Применение методики AVO-анализа для оценки оползневой опасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение методики AVO-анализа для оценки оползневой опасности

К.Б. Фатькин

Под оползнями понимается внезапный или постепенный отрыв горных пород и движение их по склону под влиянием силы тяжести. Оползень включает участок смещения горных пород склона с зонами отрыва, передвижения и накоп-ления. Основными задачами при изучении негативных экзогенных геологических процессов являются картирование, детальное изучение участков развития процессов с оценкой возможности их реализации [1]. Оптимальным следствием этих этапов исследований является пространственно-временной прогноз. Особое значение подобные исследования приобретают на территориях интенсивного хозяйственного освоения, где оползни представляют угрозу инженерным сооружениям.

Возможность использования сейсмических методов в зонах развития оползневых процессов основана на связи сейсмических характеристик с прочностными свойствами пород и параметрами напряженного состояния.

Основные закономерности изменения поля упругих колебаний при разви-тии оползневых процессов [2] позволяют применять для изучения зон оползневых процессов современные технологии инженерной сейсморазведки, основанные на методике общей глубинной точки (МОГТ). Такие технологии обеспечивают достоверную интерпретацию как в простых случаях, когда поверхность смещения приурочена к литологическому контакту (коренные скальные породы - рыхлые четвертичные отложения), так и в случае, когда поверхность смещения приурочена к однородным неслоистым породам или пересекает слои пород различного состава.

В качестве дополнительного инструмента для картирования тела оползня предлагается использование методики изучения изменения амплитуды сейсмиче-ских волн с удалением источник-приемник. Как показал опыт предыдущих исследований, данный подход может быть эффективен при локализации и идентификации физико-геологических неоднородностей водозащитной толщи и продуктивных отложений на месторождениях водорастворимых полезных ископаемых [4]. Предпосылками к использованию инструментов AVO-анализа для картирования тела оползня может служить тот факт, что граница вдоль зоны отрыва оползня представляет разуплотненную область по сравнению с окружающей толщей пород. В соответствии с классификацией Резерфорда-Уильямса [5] это 3 класс сред, характеризующийся отрицательными значениями коэффициентов А и В двучленной аппроксимации Шуэ [6].

Конфигурация сети профилей представлена на рис.1. Сейсмические иссле-дования выполнены по 4 профильным линиям по методике невзрывной малоглу-бинной сейсморазведки высокого разрешения с использованием интерференци-онной системы наблюдений по общей глубинной точке. Профиль №1 пройден перпендикулярно остальным профилям и заканчивается на склоне оврага.

Профиля №№ 2 и 3 пройдены по склону оврага и являются продолжением друг друга.

По данным буровых работ исследуемый участок сложен отложениями пермской системы, перекрытыми четвертичными аллювиально-деллювиальными глинистыми отложениями. На временных разрезах сверху в низ выделяются: кровля суглинков, кровля песков, кровля аргиллитов и кровля условного горизонта (нет точных геологоразведочных данных).

В результате обработки сейсморазведочных данных, по каждому из профилей получены окончательные временные разрезы общей глубинной точки (ОГТ), которые вместе с динамическими разрезами и результатами скоростного анализа составляют информационную базу этапа интерпретации.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На всех временных разрезах отмечается ряд наиболее динамически выраженных осей синфазности, соответствующих сейсмическим отражениям (отраженные волны) от физических границ, разделяющих отложения различной плотности (рис. 2). В интервале исследований выделено четыре отражающих горизонта. Стратиграфическая привязка данных горизонтов определена в соответствии с геологическим разрезом, предполагаемым по результатам бурения инженерно-геологических скважин. По особенностям волновой картины ее амплитудной и скоростной характеристик в различных интервалах геологического разреза по всем профильным линиям выделяются локальные участки. Они характеризуются нарушенной регулярностью волновой картины, пониженными значениями амплитуд и скоростей. Данные изменения перечисленных сейсморазведочных параметров обычно являются признаками нарушений в структуре геологического разреза.

По каждому временному разрезу рассчитаны коэффициенты А и В двучленной аппроксимации Шуэ для целевых отражающих горизонтов. По этим данным построены графики распределения А и В вдоль профилей, а так же зави-симости А(В).

Наиболее интересными представляются результаты, полученные по про-филям № 1 и № 4 (рис.3). Профили расположены крестообразно, таким образом, что каждый из них делит другой профиль пополам. Таким образом, каждый про-филь начинается над склоном оврага, а заканчивается в зоне развития оползневых процессов. На графиках для профиля № 1 видно, что в интервале пк20-пк30 наблюдается резкое увеличение значений А и В. При этом оба коэффи-циента изменяются синфазно, что свидетельствует об отсутствии литологических изменений на данном участке.

Рис. 3. Распределение коэффициентов А и В вдоль профиля: а) профиль 1, б) профиль 4

На графиках для профиля № 4 подобная область отмечается в районе ПК 50 и носит сквозной характер, т.е. проявляется на всех прослеженных горизонтах. На графиках для профиля № 3 так же выделяется аналогичная область повышен-ных значений А и В в районе ПК 10. На графиках для профиля № 2, расположен-ного полностью в оползневой зоне подобных резких изменений поведения А и В не наблюдается.

Таким образом, в пределах площади исследований выявлена потенциаль-но-оползневая зона, реализовавшаяся в южной части, за счет интенсификации гидрогеологических процессов в области локальной отрицательной структурной формы по кровле коренных отложений. Наиболее серьезная угроза ее дальнейшей реализации существует для северной части, где присутствуют ослабленные по прочностным свойствам отложения и также фиксируется отрицательная струк-турная форма по кровле коренных пород, но меньшей амплитуды чем в южной части. Предложенная методика изучения изменения амплитуд сейсмических волн с удалением источник-приемник позволяет выявлять зоны ослабления физических свойств в массиве пород верхней части разреза, связанные с распространением оползневых процессов. Она так же может служить дополнительным инструментом для уточнения контуров изучаемого объекта.

сейсмический оползень порода картирование

Список литературы

1. Огильви А.А. Основы инженерной геофизики: учебник для вузов / А.А. Огильви; под ред. В.А. Богословского. - М.: Недра, 1990. - 501 с.: ил.

2. Применение сейсмоакустических методов в гидрогеологии и инженерной гео-логии / под ред. Н.Н. Горяинова. - М.: Недра, 1992.

3. Справочник по инженерной геологии / под общ. ред. М.В. Чуринова. - М.:Недра, 1968. - 540 с.

4. Фатькин. К.Б. Локализация и идентификация физико-геологических неодно-родностей соляной толщи методами сейсмического амплитудного анализа (на примере ВКМКС): автореф. дис. … канд. техн. наук. 25.00.16: защищена 20.11.08 / Фатькин Константин Борисович. - Пермь, 2008. - 22 с.

5. Rutherford S.R. Amplitude-versus-offset variations in gas sands / Rutherford S.R., Williams.S.H. // Geophysics. - 1989. - Vol.54, N 6. - P.

6. Shuey R.T. A simplification of the Zoeppritz equations // Geophysics. - 1985. - Vol.50. - P. 609-614.

Размещено на Allbest.ru