Вертикальное сейсмическое профилирование.

Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) - это метод околоскважинных и межскважинных исследований для решения комплекса геологических, методических и технологических задач сейсморазведки на всех этапах геологоразведочного процесса. Основой для анализа волнового поля по материалам ВСПявляются сводные сейсмограммы по стволу скважины для каждого пункта взрыва (рис. 6). По своей сути - это интегральный сейсмокаротаж, выполняемый многоканальным зондом со специальными прижимными устройствами, обеспечивающими плотный контакт сейсмоприемников со стенками скважины. Это позволяет избавиться от влияния сильных помех и прослеживать волны в последующих вступлениях записи. ВСП - это эффективный метод изучения волновых полей и процесса распространения сейсмических волн во внутренних точках геологических сред. В отличие от большинства геофизических скважинных методов, изучающих разрез только в ближайшей окрестности ствола скважины, ВСПпозволяет исследовать около скважинное и межскважинное пространство.

Рис. 7. Сейсмограмма ВСПпо одной из скважин Сургутского района в Западной Сибири:

а - сейсмограмма наземных наблюдений вблизи скважины на базе 690 м;

б - сводная сейсмограмма по стволу скважины на глубину до 2100 м

Сейсмические наблюдения по методу ВСП выполняют для решения разведочных геологических задач, изучения волновых полей, определения скоростной характеристики разреза и др. Схема наблюдений в ВСП при решении разведочных задач показана на рис. 7. На нем изображены пути пробега отраженной волны от наклонной границы RR к вертикальной расстановке сейсмоприемников, помещенной в интервале глубин z₂-z₁. Источник расположен на поверхности в точке О,удаленной от устья скважины на некоторое расстояние. Следовательно, наблюдения в методе ВСП относятся к наблюдениям на непродольных вертикальных профилях. Регистрация сейсмических волн в методе ВСП осуществляется во внутренних точках среды, расположенных ниже верхней неоднородной части разреза, в которой образуются наиболее интенсивные волны-помехи. Поэтому на сейсмических записях ВСП отраженные волны в некоторых случаях могут прослеживаться лучше, чем на обычных записях МОВ. Кроме того, при ВСП меньше сказывается искажающее влияние на времена прихода отраженных волн рельефа поверхности земли и подземного рельефа верхней неоднородной части разреза.

Рис.8 Схема сейсмических наблюдений в глубоких скважинах при вертикальном сейсмическом профилировании

 

На приводимых ниже сейсмограммах (рис. 8) можно выделить основные типы волн, характерные для данного удаления "источник -приемник":прямые падающие, однократно отраженные, отраженные многократные и частично кратные, поперечные, обменные, преломленные. По этим же данным можно осуществить привязку основных отраженных (целевых) волн к границам отражения и, тем самым, к геологическим границам (рис. 8). Глубинную привязку отраженных волн осуществляют путем использования точки пересечения линии времен вступлений падающей волны и оси синфазности волны отраженной, имеющей противоположную по знаку кажущуюся скорость.

Изучение с помощью вертикального сейсмического профилирования около скважинного пространства возможно на значительных расстояниях от скважины и для очень широкого круга геологических условий и задач. Возможно изучение разреза не только в интервале глубин, вскрытых скважиной, но и, что весьма существенно, глубже забоя. При этом прием колебаний осуществляется трех - шестиприборными зондами. Расстояние между приборами составляет 10-40 м. Каждый скважинный прибор содержит несколько сейсмографов, смонтированных в герметичных контейнерах. Для передачи сигналов от скважинных приборов к сейсморазведочной станции используются бронированные трех - семижильные кабели. Существуют скважинные зонды, предназначенные для регистрации не только вертикальной составляющей волнового поля, но и других компонент поля. Наблюдения на вертикальном профиле проводят, используя 2-3 пункта возбуждения сейсмических волн. Один из них располагают как можно ближе к устью скважины (50 – 150 м), а другие удаляют на те расстояние, для которых хотят изучить волновое поле. По принципу анализа зарегистрированного волнового поля выделяют две основные модификации ВСП - скалярнуюи векторную (поляризационную модификацию ПМ ВСП). По технике записи различают однокомпонентную модификацию ВСП(регистрируется только вертикальная компонента поля) и трехкомпонентную ПМ ВСП.

При решении разведочных задач сводные сейсмограммы ВСП преобразуют во временные разрезы путем введения кинематических и статических поправок. Трансформированная во временной разрез сводная сейсмограмма ВСП при одинаковой линии приведения сопоставима с временным разрезом МОВ или МОГТ.

 

Рис. 9. Пример использования данных ВСП для стратиграфическойпривязки отражающих границ и выделения кратных отраженных волн на одной из скважин глубиной 3200 м в Средней Азии:

а - сходная сейсмограмма ВСП;

б - предполагаемыйход лучей однократных (сплошные линии) и кратных (пунктирные линии) отраженных волн.