Seismic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 31 ianuarie 2021; verificările necesită 4 modificări .

Explorarea seismică este o secțiune a geofizicii explorării bazată pe înregistrarea undelor elastice excitate artificial și extragerea de informații geologice și geofizice utile din acestea [1] . A apărut la începutul anilor 1920 [1] . Cu ajutorul explorării seismice se studiază structura profundă a Pământului [1] , se disting zăcămintele minerale (în principal petrol și gaze) [1] , se rezolvă probleme de hidrogeologie și geologie inginerească și se realizează microzonarea seismică. Explorarea seismică se caracterizează prin rezoluție înaltă, fabricabilitate și o cantitate mare de informații primite.

Informații generale

Metodele seismice se bazează pe excitarea undelor elastice cu ajutorul unui dispozitiv tehnic sau a unui set de dispozitive - o sursă . Sursa creează o presiune în exces în masa de rocă , care este compensată de mediu pentru o perioadă de timp. În procesul de compensare, particulele de rocă legate fac oscilații periodice transmise adânc în pământ prin unde elastice . Cea mai importantă proprietate a unui val este viteza sa , care depinde de compoziția litologică , de starea rocilor (fracturare, intemperii etc.), de vârstă , de adâncimea de apariție.

Propagându-se în volumul rocilor, undele elastice cad pe limitele straturilor cu proprietăți elastice diferite, schimbă direcția, unghiurile razelor și amplitudinea, se formează noi unde. Pe traseul undelor sunt amplasate puncte de recepție , unde, cu ajutorul receptorilor seismici , vibrațiile particulelor sunt recepționate și transformate într-un semnal electric.

Punctele de recepție utilizate pentru înregistrarea undelor dintr-un punct de excitație (sursă) formează un aranjament [2] . În funcție de dimensiunea sondajului seismic, rețelele sunt sub forma unei linii drepte ( seismică 2D) sau a unui bloc de linii de recepție paralele ( seismică 3D) [3] . Graficele oscilațiilor (urme) înregistrate sunt grupate în seismograme și analizate pentru a găsi proprietățile undelor.

Informațiile geologice și geofizice despre limitele seismogeologice sunt extrase din seismogramele primite . Explorarea seismică este cea mai eficientă atunci când se studiază acoperirea sedimentară a platformelor antice , deoarece structura sa stratificată orizontal este cel mai ușor de găsit din datele seismice. Odată cu creșterea înclinării limitelor geologice țintă, fiabilitatea informațiilor obținute prin explorarea seismică scade.

Excitarea undelor elastice

Pentru a excita oscilațiile, sunt folosite explozii de încărcături de TNT în puțuri de mică adâncime (10-20 m), precum și impactul pe termen lung (vibrații) sau scurt (puls) asupra rocilor. Sursele explozive se caracterizează prin cea mai mare putere și compactitate, în timp ce necesită lucrări de pregătire și lichidare costisitoare și provoacă, de asemenea, daune mari mediului. În 1956-88, în URSS și India, exploziile nucleare subterane „pașnice” [4] [5] au fost folosite în scopul sonderii seismice profunde a scoarței terestre și a mantalei superioare [6] .

Sursele neexplozive sunt mult mai slabe, dar pot fi folosite în mod repetat în același punct, sunt mai ușor de gestionat și sunt, de asemenea, mai sigure pentru oameni și mediu.

Sursa excită două tipuri de unde seismice independente - longitudinale și transversale . Undele longitudinale sunt asociate cu oscilații direcționate de-a lungul fasciculului de undă și cu unde transversale - transversal.

O undă directă este o undă longitudinală sau transversală care se propagă direct de la sursă la punctul de observație. Undele longitudinale sunt caracterizate de viteze mari, ajung în orice punct al mediului mai devreme decât undele transversale și se propagă în aproape orice substanță.

Model mediu și câmp de undă

Rocile se caracterizează prin viteze diferite de propagare a undelor elastice. Parametrul de viteză este determinat de constantele elastice și densitatea rocii, iar acestea depind la rândul lor de compoziția minerală, porozitate, fracturare și adâncime [7] [8] [9] .

După valoarea vitezei undei elastice, secțiunea geologică este împărțită în straturi relativ omogene de roci, la limitele cărora viteza se modifică brusc. De regulă, granițele regiunilor cu proprietăți fizice diferite coincid cu limitele geologice , care sunt utilizate în interpretarea datelor seismice.

Prezența interfețelor ascuțite între straturi duce la formarea undelor secundare - reflectate, transmise și refractate. Intensitatea undelor secundare depinde de contrastul limită din punct de vedere al proprietăților elastice. Cu cât structura mediului geologic studiat este mai complexă, cu atât se formează mai multe valuri la interfețele acestuia. Toate împreună formează un câmp de undă secundar - obiectul măsurării în explorarea seismică.Dacă undele secundare conțin informații despre limitele geologice țintă și sunt înregistrate cu succes pe suprafața pământului sau în sondă, atunci ele sunt numite utile. După tipul de unde utile distinse în explorarea seismică, se disting metodele undelor reflectate și refractate.

Recepția vibrațiilor

Principalul dispozitiv de măsurare în explorarea seismică este un receptor seismic , care transformă vibrațiile mecanice ale undelor elastice într-un curent electric de tensiune alternativă. Când particulele de rocă se deplasează în apropierea corpului receptorului, în acesta sunt generate impulsuri electrice, care sunt apoi depuse pe axa timpului. Dependențele rezultate sunt numite grafice de oscilație sau urme seismice.

Urmele seismice sunt combinate în seismograme - materialul de câmp primar al explorării seismice. Semnalele de la receptoare sunt preprocesate - amplificând, filtrand fluctuațiile nedorite și convertite în formă digitală. Prin canale de informare independente, datele din punctele de observare sunt trimise către un singur centru - o stație seismică, unde sunt prezentate într-o formă convenabilă pentru operator.

Stația seismică este un complex unic de măsurare a informațiilor conceput pentru a combina datele de la receptoarele seismice, preprocesarea acestora, analiza vizuală și salvarea pe un dispozitiv de memorie.

Sisteme de observare

Pentru urmărirea eficientă a limitelor seismogeologice ale țintei, se folosesc metode tipice de stabilire și deplasare a punctelor de excitație și recepție a vibrațiilor - sisteme de observare. Un sistem de observare tipic este un punct de excitație din care undele elastice sunt înregistrate printr-un aranjament format din 100-300 de puncte de recepție - canale de stație seismică. Punctul de excitație este de obicei situat în centrul aranjamentului receptor și se deplasează la o distanță de 25-50 m pentru a obține o nouă seismogramă.Intervalul dintre punctele de recepție este de asemenea ales să fie de 25-50 de metri. Parametrii de spațiere nu se modifică la deplasarea de-a lungul profilului pentru a facilita prelucrarea automată a datelor în continuare.Sistemul de observare descris face posibilă identificarea limitelor țintei cu suficientă fiabilitate, care este asigurată de redundanța informațiilor primite. De exemplu, atunci când se utilizează 240 de puncte de recepție într-o răspândire, numărul de urme seismice pe un punct al graniței poate ajunge la 120. Alegerea corectă a unui sistem de observare face posibilă obținerea informațiilor necesare despre structura părții din graniță. mediul geologic de interes fără costuri suplimentare.

Prelucrare și interpretare

Seismogramele obținute în timpul lucrului pe teren conțin o proporție semnificativă de unde de interferență nedorite și vibrații interferente, iar undele utile sunt incomode pentru interpretare. Prin urmare, seismogramele primare sunt procesate folosind cea mai modernă tehnologie de calcul. Ca urmare a efectuării procedurilor de prelucrare, seismogramele sunt convertite într-o secțiune de timp sau de adâncime - material pentru interpretare geologică. După semnele cunoscute, în secțiunile obținute se disting zone anormale, cu care sunt asociate acumulări de minerale.

Metode de explorare seismică

Metodele de cercetare seismică diferă prin tipul undelor utile utilizate, în stadiul procesului de explorare, în sarcinile de rezolvat, în modul de obținere a datelor, în dimensiune, în tipul sursei de oscilații și în frecvența oscilațiilor. a undelor tinta.

Tipurile de unde utilizate sunt:

Metoda undei reflectate (ROW)

Pe baza selecției undelor reflectate individual de la limita geologică țintă. Cea mai populară metodă de cercetare seismică [10] , care permite studierea unei secțiuni geologice cu un detaliu de până la 0,5% din adâncimea limitei.Se folosește în combinație cu tehnica de suprapunere multiplă, în care se înregistrează un număr mare de urme seismice. pentru fiecare punct al limitei. Informațiile redundante sunt rezumate pe baza unui punct mediu sau profund comun (CMP sau CDP). Metoda comună a punctului de adâncime extinde semnificativ capacitățile SRM și este utilizată în majoritatea sondajelor seismice.

Metoda undelor refractate (REW)

Se concentrează pe undele refractate, care se formează atunci când o undă cade la limita a două straturi la un anumit unghi. În acest caz, se formează o undă de alunecare, care se propagă cu viteza formațiunii de bază. RPW este utilizat numai pentru rezolvarea problemelor speciale din cauza limitărilor semnificative ale metodei.

Profilare seismică verticală (VSP)

Clasificare

Etape de explorare seismică

Indicații

Soiuri

După metoda de obținere a datelor
  • Studiu seismic la sol;
  • Explorări seismice acvatoriale (marin, fluvial, lac și mlaștină, cercetare în zona de tranzit);
  • Sondaj seismic de foraj [12] ;
  • Petrofizică ;
După dimensiune
  • 1D - sursa și receptorul sunt combinate;
  • 2D - sursa și receptorul sunt pe aceeași linie dreaptă;
  • 3D - receptoarele sunt dispuse într-o zonă /
După tipul sursei
  • exploziv;
  • vibrații;
  • sondaj seismic de impuls non-exploziv.
După frecvența undei
  • frecventa joasa (1-10 Hz);
  • frecvență medie (10-100 Hz);
  • frecventa inalta (>100 Hz);

Dezavantaje

  1. Impactul negativ și prejudiciul adus ecosistemului zonelor studiate (flora și fauna) - rămâne controversat, nestudiat
  2. Aplicabilitate redusă pe terenuri dificile
  3. Anterior, eficiența scăzută a fost identificată în zonele cu orizonturi de sare, dar metodele moderne de cercetare și procesare pot îmbunătăți eficiența.
  4. Incapacitatea de a determina calitatea depozitului în structurile identificate. Este necesară o prelucrare suplimentară: inversare și descompunere.

Oameni de știință seismici de seamă

Vezi și

Link -uri

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Ilya Isidorovici Gurvici. Explorarea seismică . - D-na. stiintifice si tehnice editura de literatură de geologie și protecția resurselor minerale, 1954-01-01. — 354 p. Arhivat pe 3 ianuarie 2017 la Wayback Machine
  2. ↑ Vladimir Vasilevici Palagin, Alexander Yakovlevici Popov, Petr Isaakovich Dik. Explorarea seismică la adâncimi mici . - Nedra, 1989. - 224 p. Arhivat pe 29 septembrie 2018 la Wayback Machine
  3. ↑ Robert Mihailovici Bembel. Seismic volumetric de înaltă rezoluție . - Știința. Sib. catedra, 1991-01-01. — 154 p. Arhivat pe 3 ianuarie 2017 la Wayback Machine
  4. ↑ MUNCĂ EXPLOZIVĂ . Preluat la 4 decembrie 2017. Arhivat din original la 5 decembrie 2017.
  5. ↑ Barmasov Alexander Viktorovici. Curs de fizică generală pentru utilizatorii naturii. Vibrații și valuri . - BHV-Petersburg, 2009. - 245 p. — ISBN 9785941577309 . Arhivat pe 5 decembrie 2017 la Wayback Machine
  6. ↑ [ http://www.iki.rssi.ru/earth/articles06/vol2-225-241.pdf Explozii de camuflaj ca motiv pentru formarea structurilor care indică regiunile purtătoare de diamante (pe baza metodelor de la distanță și geofizice)] . Preluat la 4 decembrie 2017. Arhivat din original la 7 ianuarie 2022.
  7. ↑ A. K. Urupov. Studiul vitezelor în explorarea seismică . — Ripol Classic, 2013-02. — 225 p. — ISBN 9785458533362 . Arhivat pe 16 februarie 2019 la Wayback Machine
  8. ↑ E. Sianisyan, V. Pykhalov, V. Kudinov. Fundamente petrofizice ale exploatării puțurilor . — Litri, 03-01-2019. — 126 p. — ISBN 9785041266523 . Arhivat pe 16 februarie 2019 la Wayback Machine
  9. ↑ Linii directoare pentru determinarea stării de stres a rocilor dintr-o matrice folosind metoda ultrasonică . - 1970. - 88 p. Arhivat pe 16 februarie 2019 la Wayback Machine
  10. ↑ Alexandru Nikolaevici Telegin. Explorarea seismică a structurilor purtătoare de petrol și gaze din Sakhalin . - Centrul Științific din Orientul Îndepărtat al Academiei de Științe a URSS, 1986-01-01. — 206 p. Arhivat pe 3 ianuarie 2017 la Wayback Machine
  11. ↑ Vladimir Vasilevici Palagin, Alexander Yakovlevici Popov, Petr Isaakovich Dik. Explorarea seismică la adâncimi mici . - Nedra, 1989-01-01. — 224 p. Arhivat pe 3 ianuarie 2017 la Wayback Machine
  12. ↑ Nikolai Nikitovici Puzyrev, Institutul de Geologie și Geofizică (Academia de Științe URSS), Expediția Geofizică Siberiană (Uniunea Sovietică), NPO Neftegeofizika (Uniunea Sovietică). Explorarea seismică cu mai multe unde: rezumate ale rapoartelor Conferinței All-Union, 3-6 septembrie 1985, Novosibirsk . - Institutul de Geologie și Geofizică, Filiala Siberiană a Academiei de Științe a URSS, 1985-01-01. — 154 p. Arhivat pe 3 ianuarie 2017 la Wayback Machine
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii