Актуальность проблемы учета ВЧР
Целью обработки и интерпретации результатов сейсморазведки МОВ ОГТ является построение и уточнение глубинно-скоростной модели среды.
Существует большое количество методик обработки и интерпретации. Зачастую применение различных подходов к обработке и интерпретации дает значительно разнящиеся результаты, несмотря на то, что в основе лежали одинаковые исходные данные.
Тем не менее, за время своего существования, сформировались определенные правила и методики, как проведения полевых работ, так и методов обработки и интерпретации данных МОВ ОГТ, выполнение которых, необходимо для достижения современных требований к точности построений и моделирования в целом.
Сегодня требования недропользователей к точности результатов сейсморазведки неуклонно растут. Соответственно для достижения требуемого уровня необходимо увеличение точности определения параметров отраженных и преломленных волн, привлечение данных специализированных работ, ориентированных на объекты ВЧР, использование более адекватных моделей ВЧР и методов ввода корректирующих поправок.
При проведении полевых сейсморазведочных исследований приемная расстановка сейсмоприемников располагается на дневной поверхности, а источники возбуждения либо так же на дневной поверхности (вибраторы, импульсные источники), либо на относительно небольших глубинах (взрыва в скважинах). Таким образом, очевидно, что времена отраженных волн, зарегистрированных от глубоких отражающих горизонтов, искажаются вслед за изменением отметок дневной поверхности, и в еще большей степени из-за скоростных неоднородностей в верхней части разреза.
Проблема учета неоднородностей верхней части разреза (ВЧР) при обработке сейсморазведочных данных общеизвестна и является частью общей задачи определения параметров среды по характеристикам отраженных и преломленных волн в условиях переменных по горизонтали скоростей упругих колебаний. Теоретическими и экспериментальными исследованиями показано, что качество, надежность и достоверность результирующих временных и глубинных разрезов в значительной степени определяются тем, насколько правильно и обоснованно были рассчитаны введенные в исходные записи временные поправки за верхнюю часть разреза и поверхностный рельеф [3].
Неучтенные поверхностные неоднородности влияют на результаты обработки данных сейсморазведки МОВ ОГТ [1]. Возможности исключения этого влияния в процессе обработки и интерпретации постоянно возникают по мере совершенствования способов и вычислительных средств. В то же время каждый из способов имеет ограничения, приводящие к неоднозначности решения.
Способ замещения слоя
Существуют различные способы учета влияния неоднородностей в верхней части разреза. Были опробованы и радикальные способы исключения неблагоприятных поверхностных условий. Предлагалось погружение приборов под слой торфа на заболоченных площадях Западной Сибири, что, помимо исключения искажающего влияния зоны малых скоростей (ЗМС), обеспечивало значительное повышение частотного состава регистрируемых отражений и повышение когерентности записи. Подобные варианты методики наблюдений не применяются в массовом порядке, но могут оказаться оправданными при постановке специальных задач, требующих высокой разрешенности сейсмической записи.
Традиционным средством учета поверхностных неоднородностей являются статические поправки [3].
Значения статических поправок, компенсирующих искажающее влияние скоростных неоднородностей в ЗМС и в ВЧР, расчитываются способом замещения слоя. При этом предполагается замена резко изменчивого по мощности низкоскоростного слоя породами эквивалентного по мощности подстилающего слоя со стабильными скоростями. В случаи такой замены, применение для расчета статических поправок за рельеф постоянной скорости V=1600м/с будет корректно.
Сам способ является целиком интерпретационным и не требует использования дополнительных технических приемов на полевом этапе, и ориентирован исключительно на статику, как инструмент учета влияния ВЧР.
Расмотрим физическую сущность данного метода. Пусть аномалиеобразующим объектом будет низкоскоростной слой с изменяющейся мощностью, показанный на рисунке 1.
Тогда в любой произвольной точке А профиля наблюдений реальное двойное время пробега волны в слое ЗМС мощностью Н будет равно:
, (1)
где Н – толщина слоя в точке А, V1 – скорость в ЗМС
Представим теперь, что мы заменили слой пород в ЗМС эквивалентным ему по мощности слоем пород со скоростями подстилающей толщи ниже уровня грунтовых вод (УГВ). При такой замене двойное время пробега волны в точке наблюдения А будет равно:
, (2)
где Н – толщина слоя в точке А, V2–скорость пород ниже УГВ.
Нетрудно заметить, что введение разницы времени Δt между t1 и t2 в реальные времена регистрации отраженных волн будет отображать процедуру физического замещения слоя ЗМС слоем пород под УГВ, то есть формирование однородной скоростной среды, исключающий наличие каких-либо искажений. Искомая разница времени и будет составлять величину статической поправки, компенсирующей искажающего влияния неоднородного слоя:
, (3)
где T0 – время регистрации сейсмического горизонта от кровли УГВ.
Для практической реализации коррекции статических поправок способом замещения слоя необходимо:
1.Построить по сейсмическим данным горизонт, приуроченный к подошве (в случае компенсации влияния ЗМС) или к кровле (в случае компенсации влияния ВЧР) аномалиеобразующего слоя. Для этих целей могут быть использованы как преломленные, так и отраженные волны. По построенному таким образом горизонту определяется значение Т0 в каждой точке профиля.
- Определить скорость в подстилающем слое (V2). Эта скорость определяется по величине кажущейся скорости преломленной волны, приуроченной либо к зеркалу грунтовых вод, либо к кровле ММП, поскольку при субгоризонтальном залегании этих границ Vк=V2.
- Определить скорость V1. При компенсации влияния ЗМС эта скорость определяется методом подбора в диапазоне 600-1100 м/с. При компенсации влияния ВЧР – равна скорости водонасыщенных горных пород ( 1600 1700 м/с).
Учет искажающего влияния ВЧР
Рассмотрим последовательность действий с целью учета неоднородностей в ВЧР, применительно к территории участка Западной Сибири, на основе материалов, полученных по результатам сейсморазведочных работ МОВ ОГТ 2D.
Из формулы (3) следует, что если мы имеем дело с материалами промышленных работ МОВ ОГТ, то необходимо каким-либо способом проследить t0 волны, приуроченной к подошве ЗМС.
Проследить отраженную волну от столь мелкой границы, при шаге между каналами регистрации 25-50 м. практически невозможно, учитывая крайне ограниченную область ее прослеживания.
В широком диапазоне удалений прослеживается преломленная от подошвы ЗМС волна в первых вступлениях сейсмограмм в промышленных наблюдениях (рис.2) [2].
Современные технологии обработки позволяют получить по преломленной волне горизонт, времена которого эквивалентны t0 при прохождении сейсмической волны в слое по вертикали.
Рисунок 2. Сейсмограмма общего пункта взрыва (ОПВ) МОВ (Западная Сибирь)
1-преломленные волны от кровли ММП, 2-преломленные волны от подошвы ЗМС
Это достигается суммированием преломленной волны по методу ОГП МПВ (общая глубинная площадка методом преломленных волн) с предварительным введением в наблюденные времена преломленной волны линейных кинематических поправок.
В полученном разрезе (рис.3) выполним корреляцию горизонта, приуроченного к подошве ЗМС. Пересчитаем по формуле (3) полученные значения в статические поправки за ЗМС.
Рисунок 3. Корреляция кровли ЗМС (желтым цветом) по данным МОВ ОГТ (Западная Сибирь)
Используя описанный выше метод, применив преломленные от кровли ММП волны (рис. 3) и статические поправки за ЗМС, получим разрез (рис.4), который лишен искажающего влияние скоростных неоднородностей в зоне малых скоростей (ЗМС), но наблюдается общий trend поверхности. С целью исключения этого искажения проводим корреляцию горизонта, приуроченного к кровле ММП и пересчитываем по формуле (3) полученные значения t0 в статические поправки за ММП. Применив их получаем кондиционный финальный разрез.
На рисунке 5 представлены предварительный временной разрез (рис. 5, а) исследуемого профиля МОВ ОГТ 2D, временной разрез с корректирующими статическими поправками за зону малых скоростей (рис.5, б), и финальный временной разрез (рис. 5, в), с коррекцией статических поправок за многолетнемерзлые породы. Как видно этот разрез (рис. 5, в) достаточно адекватно отображает геологическое строение глубинных горизонтов осадочного чехла.
Рисунок 4. Корреляция кровли ММП (желтым цветом) по данным МОВ ОГТ (Западная Сибирь)
Следует добавить, что существует значительный резерв повышения точности и достоверности результативных сейсмических и глубинно-скоростных моделей, при этом принципиальным является применение адекватной поверхностным и глубинным условиям методики полевых работ, а также корректного подхода к обработке и интерпретации данных МОВ ОГТ.
Таким образом, в условиях Западной Сибири наиболее ценной априорной информацией для решения проблем, связанных с искажающим влиянием ВЧР являются: модель ЗМС, данные о распределении толщин и интервальных скоростей в мерзлой толще [2], структурная поверхность верхнего опорного горизонта, точное определение скорости. При этом вопрос об определении скорости требует отдельного расширенного рассмотрения.
Упрощенный подход к определению кинематических параметров в данной работе, а так же обширность самого вопроса, создают основу для благотворного продолжения изысканий в этом направлении в будущем.
Рисунок 5.Предварительный (а),с поправками за ЗМС (б) и с поправками за ММП (в) временные разрезы МОВ ОГТ 2D (Западная Сибирь)
Список литературы:
1.Бондарев В. И. Основы обработки и интерпретации данных сейсморазведки. – Екатеринбург: УГГГА, 2011. – 193 с.
2.Булатов А. М. Отчёт о результатах детальных работ МОВ ОГТ М 1:50 000, проведенных сейсморазведочной партией 7/01-02 в 2001-2002 гг. – Ханты-Мансийск: ОАО «Хантымансийскгеофизика», 2003. – 110 с.
3.Козырев В. С. Учет неоднородностей верхней части разреза в сейсморазведке. – М.: Недра, 2003. – 227 с.[schema type=»book» name=»УЧЕТ НЕОДНОРОДНОСТИ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА (ВЧР) КОМБИНИРОВАНИЕМ ПЕРВЫХ ВСТУПЛЕНИЙ ОТРАЖЕННЫХ И ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН» description=»В данной статье на основе материалов сейсморазведочных работ 2D показан способ учета средне- и низкочастотных статических аномалий, связанных с влиянием зоны малых скоростей и верхней частью разреза.» author=»Нанишвили Ольга Александровна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-28″ edition=»euroasia-science.ru_26-27.02.2016_2(23)» ebook=»yes» ]