Физические основы сейсморазведки: типы волн, отражение и преломление, вид годографов.

Существуют два типа деформации – упругие (когда тело восстанавливается после снятие сил), и не упругие (пластилин). От сейсмического источника во все стороны распространяются упругие деформации в виде сейсмических волн. Их можно считать упругими везде, за исключением ближней зоны источника, где деформации превышают прочность пород. Скорость распределения волн определяется упругостью и плотностью пород. Существует две группы волн: объемные (распространяются по всему объему) и поверхностные (захватывают только слой вблизи свободной поверхности) (сейсмораз.1, стр.20, рис.6).

Объемные волны, 2 типа: - волны сжатия или продольные (Р) в которых одноосные деформации растяжения или сжатия ориентированны по направлению распространения; - волны сдвига или поперечные (S) создающие деформации чистого сдвига перпендикулярно направлению их распространения. Распределение сейсмических волн основано на принципе Гюйгенса и Ферма. Принцип Гюйгенса - всякую точку волнового поля можно принять за точечный источник колебания – центр вторичных волн. Огибающая этих вторичных волн указывает положение фронта волны (камушек в воде). Этот принцип даёт возможность определить положение фронтов волн в среде с произвольным распределением скорости V(x, y, z) в любой момент времени, если заданно положение фронта Q₀ в момент времени t₀. Аналитическим выражением принципа Гюйгенса является диферинциальное уравнение Гамильтона. 1/V²(x, y, z) = (δt/δx)² + (δt/δy)² + (δt/δz)². Оно является уравнением поля времени. Функция t(x, y, z) удовлетворяющая данному уравнению в частных производных в области с заданными граничными и начальными условиями называется функцией поля времени. В фиксированный момент времени t=const она определяет изохрону проходящей волны или положение волновой поверхности в пространстве. Принцип Ферма – утверждает, что действительный путь распространения волны из одной точки в другую, это такой путь, для прохождения которого требуется минимальное время по сравнению с любым другим возможным путем между этими точками. Он показывает, что в однородной среде время пробега волны будет минимальным, если она распространяется вдоль луча соединяющего две точки по прямой. Важным в геометрической сейсмики является принцип взаимности, согласно которому время распространения волн из одной точки в другую не изменится, если поменять местами источник и приемник. Этот принцип является основополагающим при увязке годографов (это зависимость времени прихода волны от расстояния её пробега) во взаимных точках (более подробное описание годографов смотри в методике сейсморазведки).

Упругие волны распространяясь в среде испытывают на границах отражение и преломление). Закон отражения и преломления для изотропных сред:

- падающий, отраженный, и преломленный лучи лежат в одной плоскости;

- угол падения α, отражения γ, и преломления β связаны между собой соотношением Снеллиуса: sinα_p/Vp₁= sinα_s/Vs₁= sinγ_p/Vp₁= sinγ_s/Vs₁= sinβ_p/Vp₂= sinβ_s/Vs₂.

При падении плоской волны на границу раздела двух сред образуется 4 вторичных плоских волны различных типов – продольные и поперечные. Назовем монотипными вторичные волны равные первоначальной (падающей), и обменными вторичные волны, отличающиеся от падающей (PS и SP). Общая энергия отраженной и преломленной волн равна энергии падающей волны. Произведение плотности горных пород на скорость распространяющихся в них упругих волн называется волновым сопротивлением или акустической жесткостью. Величина энергии проходящая на отраженную и преломленную волны определяется разностью в акустической жесткости ρV пород по обе стороны от границы раздела. Коэффициент отражения – это отношение амплитуд волн отраженных от плоской границы, в амплитуде падающей волны: χ_отр(РР) = а_рр/a_p = (ρ₁V₁-ρ₂V₂) / (ρ₁V₁+ρ₂V₂). Коэффициент преломления – это отношение амплитуд волн, проходящих через границу к амплитуде возбудившей их падающей волны: χ_прел(РР) = а_рs/a_p = 2ρ₁V₁ / (ρ₁V₁+ρ₂V₂). Коэффициент отражения и преломления связаны соотношением: χ_отр + χ_прел = 1.

Когда угол падения становится равным критическому (i_pp), образуется головная волна (критически преломленная) (стр.28, рис.9). Критическим называется угол полного внутреннего отражения: sin i_pp = V₁/V₂. Если V₂>V₁ то существует головная волна. Прохождение головной волны по границе раздела слоев создает возмущение в верхнем слое, распространяющееся со скоростью V₂. Таким образом, головная волна распространяется со скоростью V₂ превышающей скорость сейсмических волн V₁ для этого слоя. Благодаря головной волне сейсмическая энергия после преломления в подстилающем слое возвращается на дневную поверхность. При небольшом различии волновых сопротивлений образуется волна небольшой амплитуды, и граница является слабой.

Рефрагированные волны: в градиентной среде, вследствие непрерывного изменения скоростей, луч испытывает непрерывное преломление и волна распространяется по искривленной траектории. При положительном градиенте δV/δz > 0 кривая имеет выпуклость вниз и волна выходит на дневную поверхность (стр.29, рис. 29, сейсм.1). точка максимального погружения – это точка поворота. Волна, обладающая криволинейной траекторией – это рефрагированная волна.

Поверхностные волны: распространяются в относительно тонком слое вблизи поверхности, где они возникли. Выделяют два типа: Лява и Релея. Волны Лява возникают в поверхностном слое, если Vs₁ поперечной объемной волны меньше её скорости в подстилающем слое. Колебание частиц в этих волнах происходит параллельно свободной поверхности и перпендикулярно направлению распространения. Волны Релея – частицы движутся в среде по эллиптической траектории лежащей в плоскости перпендикулярной поверхности и ориентированной вдоль направления распространения волн. Волны Релея распространяются в однородном изотропном пространстве. V_R = 0.9V_S. Эти оба типа являются волнами помехами, так как мешают выделить слабо амплитудные волны.

Классификация методов сейсморазведки. Её можно проводить по типам применяемых волн. Основными методами является метод отраженных волн (МОВ), и метод преломленных (головных) волн (МПВ). В них используются волны разных типов поляризаций: продольные, поперечные и обменные. В отдельных методах выделяют различные модификации в зависимости от сложностей сейсмогеологических условий и решаемых геологических задач. На основе цифровой регистрации и соответствующей обработки разработаны более эффективные методы общей глубинной точки отражения (ОГТ).

Сейсмические наблюдения в зависимости от места их выполнения подразделяют на: - наземную сейсморазведку; - речную и озерную сейсморазведку; - морскую сейсморазведку; - скважинную сейсморазведку; - подземную (шахтную) сейсморазведку. В зависимости от характера решаемых геологических задач сейсм-ку разделяют на: структурную и неструктурную, а в зависимости от вида полевых наблюдений – на профильную и площадную.

В зависимости от решаемых геологоразведочных задач различают следующие виды сейсморазведочных работ:

- глубинные сейсмические зондирования (ГСЗ). ГСЗ применяют для изучения поверхности кристаллического фундамента и нижележащих слоев земной коры, их соотношения со структурными особенностями осадочн. чехла, а также для изучения крупных тектонич-их элементов земной коры. Основные границы раздела имеют следующие значения граничных скоростей головных волн: поверхность кристалл. фунд-та (Vr =6 км/с); граница Конрода, м.у. гранитным и базальтовым слоями (Vr =7 км/с); подошва земной коры – граница Мохо (Vr =8 км/с).

- региональные сейсморазведочные работы. Их задачи – изучение наиболее крупных особенностей геологического строения, определение глубины и рельефа кристаллического фунд-та, выявление в осадочном чехле сводов, валов, впадин и др. Выполняются по длинным, до 100-ен км, профилям, пересекающим крупные геологические регионы. Исследования этим методом комплектуют МОВ, МПВ, а также обменных проходящих волн.

- поисковые сейсморазведочные работы. Их задача – обнаружение особенностей геологич. разреза, благоприятного для образования м-ий полез. иск. Так, при поисках нефтегазоносных м-ий интерес будут представлять выявление антиклинальных складок, соляных копалов, зон стратиграфического и литологического несогласия. Основным при разведке явл. МОВ в его различных модификациях.

- детальные сейсморазведочные работы (ДСР). Их задача подготовка перспективных площадей, выявленных при поисково-съемочных работах, под глубокое разведочное бурение. В последние время популярной является методика называемая прогнозированием геологического разреза (ПГР). Она включает поиск неструктурных ловушек нефти и газа, изучение вещественного состава разреза, и прогноз наличия в нем углеводородного сырья. При изучении нефтепромысловых свойств пород разреза изучают динамические и кинематические характеристики сейсм.волн (V продольных и поперечных волн, интенсивности, упругие константы горных пород). ДСР проводят с использованием ОГТ, РНП, скважинных наблюдений, продольных, поперечных, обменных и проходящих волн.

- инженерная сейсморазведка. Она решает задачи связанные с проектирование и строительством инженерных сооружений. Часто применяется комплексирование с другими геоф.методами и бурением. Небольшие глубины исследования делают целесообразным применением МПВ, широко используются прямые и поверхностные волны. Решаются следующие геологические задачи: определении глубины залегания и форма рельефа крепких коренных пород, определение положения уровня грунтовых вод, выявление зон повышенной опасности и др.

Методы и методика сейсморазведки: Основные методы это МОВ и МПВ, которые позволяют квартировать имеющиеся на глубине границы раздела. Рассмотрим 2-ух слойную среду в ней упругая волна может пройти от источника возбуждения к приемнику 3 путями (сейсморазведка 1, стр.34, рис 12),:

- прямая волна распространяется по прямой со скоростью V₁;

- отраженная волна подходит к границе раздела под некоторым углом и отражаясь возвращается на поверхность к приемнику со скоростью V₁;

- преломленная волна подходит к поверхности под критическим углом со скоростью V₁. Преломившись, она распространяется как головная со скро-тью V₂ и возвращается к поверхности со скоростью V₁.

Кривая зависимости времени пробега (прихода) волны от расстояния ее пробега – это годограф (сейсморазведка 1, стр.34, рис. 13). По ним вычисляют глубину залегания подстилающего слоя. Из рис. 13 видно, что первые вступления волн, зафиксироыванные приемником, будут принадлежать прямой Х < Хп или головной волне Х > Хп. На расстоянии Хп эти волны пересекаются, и головная волна выходит на первые вступления, ближе Хкр головная волна не существует, и на этом расстоянии времена пробега головной и отраженной волн совпадают, т.к. они проходят по одному пути. Но отраженные волны никогда не наблюдаются в первых вступлениях, они явл. малоамплитудными, а преломленные всегда регестрируются на больших расстояния до 1000 км – эти особенности годографов определяют методику работ на отраженных и преломленных волнах. => в МПВ расстояние от источника до первого приемника д.б. большим, чтобы фиксировать преломленную волну в первых вступлениях. В МОВ надо выявлять фазы, которые никогда не выходят в первые вступления и имеют малую амплитуду => в МОВ регистрация ведется на малых расстояниях.

Билет №17

Вопрос 1.

Генетические типы гранитоидов.

- андезитового ряда (глубинные аналоги андезитовых островных дуг)

- известково-щелочного ряда (связаны с глубинными сейсмофокальными зонами)

- латитового ряда (имеют пёстрый состав, расп. в периферических зонах геодинамических обстановок Андского типа и в зонах столкновения)

- толеитового ряда (в составе габбро-плагио-гранитных интрузий, характерны для офиолитов, океанов и энсиматических островных дуг)

 

Геохимическая специализация гранитоидов по крайней мере к Li, Be, B, F, Nb, Ta, Sn, W.

Пути образования: палингенное плавление вещества континентальной коры (особенно в фанерозое); дифференциация магм основного или среднего состава (особенно в подвижных поясах); ультраметаморфизм и гранитизация пород кристаллического основания континентальной коры (особенно на ранних этапах геол истории Земли)

коровые	смешанные	мантийные
Пералюминиевые, A/CNK>1,1 =>гранит за счет плавления осадочных субстратов	Метаалюминиевые А/CNK<1,1 =>гранит за счет плавления метавулканических субстратов	метаалюм	перщелочныеA<NK могут форм-ся за счет основных пород щел серии
Известково-щелочные За счет и осадочных, и метамагматических, только щелочной серии.	Толеитовая серия – только среди мантийных	щелочные
S	I	M	A
коллиз	Субдукция; м.б. постколлизионные	СОХ и задуг. басс.; м.б. ОД	Внутриплитные; постколлизионные
ASI>1	Mg	Fe

Таблица о генетических типах и петрографической характеристике

 

A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)

A/NK= Al2O3/(Na2O+K2O)

параметр	M-mantle	I-igneous	S-sedimentary	A-alkaline, anorogenic
состав	Плагиограниты до кварцевых диоритов	Более K-Na, более мафические, тоналиты и гранодиориты	лейкограниты	Высококалиевые граниты, сиениты
происхождение	Дифференциация базальтовых расплавов или плавление метабазитов	Высококалиевые: из базальтовых источников; низкокалиевые: плавление более кислых или осадочных		Плавление метамагматических коровых субстратов; интенсивно метаморфизованных обезвоженных тоналитов
Петрохим.состав	железистые	Магнезиальные, а при повышеннок кемнекислотности – в железистой области	Связаны с водонасыщенными систамами, от этого же зависит железистость
Серии	толеиты	Изв-щел
минералы	Биотит высокоалюминиевый	Биотит более Mg	Биотит высокоFe	Биотит высокоFe
Ксенолиты
A/CNK
CaO K2O Na2O
Sr Rb Ba
Геодинам. обсановка	СОХ, задуг басс (в офиолитах)	субдукция	Коллизионные пояса	Континентальные рифты, внутриплитные обстановки

 

 

Вопрос 2.

Типы взаимодействия границ литосферных плит.

1) Три типа границ между плитами:

1) дивергентные границы, вдоль которых происходит раздвижение плит — спрединг;

2) конвергентные границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую;

субдукция - если океанская плита пододвигается под континентальную

о бдукция - если океанская плита (кора, литосфера) надвигается на континентальную коллизия - если сталкиваются две континентальные плиты

· трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального трансформного разлома.

 

 

 

 

В природе преобладают границы первых двух типов. Дивергентные границы приурочены к осевым зонам срединно-океанских хребтов и межконтинентальным рифтам, конвергентные — к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами. Некоторые границы являются одновременно конвергентными и трансформными, т. е. сочетают элементы поддвига и сдвига (транспрессивные границы), или раздвига и сдвига (транстенсивные).

 

Дивергентные границы (расхождения плит, наращивания, аккреционные, конструктивные) - в зонах спрединга, происходит непрерывное рождение новой океанской коры.

Конвергентные границы (деструктивные, субдукционные, коллизионные, схождения плит, поглощения) - кора перемещается астеносферным течением в сторону зон субдукции и поглощается на глубине.

 

Все границы плит на поверхности Земли сочленяются друг с другом. Тройные сочленения - сходятся три границы, они могут быть разного рода — оси спрединга, оси глубоководных желобов, т. е. зоны субдукции, и трансформные разломы (рис. на стр. 47 Хаин, Ломизе, 2005)

Вопрос 3.

Осадочно-миграционная теория происхождения нефти и газа и формирования их залежей.

В большинстве случаев нефть и составляющие ее углеводороды и другие соединения, такие как газ, генерированы не в тех породах, в которых находятся их скопления, поэтому всегда возникает вопрос, как они переместились из материнских пород в породы-коллекторы, слагающие природные резервуары.

Переход углеводородов из материнских пород в природные резервуары называется первичной миграцией. В некоторых случаях сами материнские породы в результате литогенетических процессов приобретают высокие фильтрационно-емкостные свойства (ФЭС) и в результате этого могут содержать нефть и газ способны отдавать их при разработке. В этом случае углеводороды, по-видимому, испытывают лишь минимальные перемещения.

Наиболее сложные вопросы связаны с первичной миграцией углеводородов из материнских пород, особенно с причинами начала этого движения. Исходное вещество (кероген), присутствующее в материнских породах как в дисперсной, так и в концентрированной форме, является источником основной массы углеводородных соединений. Для преобразования ОВ требуется энергия, частично она заключена в самих осадках и органическом веществе. В основном же повышение энергетического уровня происходит при погружении пород и росте температур в осадочном бассейне.

О характере первичной миграции существует несколько представлений:

1. И.M. Губкин представлял первичную миграцию как вынос углеводородов из материнских пород водой в виде мельчайших капелек (если материнскими породами являются очень тонко поровые глины, то даже при очень большом давлении нефть из них трудно выжать);

2. При рассмотрении возможностей первичной миграции наибольшее внимание исследователями уделяется гипотезе о выносе углеводородов в виде растворов

-Первичная миграция углеводородов в виде водных молекулярных растворов

-Первичная миграция углеводородов в виде миццелярных растворов

-Первичная миграция в виде газовой фазы

 

Газовые растворы вследствие их низкой вязкости и большой подвижности в тончайших порах могут обеспечивать первичную миграцию из материнских пород. В осадочных бассейнах генерируются громадные объемы газа. В частности, угленосные и субугленосные толщи производят очень много газа.

 

Вторичная миграция

Основными причинами так называемой вторичной миграции, т.е. перемещения нефти в породе-коллекторе, являются гравитационные силы всплывания (архимедова сила) более легкой нефти в воде, капиллярные силы и гидродинамический напор воды. При наклонном положении пластового резервуара происходит всплывание по восстанию пласта до тех пор пока это всплывание не будет по какой-либо причине прекращено (изгиб пласта в обратную сторону, непроницаемый экран и т.п.). Если происходит общее движение всех флюидов (в т.ч. воды) по восстанию пласта это облегчит миграцию. При встречном потоке воды миграция затрудняется и даже может вовсе прекратиться вследствие наличия гидрогеологического барьера.

Движению жидких флюидов в пласте будут препятствовать капиллярные силы, особенно в тонких капиллярах диаметром менее 0,05 мм. Вода гораздо лучше, чем нефть смачивает большинство минералов и, легко поднимаясь по капиллярам, сужает и без того узкие пережимы в поровых каналах. Эти пережимы являются существенной помехой на пути движения нефти.

В.П. Савченко была предложена гипотеза струйной миграции нефти в коллекторах. Углеводороды, выделяющиеся из материнских пород в коллектор, тем или иным способом объединяются в струйки, которые потом сливаются в более мощные потоки, движущиеся по своим каналам, не всегда совпадающим с потоками основной массы воды. Вопрос о скорости перемещения потоков не очень ясный, она изменяется от миллиметров до метров в год. Наряду с гидродинамическим перетоком возникающее различие в минерализации вод вызывает гидрохимический переток; неоднородность поля температур – геотермический переток, процессы перестройки структуры и динамического напряжения – геодинамический переток. По большей части все эти процессы объединяются. В осадочном бассейне по мере погружения всегда происходит перемещение чередующихся зон перенапряжения и разрядки и, соответственно, постоянно идет переток флюидов, в том;числе миграция нефти и газа.

 

Геохимическая эволюция нефтей

Находясь в недрах земной коры, нефть испытывает воздействие многочисленных факторов, и ее преобразование, прежде всего, зависит от геолого-геохимических условий, в которых она находится.

Состав нефти в основном определяется глубиной залежей, возрастом нефтей, гидрогеологическими условиями и в меньшей степени литологией вмещающих пород. Кроме того, состав нефтей претерпевает изменения и в процессе миграции.

Преобразование нефтей происходит в результате трех основных процессов: термокатализа, окисления и осернения.

Попадая на большие глубины, нефти обогащаются легкими фракциями. Под действием температуры и давления происходит термокаталитическое взаимодействие с водами, обогащенными свободным кислородом. В этом случае окисление нефтей можно отнести к категории гипергенных процессов. Мощность зоны гипергенеза и степень гипергенных преобразований непостоянны даже в пределах одной нефтегазоносной области и обусловлены глубиной залегания и размерами скоплений, спецификой геологического строения и гидрогеологических условий и рядом других факторов. В промышленных скоплениях аэробное окисление роли не играет, так как все крупные залежи находятся на глубинах, где свободный доступ кислорода ограничен.

Процесс осернения нефтей еще недостаточно изучен. В целом, по-видимому, этот процесс связан с окислением нефтей и большая роль при этом принадлежит бактериям, возможно являющимся катализаторами. Осернение нефтей может происходить при внедрении серы в уже готовые нефти, при миграции нефтей с природными водами за счет нефтеобразующих продуктов, а также за счет сероводорода, освобождающегося при превращении сульфатов.

Так как нефть состоит из большого числа индивидуальных углеводородных соединений, которые различаются не только по химическим, но и по физическим свойствам, то при движении ее через породы, а также при формировании ее состава в залежах большое значение имеет так называемое физическое фракционирование нефти при миграции. При латеральной миграции, которая формирует залежь по вероятному направлению миграции, возрастает плотность нефти, увеличивается количество нафтенов в ней, в бензиновых фракциях падает содержание парафиновых УВ. Так как миграция направлена из глубоких зон земной коры к поверхности, то состав нефти под влиянием миграции меняется аналогично, изменению его при уменьшении глубины. В результате миграции нефти могут терять не только углеводородные фракции, но и неуглеводородные компоненты, причем и те и другие в значительном количестве.

Вопрос 4.

Иерархия таксономических подразделений. Бинарная номенклатура.

- Царство

- Тип

- Класс

- Отряд

- Семейство

- Род

- Вид- это группа популяций, неограниченно скрещивающихся между собой в естественных условиях и репродуктивно изолированных(невозможно скрещиваться) от других групп популяций.

Бинарную номенклатуру ввёл Карл Лене.

5 царств: растения, животные, грибы, одноклеточные, археаты (индивид. организмы)

Отличие животных и растений – способ питания. Грибы отличаются от растений тем, что используют простые минеральные соединения не путём фотосинтеза.

 

Царство Animalia(животные)

Подцарство Protozoa(простейшие)

Тип Sarcodina(саркодовые)

Отряд FORAMINIFERIDA

Подотряд Textulariina

Надсемейство Haplophragmiacea

Семейство Ammosphaeroidinidae

Подсемейство Recurvoidinae

Род Recurvoides

 

Recurvoides (род) singularis (вид) Lutova 1981 (автор, год)

 

Открытая номенклатура – неточное определение таксона.

 

Recurvoides sp.- вид.

Recurvoides ex. gr. – из рода

Recurvoides cf. singularis

Сейсморазведка – это совокупность методов исследования геологического строения земной коры (к которой приурочены месторождения П.И.) основанных на изучении распределения в ней искусственно возбужденных упругих волн. Упругая волна распространяется на глубину от точки возбуждения, отражается от глубинной границы, преломляется и возвращается к земной поверхности, здесь она фиксируется приемной аппаратурой.

Задачи и методы сейсморазведки. Изучая время распространения и характер колебания волн определяют глубину и форму залегания преломляющих или отражающих границ. Сейсмический метод позволяет определять слоистую структуры среды, углы наклона пластов, получать информацию об анизотропии скоростей, о трещиноватости, газо- и нефтенасыщености. Сейсморазведка широко используется при поиске нефтеных и газовых месторождений, м-ий углей, бокситов, каменной соли приуроченных к пологозалегающим структурам, и для решения рудных задач, а также в региональных геологических исследованиях.

В методах сейсморазведки информацию о строении среды извлекают из сейсмограмм и временных разрезов. Сейсмограмма это запись регулярных колебаний повторяющихся с небольшим смещением во времени, от трассы к трассе и с небольшим искажением формы записи. На сейсмограмме изображено несколько групп sin-идальных колебаний, который идентифицируются с упругими волнами прошедшими в разное время от источника колебаний. Монтаж их представляет собой временной разрез (с помощью него определяют геологические границы).

Модели среды: реальные геологические среды отличаются упругими свойствами. Из-за многообразие геологических сред для упрощения расчетов вводят модели сред (сеймсоразведка1, стр.5 рис). Важной геологической единицей является слой. Модели слоистых сред описывают структуры осадочных бассейнов. Примером модели с непрерывным изменением скорости является интрузивные массивы, в которых физические и упругие свойства распределены неравномерно. Обобщением первых двух классов является модель слоисто-неоднородной среды, в таких моделях имеются границы на которых скорости меняются скачком, а внутри толстых слоев являются непрерывной функцией координат. Реальные среды, особенно осадочные являются пористыми. Для которых вводится понятие коэффициента пористости, который определяется отношением порового пространства ко всему объему породы. Скорость и поглощения упругих волн определяется физ. св-вами пород и мелкими неоднородностями данной среды. Среды бывают сплошные, это означает, что в самом малом применяемом в рассмотрение объеме можно пренебречь молекулярным строением и дискретностью структуры.

Также среды бывают: изотропные (скорость не зависит от направления), анизотропные (зависит), однородные (скорость не меняется от точки к точки) и неоднородная (изменяется от точки к точки).

Предположение об упругом характере среды является физической основой сейсморазведки. Следовательно м.б. рассмотрены напряженное состояние и деформации. Источник упругих волн это объекты воздействующие на среду, которые меняют форму и объем среды. Меры изменения формы и объема это относительные деформации. Мера воздействия на среду это напряжение.

Классификация методов сейсморазведки. Её можно проводить по типам применяемых волн. Основными методами является метод отраженных волн (МОВ), и метод преломленных (головных) волн (МПВ). В них используются волны разных типов поляризаций: продольные, поперечные и обменные. В отдельных методах выделяют различные модификации в зависимости от сложностей сейсмогеологических условий и решаемых геологических задач. На основе цифровой регистрации и соответствующей обработки разработаны более эффективные методы общей глубинной точки отражения (ОГТ).

Сейсмические наблюдения в зависимости от места их выполнения подразделяют на: - наземную сейсморазведку; - речную и озерную сейсморазведку; - морскую сейсморазведку; - скважинную сейсморазведку; - подземную (шахтную) сейсморазведку. В зависимости от характера решаемых геологических задач сейсм-ку разделяют на: структурную и неструктурную, а в зависимости от вида полевых наблюдений – на профильную и площадную.

В зависимости от решаемых геологоразведочных задач различают следующие виды сейсморазведочных работ:

- глубинные сейсмические зондирования (ГСЗ). ГСЗ применяют для изучения поверхности кристаллического фундамента и нижележащих слоев земной коры, их соотношения со структурными особенностями осадочн. чехла, а также для изучения крупных тектонич-их элементов земной коры. Основные границы раздела имеют следующие значения граничных скоростей головных волн: поверхность кристалл. фунд-та (Vr =6 км/с); граница Конрода, м.у. гранитным и базальтовым слоями (Vr =7 км/с); подошва земной коры – граница Мохо (Vr =8 км/с).

- региональные сейсморазведочные работы. Их задачи – изучение наиболее крупных особенностей геологического строения, определение глубины и рельефа кристаллического фунд-та, выявление в осадочном чехле сводов, валов, впадин и др. Выполняются по длинным, до 100-ен км, профилям, пересекающим крупные геологические регионы. Исследования этим методом комплектуют МОВ, МПВ, а также обменных проходящих волн.

- поисковые сейсморазведочные работы. Их задача – обнаружение особенностей геологич. разреза, благоприятного для образования м-ий полез. иск. Так, при поисках нефтегазоносных м-ий интерес будут представлять выявление антиклинальных складок, соляных копалов, зон стратиграфического и литологического несогласия. Основным при разведке явл. МОВ в его различных модификациях.

- детальные сейсморазведочные работы (ДСР). Их задача подготовка перспективных площадей, выявленных при поисково-съемочных работах, под глубокое разведочное бурение. В последние время популярной является методика называемая прогнозированием геологического разреза (ПГР). Она включает поиск неструктурных ловушек нефти и газа, изучение вещественного состава разреза, и прогноз наличия в нем углеводородного сырья. При изучении нефтепромысловых свойств пород разреза изучают динамические и кинематические характеристики сейсм.волн (V продольных и поперечных волн, интенсивности, упругие константы горных пород). ДСР проводят с использованием ОГТ, РНП, скважинных наблюдений, продольных, поперечных, обменных и проходящих волн.

- инженерная сейсморазведка. Она решает задачи связанные с проектирование и строительством инженерных сооружений. Часто применяется комплексирование с другими геоф.методами и бурением. Небольшие глубины исследования делают целесообразным применением МПВ, широко используются прямые и поверхностные волны. Решаются следующие геологические задачи: определении глубины залегания и форма рельефа крепких коренных пород, определение положения уровня грунтовых вод, выявление зон повышенной опасности и др.

Методы и методика сейсморазведки: Основные методы это МОВ и МПВ, которые позволяют квартировать имеющиеся на глубине границы раздела. Рассмотрим 2-ух слойную среду в ней упругая волна может пройти от источника возбуждения к приемнику 3 путями (сейсморазведка 1, стр.34, рис 12),:

- прямая волна распространяется по прямой со скоростью V₁;

- отраженная волна подходит к границе раздела под некоторым углом и отражаясь возвращается на поверхность к приемнику со скоростью V₁;

- преломленная волна подходит к поверхности под критическим углом со скоростью V₁. Преломившись, она распространяется как головная со скро-тью V₂ и возвращается к поверхности со скоростью V₁.

Кривая зависимости времени пробега (прихода) волны от расстояния ее пробега – это годограф (сейсморазведка 1, стр.34, рис. 13). По ним вычисляют глубину залегания подстилающего слоя. Из рис. 13 видно, что первые вступления волн, зафиксироыванные приемником, будут принадлежать прямой Х < Хп или головной волне Х > Хп. На расстоянии Хп эти волны пересекаются, и головная волна выходит на первые вступления, ближе Хкр головная волна не существует, и на этом расстоянии времена пробега головной и отраженной волн совпадают, т.к. они проходят по одному пути. Но отраженные волны никогда не наблюдаются в первых вступлениях, они явл. малоамплитудными, а преломленные всегда регестрируются на больших расстояния до 1000 км – эти особенности годографов определяют методику работ на отраженных и преломленных волнах. => в МПВ расстояние от источника до первого приемника д.б. большим, чтобы фиксировать преломленную волну в первых вступлениях. В МОВ надо выявлять фазы, которые никогда не выходят в первые вступления и имеют малую амплитуду => в МОВ регистрация ведется на малых расстояниях.

Билет №18.

Вопрос 1.