RU2107310C1 - Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов - Google Patents

Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов Download PDF

Info

Publication number
RU2107310C1
RU2107310C1 RU97101683/25A RU97101683A RU2107310C1 RU 2107310 C1 RU2107310 C1 RU 2107310C1 RU 97101683/25 A RU97101683/25 A RU 97101683/25A RU 97101683 A RU97101683 A RU 97101683A RU 2107310 C1 RU2107310 C1 RU 2107310C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seismic
depth
charge
wave
zms
Prior art date
Application number
RU97101683/25A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97101683A (ru
Inventor
И.А. Кобылкин
Б.А. Ужакин
Б.М. Колосов
Г.Н. Андреев
ков Н.М. Худ
Н.М. Худяков
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Запприкаспийгеофизика"
Кобылкин Игорь Алексеевич
Ужакин Борис Александрович
Колосов Борис Михайлович
Андреев Георгий Николаевич
Худяков Николай Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Запприкаспийгеофизика", Кобылкин Игорь Алексеевич, Ужакин Борис Александрович, Колосов Борис Михайлович, Андреев Георгий Николаевич, Худяков Николай Михайлович filed Critical Акционерное общество открытого типа "Запприкаспийгеофизика"
Priority to RU97101683/25A priority Critical patent/RU2107310C1/ru
Publication of RU97101683A publication Critical patent/RU97101683A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2107310C1 publication Critical patent/RU2107310C1/ru

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относится к геофизике, к сейсмическим методам разведки полезных ископаемых. Сущность способа заключается в том, что перед началом профильных наблюдений на исследуемой площади по имеющимся геолого-геофизическим данным определяют условия залегания пород в зоне и ниже зоны малых скоростей (ЗМС). Затем на этапе предварительных сейсморазведочных работ определяют минимальную массу заряда и глубину его погружения ниже ЗМС, обеспечивающие при взрыве формирование информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной волны и с интенсивностью, достаточной для выделения полезных волн на фоне нерегулярных волн-помех. При выбранных параметрах возбуждения проводят основные сейсморазведочные работы. При этом на этапе основных сейсморазведочных работ максимальное расстояние взрыв-прибор Xmax выбирают из соотношения:
Figure 00000001
где Z - глубина до целевого отражающего горизонта, N = fврс / fсчс - коэффициент увеличения преобладающей частоты информационного сейсмического сигнала, fврс - преобладающая частота при высокоразрешающей сейсморазведке, fсчс - преобладающая частота при среднечастотной сейсморазведке. Расстояние между центрами групп сейсмоприемников, которое не должно превышать волновое число Найквиста, выбирают из соотношения Δx≤λmin/2≤π/χ где χ - волновое число Найквиста, λmin - минимальная длина волны информационного сейсмического сигнала, Δx - расстояние между центрами групп сейсмоприемников. Запись зарегистрированного сейсмического сигнала на сейсмических станциях осуществляют с шагом квантования Δt , выбираемым из соотношения Δt≤1/fmax , где fmax - максимальная ширина спектра полезной волны. 4 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к геофизике, к сейсмическим методам разведки полезных ископаемых, в частности нефти, газа и угля, и предназначен для получения сейсмической записи наибольшего разрешения, с помощью которой можно более детально изучить строение геологической среды.
Известны методы высокоразрешающей сейсмической разведки на суше и на море с помощью различных видов источников сейсмических колебаний [1,2]. Недостатками этих методов являются недостаточная разрешенность получаемых записей, а также технологическая трудоемкость проведения работ.
Наиболее близким способом к предложенному изобретению является способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (МОГТ) с использованием взрыва зарядов [3]. В этом способе на исследуемой площади по имеющимся геолого-геофизическим данным определяют условия залегания пород в зоне и ниже зоны малых скоростей (ЗМС), проводят предварительные сейсморазведочные работы для выбора оптимальных условий возбуждения и приема сейсмических колебаний и при выбранных условиях проводят основные сейсморазведочные работы. Недостатком известного способа является технологическая трудоемкость, так как возбуждение сейсмических колебаний проводится двумя типами источников: зарядом взрывчатого вещества и электроискровым источником, и в несколько этапов, а также недостаточная разрешенность полученных записей.
Технический результат изобретения заключается в создании условий, при которых может быть сформирован и использован широкополосный сейсмический сигнал, ширина спектра которого характеризуется величиной 3-5 октав (10-500 Гц), при достаточно равномерном амплитудном спектре, то есть без явно резонансных частот. Сигнал с такими амплитудно-частотными характеристиками обладает малой длительностью и обеспечивает высокое разрешение сейсмической записи в пространственно-временной области. В предложенном изобретении указанной сейсмический сигнал возбуждается с помощью минимизированного заряда и регистрируется при соблюдении определенных условий.
Сущность изобретения заключается в следующем. Перед началом профильных наблюдений на исследуемой площади по имеющимся данным геолого-геофизических исследований определяют условия залегания пород в зоне и ниже зоны малых скоростей (ЗМС). Проводят предварительные сейсморазведочные работы для выбора оптимальных условий возбуждения и приема сейсмических колебаний и при выбранных условиях проводят основные сейсморазведочные работы МОГТ.
Изобретение отличается тем, что на этапе предварительных сейсморазведочных работ определяют минимальную массу заряда с высокой скоростью детонации, обеспечивающую при взрыве формирование информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной волны и с интенсивностью, достаточной для выделения полезных волн на фоне нерегулярных волн-помех, путем подрыва в скважинах одиночных зарядов с нарастающим тротиловым эквивалентом от 1 до 1000 г на начальной глубине под ЗМС, равной 1/8-1/4 преобладающего значения кажущейся длины полезной волны, регистрации сейсмического сигнала позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров и анализа полученных сейсмограмм. После этого определяют глубину погружения заряда ниже ЗМС, обеспечивающую стабильность формы информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной волны и выделение его на фоне нерегулярных волн-помех путем подрыва заряда предварительно выбранной массы на удалениях ±(0,5-3) м от начальной глубины погружения заряда в по крайней мере одной скважине с последующей регистрацией позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров информационного сейсмического сигнала и его анализом. При этом на этапе основных сейсморазведочных работ максимальное расстояние взрыв-прибор Хmax выбирают из соотношения
Figure 00000003

где Z - глубина до целевого отражающего горизонта,
N = fврс/fсчс - коэффициент увеличения преобладающей частоты информационного сейсмического сигнала,
fврс - преобладающая частота при высокоразрешающей сейсморазведке,
fсчс - преобладающая частота при среднечастотной сейсморазведке.
Расстояние между центрами групп сейсмоприемников, которое не должно превышать волновое число Найквиста, выбирают из соотношения
ΔX≤λmin/2≤π/χ
где χ - волновое число Найквиста,
λmin - минимальная длина волны информационного сейсмического сигнала,
ΔX - расстояние между центрами групп сейсмоприемников.
Запись зарегистрированного сейсмического сигнала на сейсмических станциях осуществляют с шагом квантования Δt, выбираемым из соотношения
Δt≤1/fmax
где fmax - максимальная ширина спектра полезной волны.
База групп сейсмоприемников сводится к минимуму.
Изобретение отличается также тем, что при подборе минимальной массы заряда в качестве одиночных зарядов используют от 1 до 20 электродетонаторов.
Изобретение отличается тем, что при подборе минимальной массы заряда подрывают одиночные заряды массой взрывчатого вещества от 20 до 1000 г.
Изобретение отличается тем, что при уточнении глубины погружения заряда контролируют форму прямой волны по записи одиночного сейсмоприемника, погруженного в соседнюю со взрывной скважину на глубину Δh, определяемую из условия
Δh≥hзмс+λ,
где hзмс - мощность ЗМС,
λ - преобладающее значение кажущейся длины полезной волны.
Изобретение отличается также тем, что используют одиночные заряда со скоростью детонации более 5,5 км/с.
Способ осуществляется следующим образом.
Перед началом основных сейсморазведочных работ по данным технического нивелирования, микросейсмокаротажа с привлечением при возможности данных радиоактивного или электрического каротажа изучают геофизические характеристики и прослеживают условия залегания пород в зоне и ниже ЗМС. По этим сведениям определяют начальную глубину заложения заряда под ЗМС, которая должна быть глубже подошвы ЗМС на величину 1/8-1/4 преобладающей длины полезной волны. В этом случае длительность информационного сейсмического сигнала будет наименьшей.
Затем проводят исследования, направленные на выбор веса минимизированного заряда и оптимальной глубины взрыва. Для этого на начальной глубине осуществляют серию взрывов одиночных зарядов, имеющих компактную форму с малыми линейными размерами и высокую скорость детонации взрывчатых веществ, с нарастающими массами с различными тротиловыми эквивалентами, например, от 20 до 1000 г или от 1 до 20 детонаторов. Регистрация осуществляется позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров и в результате анализа полученных записей выбирается наименьший (минимизированный) по массе заряд, обеспечивающий при взрыве формирование информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной полны и с интенсивностью, достаточной для выделения полезных волн на фоне нерегулярных помех.
После подбора веса заряда следует уточнить глубину погружения заряда ниже ЗМС путем прострела взрывной скважины предварительно выбранным минимизированным зарядом на небольших удалениях ±(0,5-3 м) от начальной глубины. Регистрация осуществляется позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров, и по результатам обработки полученных записей с учетом вышеуказанных условий определяется глубина погружения заряда. При этом следует учитывать также, что форма прямой волны должна быть наиболее простой. При необходимости форму импульса прямой волны можно контролировать по записи одиночного сейсмоприемника, помещенного в соседнюю с взрывной скважину на глубину
Δh≥hзмс+λ,
где hзмс - мощность ЗМС,
λ - преобладающее значение кажущейся длины полезной волны.
При сложном строении верхней части разреза, как и при изменчивых поверхностных условиях, вышеописанные предварительные опытные исследования повторяются в нескольких характерных точках профиля или площади сейсморазведочных работ.
При проведении основных работ по предложенному в изобретении способу высокоразрешающей сейсмической разведки МОГТ используются известные, например в среднечастотной сейсморазведке МОГТ, подходы формирования интерференционных систем. Однако учитывая, что на вход регистрирующей системы поступает широкополосный сигнал, методика формирования интерференционных регистрирующих систем дополнена следующими необходимыми условиями.
Максимальное удаление взрыв-прибор определяется из условия
Figure 00000004

где Z - глубина до целевого отражающего горизонта,
N = fврс/fсчс - коэффициент увеличения преобладающей частоты информационного сейсмического сигнала,
fврс - преобладающая частота при высокоразрешающей сейсморазведке,
fсчс - преобладающая частота при среднечастотной сейсморазведке.
Расстояние взрыв - прибор в предложенном изобретении меньше расстояния взрыв - прибор, используемого при проведении сейсморазведки МОГТ по известной технологии в
Figure 00000005
раз. Уменьшение расстояния взрыв - прибор стало возможным, потому что при уменьшении длительности сейсмического сигнала, характерного для предложенного в изобретении способа высокоразрешающей сейсмической разведки, возрастает эффективность системы МОГТ при подавлении кратных волн. Следовательно, необходимая степень ослабления кратных волн может быть достигнута при меньших Хmax. Уменьшение расстояния взрыв - прибор дает возможность снизить эффект поглощения горными породами высокочастотных составляющих спектра за счет уменьшения пути пробега отраженных волн к дальним от пункта возбуждения регистрирующим каналам, эффект рефракции на этих же удалениях и рассеяние на неоднородностях горных пород.
Регистрацию сейсмических колебаний на профилях осуществляют с помощью электродинамических сейсмоприемников, например, СВ-10 и СВ-20 или акселерометров.
Расстояние между центрами групп сейсмоприемников в интерференционных регистрирующих системах не должно превышать волновое число Найквиста и определяется из соотношения
ΔX≤λmin/2≤π/χ
где χ - волновое число Найквиста,
λmin - минимальная длина волны информационного сейсмического сигнала,
ΔX - расстояние между центрами групп сейсмоприемников.
Указанные условия необходимы для уменьшения помех с зеркальной пространственной частотой от низко- и среднескоростных волн-помех.
Запись зарегистрированной сейсмической информации осуществляют на цифровых сейсморазведочных станциях, например, Прогресс-96 с шагом квантования, определяемым из соотношения
Δt≤1/fmax
где fmax - максимальная ширина спектра полезной волны.
Пример. Определение минимальной массы заряда.
Начальная глубина погружения заряда расположена ниже подошвы ЗМС на 1/8•λ, где λ - преобладающая длина полезной волны. Мощность ЗМС в точке проведения эксперимента равна 14 м,а
λ = 1/fвpc•V = 1/80Гц•2500 м/с ≈ 31 м.
Тогда начальная глубина определяется величиной 18 м. Оптимальным зарядом в данном случае является взрыв массой 23 г.
Оптимальная глубина погружения заряда определяется путем равномерного (с шагом 1 м) прострела скважины зарядом 23 г в интервале 15-21 м. Из опыта следует, что искомой является величина 18 м.
Определяем fврс = 80 Гц и fсчс = 30 Гц.
Коэффициент увеличения преобладающей частоты равен N = 80/30 = 2,6. Максимальное расстояние взрыв - прибор для глубин 2 км при среднечастотной сейсморазведке равно
Хmax = 0,9•2 = 1,8 км
Максимальное расстояние при высокоразрешающей сейсморазведке равно
Figure 00000006

Преобладающая длина волны информационного сигнала при V = 2500 м/с равна λврс= 1/180Гц•V = 31 м. Расстояние между каналами (центрами групп) равно ΔX≤λ/2≤15,0 м. Шаг квантования для максимального сигнала с fmax = 250 Гц равен
Figure 00000007

Глубина погружения контрольного сейсмоприемника при преобладающем значении кажущейся длины полезной волны
λврос= 31м равно Δh = hзмсврс= 14+31 = 45 мм

Claims (5)

1. Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (МОГТ) с использованием взрыва зарядов, заключающийся в том, что перед началом профильных наблюдений на исследуемой площади по имеющимся геолого-геофизическим данным определяют условия залегания пород в зоне и ниже зоны малых скоростей (ЗМС), проводят предварительные сейсморазведочные работы для выбора оптимальных условий возбуждения и приема сейсмических колебаний и при выбранных условиях проводят основные сейсморазведочные работы МОГТ, отличающийся тем, что на этапе предварительных сейсморазведочных работ определяют минимальную массу заряда с высокой скоростью детонации, обеспечивающую при взрыве формирование информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной волны и с интенсивностью, достаточной для выделения полезных волн на фоне нерегулярных волн-помех, путем подрыва в скважинах одиночных зарядов с нарастающим тротиловым эквивалентом 1 - 1000 г на начальной глубине под ЗМС, равной 1/8 - 1/4 преобладающего значения кажущейся длины полезной волны, регистрации сейсмического сигнала позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров и анализа полученных сейсмограмм, после чего определяют глубину погружения заряда ниже ЗМС, обеспечивающую стабильность формы информационного сейсмического сигнала с минимально возможной длиной полезной волны и выделение его на фоне нерегулярных волн-помех, путем подрыва заряда предварительно выбранной массы на удалениях 0,5 - 3,0 м от начальной глубины погружения заряда в по крайней мере одной скважине с последующей регистрацией позиционной расстановкой сейсмоприемников и/или акселерометров информационного сейсмического сигнала и его анализом, при этом при проведении основных сейсморазведочных работ максимальное расстояние взрыв-прибор xmax выбирают из соотношения
Figure 00000008
,
где z - глубина до целевого отражающего горизонта,
N = fВРС/fСЧС - коэффициент увеличения преобладающей частоты информационного сейсмического сигнала,
fВРС - преобладающая частота при высокоразрешающей сейсморазведке,
fСЧЧ - преобладающая частота при среднечастотной сейсморазведке, расстояние между центрами групп сейсмоприемников, которое не должно превышать волновое число Найквиста, выбирают из соотношения
Δx ≤ λmin/2≤π/χ ,
где χ - волновое число Найквиста,
λmin - минимальная длина волны информационного сейсмического сигнала,
Δx - расстояние между центрами групп сейсмоприемников,
запись зарегистрированного сейсмического сигнала на сейсмических станциях осуществляют с шагом квантования Δt, выбираемым из соотношения
Δt ≤ 1/fmax,
где fmax - максимальная ширина спектра полезной волны.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подборе минимальной массы заряда в качестве одиночных зарядов используют 1 - 20 детонаторов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подборе минимальной массы заряда подрывают одиночные заряды взрывчатого вещества массой 20 - 1000 г.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при уточнении глубины погружения заряда контролируют форму прямой волны по записи одиночного сейсмоприемника, погруженного в соседнюю со взрывной скважину на глубину определяемую из условия
Δh ≥ hЗМС+λ,
где hЗМС - мощность ЗМС,
λ - преобладающее значение кажущейся длины полезной волны.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют одиночные заряды со скоростью детонации более 5,5 км/с.
RU97101683/25A 1997-02-06 1997-02-06 Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов RU2107310C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97101683/25A RU2107310C1 (ru) 1997-02-06 1997-02-06 Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97101683/25A RU2107310C1 (ru) 1997-02-06 1997-02-06 Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97101683A RU97101683A (ru) 1997-08-27
RU2107310C1 true RU2107310C1 (ru) 1998-03-20

Family

ID=20189627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97101683/25A RU2107310C1 (ru) 1997-02-06 1997-02-06 Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2107310C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542635C2 (ru) * 2013-07-09 2015-02-20 Виктор Алексеевич Шумилов Способ сейсмической разведки
CN105425281A (zh) * 2016-01-19 2016-03-23 北京理工大学 分布式***震源激发参数确定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. К.Уотерс. Отражательная сейсмология. - М.: Мир, 1981, с.423-433. 2. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542635C2 (ru) * 2013-07-09 2015-02-20 Виктор Алексеевич Шумилов Способ сейсмической разведки
CN105425281A (zh) * 2016-01-19 2016-03-23 北京理工大学 分布式***震源激发参数确定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3812457A (en) Seismic exploration method
Miller et al. Field comparison of shallow seismic sources near Chino, California
Blair Seismic radiation from an explosive column
US4486864A (en) Method for marine seismic exploration
Smith High-frequency seismic observations and models of chemical explosions: implications for the discrimination of ripple-fired mining blasts
US3326320A (en) Seismic surveying with an impulse pattern consisting of positive and negative impulses
Bühnemann et al. Comparison of high-frequency seismic sources at the Grimsel test site, central Alps, Switzerland
US2992694A (en) Time delayed directional seismograph
RU2107310C1 (ru) Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки (могт) с использованием взрыва зарядов
Jarchow et al. Are large explosive sources applicable to resource exploration?
US6152256A (en) Method for controlling seismic vibrator ground forces
US2908342A (en) Method of geophysical exploration
US4217571A (en) Stutter seismic source
JP7030502B2 (ja) 岩盤評価方法
Ohta et al. S-wave velocity measurements in deep soil deposit and bedrock by means of an elaborated down-hole method
US2757750A (en) Apparatus for generating seismic waves
Steeples et al. Reflections from 25 ft or less
US3048235A (en) Geophysical exploration
US1978668A (en) Method of determining geological structure
Chen et al. Experimental studies on downhole seismic sources
US3365020A (en) Method for reducing seismic surface waves by sequential activation of explosive sources
US5907132A (en) Apparatus and method for illuminating 3-D geologic targets with P and S wavefields generated by explosives that generate directionally controlled force vectors
RU97101683A (ru) Способ высокоразрешающей сейсмической разведки методом общей глубинной точки с использованием взрыва зарядов
US3050148A (en) Geophysical exploration
US3592286A (en) Method of seismic prospecting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050207

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20070410

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080207

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110227

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20110210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120207