Сейсмогеологическая характеристика района

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.К. АММОСОВА

Геологоразведочный факультет

Кафедра геофизических методов поисков и разведки МПИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Сейсморазведка»

Выполнил: Тарасов А.А.

Проверил: Шишигин Ф.А.

Якутск, 2024

Введение

Цель представленного курсового проекта: закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса «Сейсморазведка», а также приобретение навыка проектирования сейсморазведочных работ.

Работы планируется проводить методом общей глубинной точки (МОГТ), так как является наиболее эффективным и распространенным.

Сейсмогеологическая характеристика района составляется на основе анализа результатов сейсморазведочных работ прошлых лет. Описание основных свойств волновой картины, ожидаемой в районе (виды волн, полезные волны и волны-помехи, частотный диапазон, кинематические и динамические характеристики основных видов волн). Особое внимание следует уделить результатам сейсмокаротажа и ВСП, на основе которых можно составить скоростной разрез среды, сделать выводы о глубинных, поверхностных сейсмогеологических условиях и возможности выделения, картирования тех или иных геологических границ или литологических особенностей толщи. Из прочих физических свойств горных пород необходимо подробно остановиться на плотности, значения которой необходимы при расчетах коэффициентов отражения и прохождения границ. Сведения по плотности пород могут быть приведены по геофизическим и петрофизическим справочникам или учебникам применительно к литологической характеристике разреза.

Выбор методики проведения полевых работ и определение ее конкретных параметров, если отсутствуют данные производственных работ, могут базироваться на материалах, полученных в результате моделирования волновой картины для заданного сейсмогеологического разреза.

Глава 1. Моделирование волнового поля

1.1 Построение теоретического вертикального сейсмического профиля

Определение основной волны помех, ее амплитуды, интенсивности полезной (целевой) волны.

В данном курсовом проекте модель геологической среды задана четырьмя плоскопараллельными слоями, характеризующимися индивидуальными значениями мощности (?), пластовой скорости (?пл), и плотности (р).

Параметры волн помех

Сначала необходимо построить сейсмологический разрез и модель среды нужно представить в виде скоростной колонки (прил. 1). Используя значения параметров h; и Vi построить график зависимости ?пл(h) в масштабе: горизонтальный 1см=200м/с, вертикальный 1см=100м. Далее нужно вычислить время пробега волн (?t) в каждом пласте, по формуле:

;

где, ?і-мощность 1-го пласта; Vi - скорость в і-том пласте;

t1=0.075с

Имея, эти данные и учитывая, принципы геометрической сейсмики, строят теоретический годограф ВСП (прил.2) в масштабе: горизонтальный (времен) 1см=0,05с, вертикальный (глубин) 1см=50м, характеризующий основные типы волн, возникающих в заданных сейсмических условиях.

1.2 Определение амплитуды полезной волны от «опорной» границы

Каждая граница в разрезе данной геологической среды характеризуется коэффициентами отражения (Ај) и двойного прохождения (Kj), рассчитывается по формулам:

Aj=, Kj=1-

где ј - номер границы; і - номер слоя; 7-1= V-10-1 - волновое сопротивление среды, из которой волна падает на границу; i =Vip; - волновое сопротивление среды, в которую волна приходит.

Для «0»-й границы, которую можно назвать свободной, коэффициент =1, а коэффициент Ко = 0, поскольку у воздуха = 0, т.к. значения равны ближе к 0. Введем вычисленные коэффициенты Ај и Кј в таблицу.

1.

2.

3.

4.

После этого рассчитывают амплитуду полезной волны, отраженной от целевой (самой нижней) границы.

Расчет ведется по формуле:

где, -коэффициент отражения от целевой границы; а -эффективный коэффициент поглощения; hi- мощность 1-го слоя; - коэффициент двойного прохождения.

В данном курсовом проекте:, отсюда следует, что; ; таким образом, получим:

* (-0,245) * 0,902*0,77= -0,09.

1.3 Расчет и построение годографа полезной волны

Годограф полезной (однократной) волны рассчитывается по формуле:

Где t(0)- время на пункте взрыва; V- средняя скорость; х- расстояние от пункта взрыва до пункта приема.

Средняя скорость определяется по формуле:

Время на пункте взрыва вычисляем по формуле:

Аналогично, по этой формуле вычисляем времена однократной отраженной волны для следующих значений х:

1.4 Выбор кратных волн, как наиболее вероятных волн-помех

сейсмогеологический волновой

Выбрать кратные волны, у которых время прихода отличается от времени «опорного» отражения на (-0,1) (+0,05) с. Эти волны являются наиболее вероятным волнами-помехами, так как различия времен прихода волн минимальны.

1.5 Определение амплитуд волн-помех

Выбор основной волны-помехи с максимальной амплитудой Амплитуды выбранных кратных волн рассчитываем по формуле:

где ; - коэффициент отражения j - ой границы; ; - эффективный коэффициент поглощения i-го слоя; hi- мощность і-го слоя; Кj; - коэффициент двойного прохождения. При отсутствии данных по коэффициентам поглощения последние в расчетах могут быть приняты равными нулю.

Если кратные волны, имеющие разные схемы образования, приходят к дневной поверхности практически одновременно (±0,005 с), то амплитуды этих волн надо складывать, учитывая их знаки. При этом мы предполагаем наложение (интерференцию) волн. Кратную волну с максимальной амплитудой считать основной помехой.

1.

2.

3.

4.

5.

1.6 Расчет и построение годографа основной волны-помехи

1. Годограф рассчитываем для горизонтально-слоистой среды. Уравнение годографа многократной волны:

где - время на пункте взрыва (на средней точке); - средняя скорость кратной волны; х - расстояние от пункта взрыва до точки приема.

Годограф кратной волны построен на плоскости годографа полезной волны. (приложение 3)

1.7 Построение импульсной сейсмограммы

Построим зависимость амплитуды от времени a(t), чтобы отобразить характер распределения во времени амплитуд всех волн, наблюдаемых вблизи источника (приложение 4). Такую зависимость называют импульсной сейсмограммой.

Глава 2. Проектная часть

2.1 Расчет и выбор параметров системы наблюдений (правая фланговая система без выноса, приложение 5)

Расчет и выбор элементов системы наблюдений выполняем в следующей последовательности:

Кратность наблюдений N определяется уровнем отношения амплитуды многократной волны (основной помеха) акр к амплитуде полезной волны ас Опыт сейсморазведочных работ показывает, что кратность наблюдений бывает достаточной, если

Кратность обычно выбирают равной 6, 12, 24, или 48. Поэтому вместо 17,11, возьмем 24. Шаг наблюдения ?х в большей мере определяет производительность полевых работ. Поэтому нужно всегда стремиться к возможному большому шагу ?х, при котором заметно не ухудшается качество получаемого материала. Величину ?х приближенно оценивают по следующей формуле:

где и T соответственно кажущаяся скорость и период полезной волны. Значение кажущейся скорости определяем по годографу полезной волны:

при наибольших удалениях х от пункта возбуждения упругих волн. При выборе величины T нужно учитывать, что частоты полезных волн изменяются в пределах 20-40 Гц, выберем v= 30 Гц. При полевых работах расстояния между сейсмоприемниками выражаются обычно круглыми цифрами, так как это облегчает топографические работы и обработку материалов. В методе ОГТ шаг ?х обычно составляет 25, 50 м.

Взрывной интервал. В при фланговой системе наблюдения определяем по формуле:

где n - количество каналов сейсмической станции n= 48, ?x - шаг наблюдения, N- кратность наблюдения.

Максимальную дистанцию = 2590 м выбираем с учетом глубины разведки, достаточной точности определения эффективной скорости и ослабления кратных волн в результате суммирования по ОГТ. Значение обычно достигает 2-4 км.

Длина расстановки S вычисляется по формуле:

где n - количество каналов сейсмостанции, ?х - шаг наблюдения.

Вынос пункта взрыва R необходим для ослабления сильных поверхностных и звуковых волн, возбуждаемых невзрывными источниками и взрывами на поверхности или в неглубоких скважинах. Значение выноса оценивается по формуле:

где - минимальная глубина разведки; - средняя скорость до наиболее мелкого горизонта; - кажущаяся скорость волны-помехи.

2.2 Выбор параметров группирования сейсмоприемников

Группирование сейсмоприемников является интерференционной системой, имеющие определенные полосы пропускания и подавления. Чаще всего применяются расположение сейсмоприемников в виде однородных продольных групп. Основное их назначение состоит в подавлении регулярных низкоскоростных волн - помех, распространяющихся горизонтально. К таким волнам относят поверхностные и преломлено - отраженные волны, образующиеся в приповерхностной зоне.

Подавление помех обеспечивается подбором параметров группирования, при которых все помехи находятся в полосе подавления.

Параметры групп - это: Количество сейсмоприемников (n);

Расстояние между соседними сейсмоприемниками (?х); Базы группирования сейсмоприемников .Параметры n и вычисляются по формулам:

2.3 Выбор источников колебаний, их группирование и синхронное накопление

Для усиления полезных колебаний и ослабления волн-помех применяется группирование, как взрывных, так и невзрывных источников упругих колебаний. При использовании взрывных источников заряды взрывчатого вещества (тротил, аммонит) обычно помещают в нескольких взрывных скважинах. Иногда применяется способ накладных зарядов (взрывы на поверхности), который характеризуется простотой и быстрым производством работ, однако расход взрывчатого вещества при этом увеличивается в 10 - 15 раз по сравнению со способом скважинного возбуждения. Используют сосредоточенные, удлиненные заряды и их комбинации.

Из невзрывных источников широкое применение получили вибросейсмические источники СВ-5-150, СВ-10-150, излучающие свип-сигнал. Свип-сигнал представляет собой квазисинусоидальные колебания большой длительности с плавно меняющейся частотой.

При группировании невзрывных источников наиболее широко используются группы с расстояниями между точками возбуждения колебаний ?х=10-20 м и базой равной базе группы сейсмоприемников. Число вибрационных источников в группе обычно равно 5 - 6.

При невзрывных источниках (импульсных, вибрационных) группирование их на практике осуществляется одновременно с синхронным накоплением воздействий. Синхронное накопление воздействий применяется для выделения слабых полезных (регулярных) сигналов на фоне нерегулярных помех и позволяет повысить отношение сиг- нал/помеха в vn раз, где n - число накоплений. Это действие группы называет статистическим эффектом. На практике чаще всего применяется накопление 8-16 воздействий, которое оказывается наиболее оптимальным.

2.4 Аппаратура и оборудование

Сейсмические станции подразделяются на линейные и телеметрические, предназначенные для 2D и 3D сейсморазведки соответственно. Телеметрическая система сбора информации построена как локальная сеть, объединяющая центральный компьютер сейсмостанции с периферийными компьютерами полевых модулей. По существу эти модули служат миниатюрными малоканальными линейными сейсмостанциями.

При проведении сейсморазведочных работ на нефть и газ применяются линейные цифровые многоканальные сейсмостанции ряда "Прогресс". Они имеют четыре модификации:

"Прогресс-1" - 48-канальная, для работы с взрывными источниками;

"Прогресс - 2" - 48-канальная, для работы с взрывными и импульсными источниками, с накоплением;

"Прогресс - 3" - 48-канальная, для работы с взрывными, импульсными и вибрационными источниками, с накоплением;

"Прогресс- 96" - 96-канальная, для работы с взрывными, импульсными и вибрационными источниками, с накоплением.

В настоящее время в производство внедряется довольно много разновидностей сейсмических станций, созданных зарубежными и отечественными конструкторами. К современной линейной сейсмостанции относится станция отечественной разработки «Интомарин L2». Станция имеет 120 каналов.

Представителем телеметрической сейсмической станции является аппаратура Input/Output Image System (сокращенно I/O), количество каналов может достигать 6000. Станция производится в США.

Для передачи сигналов от сейсмоприемников используются сейсмические косы (кабели), у которых предусмотрены выводы для подключения сейсмоприемников или их групп.

Применяются вертикальные сейсмоприемники электродинамического типа, предназначенные для регистрации продольных волн (СВ-20П,СВ-1-10Ц).

2.5 Технология проведения полевых работ

В методе ОГТ применяют два способа, не требующие переноса сейсмической косы после каждого взрыва (после каждой посылки свип-сигнала).

Первый способ предусматривает использование кос, каждая из которых рассчитана на 24 канала. При работах с 48-канальной сейсмостанцией обычно используют четыре косы. Косы укладывают вдоль профиля и подключают группы сейсмоприемников. Косы соединяют с входом сейсмостанции через коммутатор ОГТ, позволяющий оператору в нужный момент из 96 каналов выбрать требуемые 48 каналов.

Второй способ предусматривает использование секционных кос. Каждая секция включает шесть - двенадцать каналов и последовательно перемещается, как только заканчивается регистрация сейсмических волн на ее длине.

Проверка качества сейсмических материалов производится для каждого второго или третьего взрыва путем воспроизведения магнитной записи с параметрами, установленными при регистрации. По сейсмограммам оценивают правильность выбранных параметров, характер работы сейсмической аппаратуры, правильность подключения кос и т.д. Перезапись (воспроизведение) всего материала, полученного за рабочий день для первичной обработки со специально подобранными фильтрами. Выполняют после окончания работы на профиле в тот же день.

2.6 Первичная обработка материалов

Основной задачей первичной (полевой) обработки материалов является расчет априорных статических поправок, которые вычисляют на основе результатов изучения параметров верхней части разреза (обобщение данных МСК, МПВ). Кроме этого, первичная обработка включает в себя оформление коррелограмм и кассет, оформление системы наблюдений, браковочной ведомости, ведомости статических поправок.

2.7 Вспомогательные работы

Топогеодезические работы проводятся топографическим отрядом. Решают задачи: разбивка профилей на местности в соответствии с планом; определения превышения пунктов взрыва и приема; привязка профилей к опорной геодезической сети. Рабочим топографического отряда следует стремиться к тому, чтобы: -отклонения профилей от проектного расположения были минимальными; -профили на всей своей протяженности были по возможности доступны для технических средств, которыми располагает партия. Пикеты по профилю «навешиваются» через сто метров, на каждом пикете обозначается присвоенный ему номер, а также номер профиля, на котором он расположен.

Обеспечивая привязку профилей к опорным пунктам геодезической сети (специальными теодолитными ходами) тем самым добиваются однозначного определения горизонтальных координат профиля, и абсолютных отметок высот. При чем высотные отметки должны определятся с точностью 0,5 метров на 1000 метров профиля.

Заключение

Материалы сейсморазведки методом ОГТ обрабатываются в вычислительных центрах по специализированным сейсмическим обрабатывающим системам. Исходными данными служат магнитограммы, система наблюдений, браковочная ведомость, ведомость статических поправок, априорный скоростной закон.

Годографы ОГТ симметричны относительно оси времени, проходящей через Форма годографа ОГТ всегда находится над общей средней точкой. Форма годографа многократная. Минимум годографа ОГТ всегда находится над общей средней точкой. общую среднюю точку, независимо от угла наклона границы и вида волны - одно- или единственного параметра Vогт. Годографы ОГТ много- и однократных отражений, ОГТ при одном и том же значении времени на пункте взрыва to зависит только от регистрируемых в одном и том же временном интервале, различаются только своей крутизной.

Эффективность применения метода ОГТ определяется степенью различия кинематики однократных волн и многократных отражений, т. е. соотношение годографов этих волн на плоскости годографов.

Все кратные волны приходят по направлениям, близким к направлению прихода однократных отражений, поэтому применение группирования сейсмоприемников для подавления кратных волн неэффективно. Также малоэффективно применение частотной фильтрации, так как спектральный состав одно- и многократных волн практически одинаков.

Размещено на Allbest.ru