Методы сейсморазведки

Для изучения геологических структур в основном используют от­раженные и преломленные (головные) продольные сейсмические волны. В меньшей мере применяют исследования с помощью попе­речных, обменных, рефрагированных, а также поверхностных волн.

Основным методом сейсморазведки является метод отраженных волн (МОВ), с помощью которого проводят наблюдения на не­больших расстояниях от источника, в области, где регистрируются преимущественно волны, отраженные от различных границ, под углом падения, близким к нормальному.

МОВ обладает высокой разрешающей способностью и позволяет изучать строение отражающих границ, расположенных близко одна к другой; он наиболее эффективно применим при углах падения границ от (3...15° до 40...50°. В системе МОВ имеется ряд технических средств, способов обработки и интерпретаций наблюдений.

Наиболее известны метод общей глубинной точки (МОГТ) и метод регулируемого направленного приема (МРНП). При МОГТ производят суммирование колебаний, отразившихся от ограничен­ных областей отражающих границ при различных положениях пунктов взрывов и приема.

При использовании МРНП производят суммирование колебаний отраженных или дифрагированных волн, Образованных ограниченными областями границ или геологиче­скими неоднородностями при одном взрыве с учетом направления хода волн на линию наблюдений.

При наблюдениях вдали от источника на поверхности земли регистрируется волна, которая вследствие эффекта преломления большая часть своего пути прошла внутри одного из пластов (рис. 9.24).

К числу таких волн относят головные, рефрагированные и подэкранные отраженные волны. Все эти волны относятся к преломленным, имеют некоторые сходные кинематические и дина­мические свойства. На исследовании этих волн основан метод пре­ломленных волн (МПВ), применяемый при решении широкого круга геологических задач. Иногда целесообразно применять мето­ды МОВ и МПВ совместно, а также в сочетании с другими геоло­гическими и геофизическими методами.

Когда источник и место наблюдения находятся по разные сто­роны от геологического объекта, для исследований могут быть ис­пользованы проходящие волны и метод проходящих волн. Этот ме­тод может быть применим в шахтах, штольнях, скважинах и т. п. Одним из видов этого метода является сейсмокаротаж. Если на­блюдения в дополнение к МОВ и МПВ на земле проводить внутри геологической среды, можно изучить как проходящие (прямые), гик и все вторичные волны. Такой способ называют вертикальным сейсмическим профилированием (ВСП).

Тип волн определяет и метод сейсморазведки. Наиболее часто применяют метод продольных волн, так как взрыв преимуществен­но возбуждает продольные волны. Если угол падения проходящей полны на проходящей границе возрастает, то возникают обменные полны, которые используют для решения геологических задач. Это составляет суть метода обменных волн.

Применяя специальные средства возбуждения, можно получать интенсивные поперечные волны, которые при падении на границы внутри среды образуют вторичные монотипные волны. При взрыве зарядов ВВ можно получать также поперечные волны, если взрывать заряд в скважине, которая и создает соответствующие сдвига­ние искажения. Исследования этих волн лежат в основе метода по­перечных волн.

Раздельные изучения профильных и поперечных волн, определе­ние их скоростей, т. е. и позволяют получить более полное пред­ставление о физико-геологических особенностях изучаемой среды. Метод сейсморазведки можно различать также и по применяемым частотам колебаний. В зависимости от преобладающей часто­ты колебаний различают сейсморазведку с частотой меньше 30 Гц — низкочастотную, частотой 30...80 Гц — среднечастотную, частотой более 80 Гц — высокочастотную. Низкочастотную сейс­моразведку применяют при изучении больших глубин земной коры. В отношении объекта исследования она имеет много общего с сейсмологией. Высокочастотная сейсмика позволяет значительно повысить разрешающую способность сейсморазведки, но области ее применения ограничены, так как высокочастотные колебания сильно поглощаются в геологических средах, особенно в рыхлых породах, а также с углублением.

При глубинном сейсмическом зондировании (ГСЗ) регистриру­ют волны, проникающие на десятки километров вглубь земной коры. Здесь изучаются данные о глубинном строении крупных структурных элементов земной коры, например поверхность кри­сталлического фундамента ( = 6 км/с), граница между «гранит­ным» и «базальтовым» слоями ( = 7 км/с), поверхность Мохоровичича, разделяющая земную кору и жидкорасплавленное ядро Земли ( = 8 км/с). В основном используют преломленные (рефрагированные) и обменные волны.

Региональные сейсморазведочные работы проводят для опреде­ления глубины залегания поверхности фундамента и мощности осадочной толщи, покрывающей фундамент, выявления крупных структурных осложнений в осадочных породах. Работы проводят по отдельным протяженным профилям — до нескольких сотен ки­лометров, пересекающим геологические регионы.

Высокочастотную сейсмику иногда называют сейсмоакустикой. Схему комплекса сейсмоакустических исследований можно пред­ставить в виде классификации сейсмоакустических методов, пока­занной на рис. 9.25.

В зависимости от характера решаемых геологических задач и плотности сейсмических наблюдений сейсморазведочные работы подразделяют на глубинные сейсмические зондирования, регио­нальные, поисковые и детальные работы.

Поисковые сейсморазведочные работы проводят на участках, представляющих интерес по результатам региональных сейсморазведочных работ. Эти работы проводят с целью обнаружения струк­турных форм, благоприятных для скопления месторождений полез­ных ископаемых (например, нефти и газа). Они выявляют зоны ан­тиклинальных перегибов слоев, выклинивания горизонтов, зон стратиграфических и литологических несогласий и т. п. Поисковые

сейсморазведочные работы выполняют в виде площадных наблю­дений по схеме разведочных профилей.

Детальные сейсморазведочные работы проводят с целью изуче­ния локальных структур, выявленных при поисковых работах. Здесь требуется густая сеть профилей.

Для региональных сейсморазведочных работ обычно применя­ют комплексирование МОВ и МПВ. Для поисковых и детальных сейсморазведочных работ в основном используют МОВ.