соляных куполов и мульд получают, например, по гравиметрическим материалам, на которых соляные купола проявляются в виде пониженных аномалий силы тяжести. Работы выполняют многократным профилированием с перемещением группы излучателей на шаг, равный расстоянию между ними.

Последовательно возбуждают упругие колебания группой излучателей. Обрабатывают материалы, например, по методу общей глубинной точки (ОГТ) и по общему пункту возбуждения (ОПВ) интерпретационным обрабатывающим комплексом (SSSS).

На основе полученных материалов выделяют в геологическом разрезе интервалы, вносящие искажения в кинематику волнового поля, определяют для каждого интервала типы регистрируемых волн, присутствующих в волновом поле, и положение границ в геологическом разрезе, на которых формируются отраженные многократные волны.

По годографам отраженных волн устанавливают эффективные скорости упругих колебаний и прослеживают их изменения по глубине и вдоль осей синфазности отраженных волн.

Затем выделяют интервалы с выдержанными градиентами скоростей, коррелируют одновременно эффективные и интервальные скорости по глубине и латерали. По результатам корреляции составляют геолого-геофизическую модель, по которой устанавливают интервалы разреза с наибольшими искажениями кинематических параметров волнового поля.

Потом располагают условные (гипотетические) горизонтальные поверхности ниже границ с искаженной кинематикой. Авторами заявляемого изобретения выявлено, что если заменить преломляющую границу условной (гипотетической) горизонтальной поверхностью, то можно для каждой границы, залегающей ниже границ с искаженной кинематикой, определить среднюю скорость и глубину залегания, равную глубине отражающего горизонта. Т.е. можно заменить сложную среду выше расположенной границы однородной средой. Для этого кинематика отраженных волн заменяется кинематикой соответствующей однородной среды. И для расчета кинематики в сложных средах нет необходимости точно знать глубину залегания отражающих горизонтов. Можно последовательно расположить по глубине несколько условных (гипотетических) горизонтальных поверхностей и путем линейной интерполяции определить закономерности изменения времен регистрации отраженных волн для всего интервала глубин.

Далее определяют в пределах каждого интервала с искаженной кинематикой для всех пунктов возбуждения корректирующие поправки с учетом их изменения в зависимости от глубины условных (гипотетических) горизонтальных поверхностей. Интерполируя корректирующие поправки, получают закономерность их изменения для среднескоростной среды. Таким образом, для любой трассы ОПВ получают на всем интервале записи корректирующие поправки в виде графика кусочно-непрерывной функции от времени регистрации отраженных волн.

Корректирующие поправки вводят в трассы сейсмограмм и трансформируют годографы отраженных волн для всех горизонтов в гиперболы, соответствующие среде со средней скоростью. При этом корректирующие поправки рассматриваются, аналогично кинематике, как изменяющиеся во времени. Допустимость этого подтверждается тем, что если даже в среде с постоянной скоростью кинематические параметры годографа волны изменяются во времени, так как с увеличением глубины возрастает скорость и уменьшается величина кинематики, то и корректирующие поправки также должны изменяться во времени. Результатом введения корректирующих поправок является следующее:

– компенсируется влияние неоднородности среды на форму годографов, что значительно упрощает обработку и интерпретацию материалов;

– положение осей синфазности на временном разрезе после преобразования соответствует (без учета сейсмического сноса) глубинному строению, что позволяет построить предварительную модель разреза и сопоставить положение основных структурных элементов строения среды;

– все волновое поле (для отраженных волн) преобразуется в поле, где справедлив единый закон средней скорости. А это означает, что эффективная скорость, определенная по приведенным к средней скорости годографам волн, отраженных от условной (гипотетической) горизонтальной поверхности, расположенной на глубине Н, совпадает с соответствующим значением средней скорости, что является критерием достоверности полученных результатов.

В завершение выполненных работ полученные сейсмограммы располагают в последовательности, соответствующей последовательности их регистрации системой наблюдения непрерывного многократного профилирования, и на основании полученных данных строят временные сейсмические разрезы.

Формула изобретения

Способ сейсмической разведки, включающий последовательное возбуждение в пунктах возбуждения упругих колебаний на выбранной базе группирования излучателей с заданной направленностью и регистрацию в пунктах приема отраженных волн, отличающийся тем, что сейсмические профили располагают вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд, создают замкнутый полигон профилей, базы групп излучателей ориентируют вдоль длинных осей куполов и окружающих их мульд или поперек их, по каждому профилю выделяют в геологическом разрезе интервалы, вносящие искажения в кинематику волнового поля, для каждого интервала определяют типы регистрируемых волн, присутствующих в волновом поле, и положение границ в геологической среде, от которых отражаются упругие колебания, устанавливают по годографам отраженных волн эффективные скорости упругих колебаний, прослеживают изменения эффективных скоростей по глубине и вдоль осей синфазности отраженных волн, выделяют интервалы с выдержанными градиентами скоростей, коррелируют одновременно эффективные и интервальные скорости по глубине и латерали, устанавливают интервалы разреза с наибольшими искажениями кинематических параметров волнового поля и располагают горизонтальные условные поверхности ниже границ с искаженной кинематикой, в пределах каждого интервала с искаженной кинематикой определяют для всех пунктов возбуждения корректирующие поправки с учетом их изменения в зависимости от глубины горизонтальных поверхностей, вводят эти поправки в сейсмограммы, располагают полученные сейсмограммы в последовательности, соответствующей последовательности их регистрации системой наблюдения непрерывного многократного профилирования, и на основании полученных данных строят временные сейсмические разрезы.