Метод регулируемого направленного приема

Он основан на представлении о том, что в условиях, когда границы между пластами шероховатые или образованы распределенными по площади неоднородностями, от них отражаются интерференционные волны. На коротких приемных базах такие колебания могут быть расщеплены на элементарные плоские волны, параметры которых точнее определяют местоположение неоднородностей, источников их возникновения, чем интерференционные волны. Кроме того, МНРП применяют для разрешения регулярных волн, одновременно приходящих к профилю по разным направлениям. Средствами разрешения и расщепления волн в МРНП является регулируемое разновременное прямолинейное суммирование и переменная частотная фильтрация с подчеркиванием верхних частот.

Метод предназначался для разведки районов со сложно построенными структурами. Применение его для разведки полого залегающих платформенных структур потребовало разработки специальной методики.

Области применения метода в нефтегазовой геологии, где он наиболее широко использовался - это районы с наиболее сложным геологическим строением, развитием сложно построенных складок краевых прогибов, соляной тектоники, рифовых структур.

МРВ - метод рефрагированных волн;

МОГТ - метод общей глубинной точки;

МПОВ - метод поперечных отраженных волн;

МОБВ - метод обменных волн;

МОГ - метод обращенных годографов и т.д.

Метод обращенных годографов. Особенность этого метода заключается в погружении сейсмоприемника в специально пробуренные (до 200 м) или имеющиеся (до 2000 м) скважины ниже зоны (ЗМС) и кратнообразующихся границ. Колебания возбуждают близ дневной поверхности вдоль профилей, располагающихся продольно (по отношению к скважинам), непродольно или по площади. Из общей волновой картины выделяют линейные и обращенные поверхностные годографы волн.

В МОГТ применяют линейные и площадные наблюдения. Площадные системы используют в отдельно стоящих скважинах для определения пространственного положения отражающих горизонтов. Длину обращенных годографов для каждой наблюдательной скважины определяют опытным путем. Обычно длина годографа составляет 1,2 - 2,0 км.

Для целостной картины необходимо, чтобы годографы перекрывались, и это перекрытие зависело бы от глубины уровня регистрации (обычно 300 - 400 м). Расстояние между ПВ составляет 100 - 200 м, при неблагополучных условиях - до 50 м.

Скважинные методы применяют также при поисках нефте- и газовых месторождений. Скважинные методы очень эффективны при изучении глубинных границ, когда из-за интенсивных многократных волн, поверхностных помех и сложного глубинного строения геологического разреза результаты наземной сейсморазведки недостаточно надежны.

Вертикальное сейсмическое профилирование - это интегральный сейсмокаротаж, выполняемый многоканальным зондом со специальными прижимными устройствами, фиксирующими положение сейсмоприемников у стенки скважин; они позволяют избавиться от помех и коррелировать волны. ВСП - эффективный метод изучения волновых полей и процесса распространения сейсмических волн во внутренних точках реальных сред.

Качество изучаемых данных зависит от правильного выбора условий возбуждения и их постоянства в процессе проведения исследований. Наблюдения при ВСП (вертикальном профиле) определяются глубиной и техническим состоянием скважины. Данные ВСП используют для оценки отражающих свойств сейсмических границ. Из отношения амплитудно-частотных спектров прямой и отраженной волн получают зависимость коэффициента отражения сейсмической границы.

Пьезоэлектрический метод разведки основан на использовании электромагнитных полей, возникающих при электризации горных пород упругими волнами, возбуждаемыми взрывами, ударами и другими импульсными источниками.

Воларович и Пархоменко (1953) установили пьезоэлектрический эффект горных пород, содержащих минералы-пьезоэлектрики с ориентированными электрическими осями определенным образом. Пьезоэлектрический эффект горных пород зависит от минералов-пьезоэлектриков, закономерностей пространственного распределения и ориентировки этих электрических осей в текстурах; размеров, форм и строения этих горных пород.

Метод применяют в наземном, скважинном и шахтном вариантах при поисках и разведке рудно-кварцевых месторождений (золота, вольфрама, молибдена, олова, горного хрусталя, слюды).

Одной из основных задач при исследованиях данного метода является выбор системы наблюдения, т.е. взаимного расположения пунктов взрывов и приемников. В наземных условиях рациональна система наблюдений из трех профилей, в которой центральный профиль является профилем взрывов, а два крайних - профилями расстановки приемников.

По решаемым задачам сейсморазведкаподразделяется на:

глубинную сейсморазведку;

структурную;

нефтегазовую;

рудную; угольную;

инженерно-гидрогеологическую сейсморазведку.

По методу проведения работ различают:

наземную,

морскую,

речную,

скважинные виды сейсморазведки.

Виды сейсморазведки

Глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ). Применяют для изучения строенияЗемли в целом и подстилающих ее слоев верхней мантии. Глубинность исследований в зависимости от мощности земной коры составляет 20 - 80 км. В качестве источников колебаний используют мощные взрывы, в том числе промышленные. Наблюдают отраженные или преломленные волны, связанные с консолидированным фундаментом земной коры или верхней мантии (регистрируют продольные и поперечные волны при частоте от 0,5 до 8,0 Гц). Удаление точек наблюдения от источника составляет 300 - 400 км, длина профилей часто превышает 1000 км.

Региональная сейсморазведка. Применяют для исследования главных черт строенияверхней части земной коры геологических регионов с целью обнаружения и изучения пликативных структур и разломов, а также получения сведений, необходимых для интерпретации данных других геофизических методов (гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, космические наблюдения). Глубина исследований составляет 4 - 15 км и более. Для возбуждения волн используют взрывы, редко поверхностные ударные источники; иногда используют колебания, вызываемые землетрясениями. Наблюдают преимущественно продольные отраженные и преломленные волны при частоте колебаний 6 - 20 Гц. Удаление от источника достигает 30 - 50 км; применяют профильные наблюдения или сейсмозондирования. Наиболее широко применяют МПВ и МОВ; используют также метод обменных волн землетрясений с автономными сейсмическими станциями «Земля» и др.

Нефтегазовая сейсморазведка. Применяют на различных этапах поисков месторождений нефти и газа как структурного, так и неструктурного типов во всех этажах осадочной толщи. На раннем этапе (поисковая съемка) с помощью МПВ и МОВ изучают строение отдельных крупных образований (мегавалов, депрессий, линий крупных нарушений и т.п.), выполняют расчленение их на отдельные структуры, благоприятные для скопления углеводородов (антиклинали, брахиантиклинали, зоны выклинивания и т.д.). На последующих этапах работами МОВ и МОГТ определяют строение отдельных структур и их блоков ( наличие угловых несогласий, положение и смещение сводов на разных глубинах, величины углов падения крыльев, положение разрывных нарушений и т.п.). При обработке применяют способы, относящиеся к прямым поискам месторождений нефти и газа (также прогнозирование геологического разреза), которые позволяют на основании тонкого анализа кинематических и динамических записей судить о наличии в изучаемом разрезе зон скоплений углеводородов. Подобный анализ дает возможность подробно исследовать литолого-стратиграфические особенности изучаемого разреза. Наблюдают продольные волны при частоте регистрации 15 - 100 Гц. Применяют МОВ с многократным перекрытием наблюдений: широко используют данные наблюдений в глубоких скважинах (ВСП, МОГТ). Применяют площадную сеть профилей, ориентировка и взаимное расположение которых зависит от изучаемого объекта, а также топографических и геоморфологических особенностей местности. Густота профилей зависит от размера изучаемого объекта; расстояние между соседними профилями составляет 0,5 - 10 км.

Угольная и шахтная сейсморазведка. Используют как при поисковых исследованиях, так и на этапе разведки и эксплуатации угольных месторождений. При поисковых работах, осуществляемых МОВ и МПВ, определяют с различной степенью детальности строение изучаемых угленосных толщ, их глубину залегания, углы наклона, наличие крупных тектонических нарушений (аналогично нефтегазовой сейсморазведке). Применяют МПВ (метод просвечивания) между скважинами и горными выработками. С целью изучения целостности и изменчивости мощности угольных пластов наблюдают проходящие или отраженные волны, распространяющиеся в угольных пластах, являющихся волноводами. Расстояние до изучаемых объектов составляет 200 - 300 м, частота регистрируемых колебаний 0,2 - 2 кГц.

Рудная сейсморазведка. Применяется при поисковых работах с целью изучения основных черт глубинного строения рудных провинций, отдельных рудных узлов и полей, а также при изучении месторождений некоторых нерудных полезных ископаемых. В результате исследований могут быть решены следующие задачи: обнаружение и прослеживание тектонических разрывных нарушений; определение мощности рыхлых отложений; изучение формы и глубины залегания погребенной поверхности размыва. Применяют МПВ, ПЭМ, МОВ и ВСП в скважинах при частоте, изменяющейся с 20 до 100 - 150 Гц. Наблюдают продольные и поперечные волны с целью определения граничных и пластовых скоростей. Рудная сейсморазведка применяется при поисках месторождений железных руд, бокситов, медистых песчаников, фосфоритов и др.

Инженерная сейсморазведка. Основная задача заключается в изучении верхних (до 100 - 200 м) частей разреза с целью определения свойств слагающих его пород с инженерной точки зрения (крепость, трещиноватость, водонасыщенность). Применяют МПВ, реже МОВ, выполняют также наблюдения в скважинах при частоте, изменяющейся от 40 до 100 - 200 Гц. Наблюдают продольные и поперечные волны для определения модулей упругости и коэффициентов поглощения в изучаемых породах. Инженерная сейсморазведка, ее результаты необходимы для рекомендации при строительстве различных сооружений: прослеживают ослабленные зоны, области повышенной водонасыщенности, поверхности контакта пород различного состава и крепости.

Промысловая сейсморазведка. Наиболее детальный вид сейсморазведки, применяемый при изучении нефтегазовых месторождений на стадиях их разведки бурением и эксплуатации. С помощью промысловой сейсмики уточняют сведения о положении границ залежей, определяют зоны аномально высокого пластового давления, участки поглощения промывочной жидкости. Применяется МОВ в тесном контакте с данными по скважинам, наблюдения проводят при частоте 100 - 150 Гц.

Морская сейсморазведка. Исследования проводят на акваториях морей и океанов с целью изучения регионального строения их дна и поисков полезных ископаемых. Сейсмическую аппаратуру и оборудование размещают на кораблях, применяют МОВ и МОГТ с 24 - 48 кратным перекрытием наблюдений.

Речная сейсморазведка. Проводят с целью решения нефтепоисковых задач в труднодоступных районах, где основными путями сообщения являются реки. Сейсморазведочную аппаратуру устанавливают на судне, сейсмоприемники - на плавучих бонах. Взрывы производят на скважинах на берегах. Применяют преимущественно МОВ.

Десантная сейсморазведка. Служит для нефтепоисковых работ в труднодоступных местах. Персонал, сейсмическую аппаратуру и оборудование доставляют на самолетах или вертолетах.

Следует отметить, что сейсморазведка очень важный и во многих случаях самый точный (хотя и самый дорогой) метод геофизической разведки, применяемый для решения различных геофизических задач с глубинностью исследований от нескольких метров до десятков и даже сотен км.

Скважинная сейсморазведка объединяет несколько методов, в которых прием или возбуждение (или то и другое) осуществляется в скважинах.

Первым из применяемых методов скважинной сейсморазведки был сейсмокаротаж, не потерявший значение и до сегодняшнего времени.

Сейсмокаротажом был назван способ определения средних скоростей путем измерения времен распространения проходящих волн, возбуждаемых у устья или на некотором расстоянии от скважины, до скважинного сейсмоприемника, погружаемого на разные глубины.

Такой сейсмокаротаж называют интегральным, поскольку при одиночном скважинном сейсмоприемнике он позволяет определить время пробега волн и скорости, усредненные для значительных толщ пород, пройденных скважиной. Условия возбуждения волн при таком сейсмокаротаже должны быть близки к условиям, применяемым при МОВ.

Сейсмокаротаж позволяет определить интервальные и пластовые скорости участков разреза, пройденного скважиной.