Метод преломленных волн кратко

Обновлено: 01.07.2024

Метод преломленных волн может не только дать сведения о глубине залегания слоев с различным акустическим сопротивлением ( жесткостью) рс, но и позволяет судить о характере самой породы, из которой состоят эти слои. Действительно, этот метод позволяет найти значение скорости распространения продольных волн в нижних слоях, - а по величине скорости в известной степени можно судить о том, какова сама порода. [1]

Метод преломленных волн основан на регистрации преломленных волн, образующихся при падении упругой волны на границу раздела сред под критическим углом. [2]

Методом преломленных волн ( МПВ) регистрируют головные волны с целью изучения характеристик ( глубины, углов наклона) преломляющих границ. [3]

Данные метода преломленных волн необходимо скорректировать за изменения рельефа и за зону малых скоростей таким же образом, как и в методе отраженных волн. Методы коррекции в основном те же самые, только ссйсмоприемники зачастую расположены слишком далеко от пункта взрыва, чтобы регистрировать волну, преломленную в подошве ЗМС, и поэтому вдоль большей части профиля данные о ЗМС могут отсутствовать, Специально для получения информации о преломлении в додошве ЗМС можно провести дополнительные взрывы. [5]

Работы методом преломленных волн осуществляются двумя-тремя судами. Одно из них буксирует косу, а другие используют для возбуждения колебаний. В методе преломленных волн применяют также донные автоматические сейсмостанции. Колебания возбуждают с движущегося судна. После окончания работ донные станции всплывают. [6]

Как известно, метод преломленных волн предшествовал методу отраженных волн; последний практически вытеснил его. [7]

Является основной модификацией метода преломленных волн . [8]

На этом явлении основан метод преломленных волн в сейсморазведке и при изучении ст. роения земной коры. [9]

В ранних разведочных работах методом преломленных волн на соляные купола в случаях, когда купол располагался непосредственно на поямой. [11]

Имея ряд преимуществ по сравнению с методом преломленных волн , метод отраженных волн обладает также и рядом недостатков. [12]

ВОЛН - см. метод первых вступлений и метод преломленных волн корреляционный. [13]

Отраженные преломления обычно классифицируются как многократные явления при исследованиях методом преломленных волн . [14]

В 1926 г. у ДРК действовало семь полевых партий, и разведка методом преломленных волн сильно расширилась. [15]

При работах методом преломленных волн на поверхности земли прослеживаются преломленные волны возникающие на границах раздела слоев залегающих в толще земной коры.

Sin I>V/V_Г

Проходящая волна скользящая вдоль границы раздела вызывает колебания частиц в среде, поэтомув среде возникает головная волна. Головная волна возникает вследствие скольжения проходящей волны в подстилающем слое вдоль границы раздела. Скользящая волна возникает если угол падения падающей равен критическому углу. МПВ обычно применяется для исследования слоев, скорость которых больше чем в каждом вышележащем. Обычно таких слоев 5-7 . Мощность прилегающих слоев может быть не очень большой (50-100м).Граничная скорость -это скорость с которой проходящая волна образующая преломленную распространяется вдоль преломляющей границы. Совокупность годографов полученных при взрыве в одном пункте называется серией годографов преломленных волн. Годографы преломленных волн при параллельности границ раздела пересекаются между собой, это затрудняет прослеживание преломленных волн. Протяженность зоны первых вступлений определяется глубиной залегания границ и скоростями в преломленных и покрывающих слоях.

Недостатки: если есть экранирующий слой (с большой скоростью) то МПВ исследование глубоких горизонтов затруднено, но если h экранированного слоя меньше Х то эффект экранирования проявляется слабо. Если граница преломляющая криволинейна, то и годограф криволинейный. По годографам преломленных волн можно вычислить граничную скорость, которая в известной мере характеризует литологический состав пород преломляющего слоя. По годографам нельзя определить V_СР, ее берут из других методов. Использование метода затруднено при крутых углах наклона. В КМПВ наблюдения проводят на удалениях от источника от 0-10м, получают систему встречных и нагоняющих годографов.

Физической основой КМПВ являются интерференционные головные волны от достаточно мощных слоев. ОГТ МПВ основано на многократном профилировании при фланговых системах наблюдения (с выносом) и суммированием на общей глубинной площадке. Система наблюдений позволяет выделить преломленные волны в области начальной точки и за ней существенно уменьшить max удаление.

В МПВ широко используют системы непрерывного профилирования, обеспечивающие непрерывную корреляцию основных преломленных волн.

2. Негативные факторы, влияющие на показания гравиметра. Способы борьбы с ними.

Все факторы, которые влияют на гравиметр, кроме силы тяжести, являются негативными. К негативным факторам, влияющим на показания гравиметра, можно отнести следующие:

· Вариации атмосферного давления; Действие магнитных сил на элементы системы, изготовленные из магнитных материалов; Влияние изменений температуры; Влияние статического электричества; Тряска и удары, вызывающие резкие ускорения и могущие повлечь за собой нарушение целостности кварцевой системы гравиметра. Влияние наклонов корпуса гравиметра, возникающих вследствие неточной его установки;

Способы борьбы с негативными факторами:

- Влияние температуры исключают термостатированием (помещают измерительную систему в термос – сосуд Дюара – это пассивное термостатирование, или с помощью датчиков и нагревательных систем поддерживают постоянную температуру – это активное термостатирование)

- С влиянием атмосферного давления борются, помещая систему в вакуум

- Для борьбы с наклонами существует система уровней, с помощью которых система выводится в горизонтальное положение. Повышение точности установки.

- Изготовление элементов чувствительной системы гравиметра из немагнитных материалов (кварцевые системы);

- Нейтрализация статики слабым β-радиоактивным элементом, помещенным в систему;

- Помещение упругих систем гравиметра в жидкость, демпфирующую удары;

3. Связь между промыслово-геофизическими и сейсморазведочными данными

Koэффициент oтpaжeния зaвиcит oт cкopocти и плoтнocти пopoд, кoтopыe измepяютcя aкycтичecкими и плoтнocтными мeтoдикaми кapoтaжa. Пoэтoмy мeждy кapoтaжными диaгpaммaми и ceйcмичecкими тpaccaми cyщecтвyeт oпpeдeлeннaя cвязь. Ceйcмичecкaя тpacca, paccчитaннaя пo дaнным пpoмыcлoвoй гeoфизики, нaзывaeтcя cинтeтичecкoй ceйcмoгpaммoй, a кapoтaжнaя диaгpaммa, paccчитaннaя пo ceйсмoтpacce, нaзывaeтcя пceвдoaкycтичecкoй диaгpaммoй. Taкиe pacчeты мoжнo выпoлнить вecьмa пpиближeннo пo cлeдyющим пpичинaм.

1. Пoкaзaния кapoтaжa зaвиcят oт aбcoлютныx вeличин cкopocти и плoтнocти, кoэффициeнт oтpaжeния зaвиcит oт пpиpaщeния пpoизвeдeния cкopocти нa плoтнocть. Taким oбpaзoм, cвязь мeждy ними кaк бы aнaлoгичнa зaвиcимocти мeждy фyнкциeй и ee пpoизвoднoй.

2. Kapoтaжнaя кpивaя xapaкrepизyeтcя выcoкoчacтoтным cпeктpoм, ceйcмичecкaя тpacca - низкoчacтoтным. Haилyчшeгo coвпaдeния мoжнo дocтичь, cpaвнивaя ceйcмичecкyю тpaccy c пoдвepгнyтoй интeнcивнoй фильтpaциeй кpивoй aкycтичecкoгo импeдaнca.

3. Kapoтaжeм иccлeдyeтcя лишь нeбoльшoй oбъeм пopoд вoкpyг cтвoлa cквaжины, нa ceйcмичecкий cигнaл oкaзывaeт влияниe oбшиpнaя oблacть, paзмepы кoтopoй oпpeдeляютcя зoнoй Фpeнeля.

4. B кapoтaжe и в ceйcмopaзвeдкe имeют дeлo c пoмexaми paзнoй пpиpoды.

1. Методы преломленных волн.

Sin I>V/V_Г

2. Негативные факторы, влияющие на показания гравиметра. Способы борьбы с ними.

Способы борьбы с негативными факторами:

- С влиянием атмосферного давления борются, помещая систему в вакуум

- Изготовление элементов чувствительной системы гравиметра из немагнитных материалов (кварцевые системы);

- Нейтрализация статики слабым β-радиоактивным элементом, помещенным в систему;

- Помещение упругих систем гравиметра в жидкость, демпфирующую удары;

3. Связь между промыслово-геофизическими и сейсморазведочными данными

ПРЕЛОМЛЁННЫХ ВОЛН МЕТОД (а. refraction shooting; н. Refraktionsmethode; ф. sйismique par rйfraction; И. mйtodo, de ondas de refracciyn) — метод сейсмической разведки, основанный на регистрации волн, которые преломляются в земной коре в слоях, характеризующихся повышенной скоростью распространения сейсмических волн, и проходят в них значительную часть пути. Возбуждение сейсмических колебаний ведётся на поверхности или в скважинах и шурфах взрывами взрывчатых веществ или источники сейсмических колебаний невзрывными источниками сейсмических колебаний. Преломлённые волны регистрируют на поверхности стандартными и специализированными сейсморазведочными станциями, расположенными на значительном удалении от источника или пункта взрыва. Расстояние между источником и приёмником обычно превышают в 1,5-2 раза значение глубины до преломляющей границы. По мере удаления от пункта взрыва число наблюдаемых преломлённых волн возрастает, поскольку регистрируются волны, преломлённые во всё более глубоких слоях земной коры. Основная модификация преломленных волн метода — корреляционный метод преломлённых волн, который основан на изучении первых и последующих вступлений преломлённых волн, исследовании формы их колебаний и их фазовой корреляции (как и в методе отражённых волн). В простых геологических условиях ограничиваются изучением только первых вступлений (метод первых вступлений). При интерпретации данных преломленных волн методом определяют время пробега преломлённой волны от источника её возбуждения до пункта регистрации, вычисляют глубину залегания, наклон поверхности пластов с повышенной скоростью и величину этой скорости. Граничная скорость в преломляющем пласте характеризует его литологический состав, что позволяет в ряде случаев отождествлять преломляющий горизонт с определённой стратиграфической границей. Для вычисления средних скоростей распространения сейсмических волн в толще, перекрывающей преломляющую границу, используются, как правило, данные, полученные методом отражённых волн или сейсмического каротажа.

Преломленных волн метод применяется при региональных исследованиях строения земной коры (изучение рельефа поверхности кристаллического фундамента, структуры осадочной толщи) на глубине до 10-20 км, трассировании тектонических нарушений, а также при инженерно-геологических изысканиях.

Простейшая модификация преломленных волн метода (метод первых вступлений) предложена в 1919 в Германии Л. Минтропом, корреляционный метод преломлённых волн — в 1938 в СССР Г. А. Гамбурцевым с участием Ю. В. Ризниченко, И. С. Берзон, А. М. Епинатьевой, Е. В. Каруса. В конце 70-х гг. в СССР предложена модификация преломленных волн метода — методика общей глубинной площадки, при обработке данных которой используются некоторые принципы сейсморазведки методом отражённых волн по способу общей глубинной точки (В. М. Монастырёв, Ю. В. Ознобихин, Г. М. Голошубин).

Несмотря на то, что региональные и, тем более, поисковые работы методом преломленных волн в настоящее время проводятся крайне редко, все же желательно, чтобы полевые наблюдения и интерпретация получаемых данных выполнялись грамотно.

Прежде чем начать сердиться, хочу напомнить основные исходные положения, а если хотите аксиомы, классического подхода к интерпретации данных МПВ.

В слоистой среде, характеризуемой скачкообразным увеличением пластовых скоростей с глубиной, при проведении сейсмических работ генерируются преломленные (головные) волны.
Нагоняющие годографы преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы параллельны (рис.в).
Время встречных годографов преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы во взаимных точках одинаково (рис.а).
Время То левых и правых ветвей годографов преломленных (головных) волн от одной и той же преломляющей границы над пунктом возбуждения, определяемое с использованием нагоняющих годографов, одинаково (рис.б).
Кажущиеся скорости преломленных волн для реальных сред (за исключением сред с горизонтальными преломляющими границами) не равны граничным.

Мой опыт проведения работ МПВ по системе наблюдений со сравнительно небольшими расстояниями (10-20 км) между пунктами возбуждения колебаний и с использованием больших длин годографов (100-120 км), обеспечившей непрерывное корреляционное прослеживание всех целевых волн по системе встречных и нагоняющих годографов, свидетельствует, что перечисленные выше положения очень хорошо выполняются на практике.

А теперь давайте посмотрим на отдельных характерных примерах, как обстоят дела в настоящее время.

Первая сердитая заметка

Вот пример того, как реализуется первое из перечисленных выше положений.

Использование указанного метода очень удобно: не нужно разделять и отождествлять волны от разных преломляющих границ, определять интервалы их прослеживания и граничные скорости, увязывать оси синфазности во взаимных точках и по временам То и т.д.

Но этот метод справедлив применительно к градиентным средам, т.е. к случаям, когда регистрируются рефрагированные, а не преломленные волны. Однако обоснованием факта наличия такой градиентной среды, которая, кстати, на практике встречается крайне редко, никто не заморачивается.

Вторая сердитая заметка

А вот пример того, как реализуется второе из перечисленных выше положений.

Как отмечалось выше, нагоняющие годографы одноименных преломленных волн всегда параллельны, а в случаях регистрации рефрагированных волн они могут только очень плавно сходиться. На рассматриваемом же рисунке наблюдаются резкие схождения годографов вплоть до их пересечения, а также многочисленные участки с существенно не параллельными годографами. Это однозначно свидетельствует о неправильной корреляции первых вступлений в ряде случаев, что, видимо, связано с плохим качеством сейсмозаписей и, в частности, с сильным ослаблением интенсивности преломленных волн на больших удалениях от источников колебаний.

Результаты автоматической корреляции должны контролироваться и корректироваться, но это, к сожалению, делается не всегда.

Третья сердитая заметка

К сожалению, корректность используемых процедур интерпретации преломленных волн оставляет желать лучшего и в ряде программных продуктов.

- производится сглаживание данных, корректировка значений времени в точках годографов и аппроксимация исходных годографов прямыми линиями, что, особенно последнее, должно приводить к уменьшению точности построений;

- допускается задание значений временных невязок встречных годографов во взаимных точках, причем при этом совсем не рассматриваются невязки во времени То прямых и обратных годографов с одних и тех же пунктов возбуждения колебаний, и процедура разбрасывания невязок отсутствует;

- допускается расчет граничной скорости путем линейной аппроксимации годографов в скользящем окне методом наименьших квадратов, правда предусмотрено ее определение и по разностному годографу.

Блок обработки и интерпретации данных КМПВ в системе RadExPro, предназначенной для комплексной обработки данных наземной, речной и морской сейсморазведки, страдает во многом аналогичными недостатками.

Здесь также не предусмотрено выделение, разделение и отождествление преломленных волн с учетом параллельности нагоняющих годографов одноименных волн и равенства значений времен их встречных годографов во взаимных точках и значений То прямых и обратных годографов над пунктами возбуждения колебаний и отсутствует процедура разбрасывания невязок значений времени в указанных точках.

Конечно, получение достоверных результатов при проведении работ МПВ не ограничивается только правильной интерпретацией получаемых данных, но во многом определяется используемой системой наблюдений, которая по возможности должна обеспечивать непрерывное прослеживание по профилю целевых преломленных волн по системе встречных и нагоняющих годографов, и качеством первичных сейсмических материалов.

Читайте также: