Seismické

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 31. ledna 2021; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Seismický průzkum je úsek průzkumné geofyziky založený na zaznamenávání uměle vybuzených elastických vln a získávání užitečných geologických a geofyzikálních informací z nich [1] . Vznikl na počátku 20. let 20. století [1] . Pomocí seismického průzkumu se studuje hlubinná stavba Země [1] , rozlišují se ložiska nerostů (hlavně ropy a plynu) [1] , řeší se problémy hydrogeologie a inženýrské geologie a provádí se seismické mikrozónování. Seismický průzkum se vyznačuje vysokým rozlišením, vyrobitelností a velkým množstvím přijatých informací.

Obecné informace

Seismické metody jsou založeny na buzení pružných vln pomocí technického zařízení nebo soustavy zařízení - zdroje . Zdroj vytváří přetlak v horninovém masivu , který je po určitou dobu kompenzován médiem. V procesu kompenzace vytvářejí vázané částice hornin periodické oscilace přenášené hluboko do země pružnými vlnami . Nejdůležitější vlastností vlny je její rychlost , která závisí na litologickém složení, stavu hornin (rozlomení, zvětrávání atd.), stáří , hloubce výskytu.

Šíří se v objemu hornin, elastické vlny dopadají na hranice vrstev s různými elastickými vlastnostmi, mění směr, úhly paprsků a amplitudu, vznikají nové vlny. Na dráze vln jsou umístěny přijímací body , kde jsou pomocí seismických přijímačů přijímány vibrace částic a převáděny na elektrický signál.

Přijímací body sloužící k registraci vlnění z jednoho bodu buzení (zdroje) tvoří uspořádání [2] . V závislosti na rozměru seismického průzkumu jsou pole ve formě přímky ( 2D seismická ) nebo bloku paralelních přijímacích linií ( 3D seismická ) [3] . Grafy zaznamenaných oscilací (stop) jsou seskupeny do seismogramů a analyzovány za účelem zjištění vlastností vln.

Z přijatých seismogramů jsou získávány geologické a geofyzikální informace o seismogeologických hranicích . Seismický průzkum je nejúčinnější při studiu sedimentárního krytu starověkých platforem , protože jeho horizontálně vrstvenou strukturu lze nejsnáze nalézt ze seismických dat. S rostoucím sklonem cílových geologických hranic klesá spolehlivost informací získaných seismickým průzkumem.

Buzení elastických vln

K vybuzení kmitů se využívají výbuchy náplní TNT v mělkých vrtech (10-20 m) a také dlouhodobý (vibrace) nebo krátký (puls) dopad na horniny. Výbušné zdroje se vyznačují největší silou a kompaktností, přičemž vyžadují nákladné přípravné a likvidační práce a také způsobují velké škody na životním prostředí. V letech 1956-88 byly v SSSR a Indii využity „mírové“ podzemní jaderné výbuchy [4] [5] pro účely hlubinného seismického sondování zemské kůry a svrchního pláště [6] .

Nevýbušné zdroje jsou mnohem slabší, ale lze je použít opakovaně na stejném místě, jsou lépe ovladatelné a jsou také bezpečnější pro člověka a životní prostředí.

Zdroj budí dva typy nezávislých seismických vln - podélné a příčné . Podélné vlny jsou spojeny s oscilacemi směrovanými podél vlnového paprsku as příčnými vlnami - napříč.

Přímá vlna je podélná nebo příčná vlna šířící se přímo od zdroje k bodu pozorování. Podélné vlny se vyznačují vysokou rychlostí, dorazí do libovolného bodu média dříve než vlny příčné a šíří se téměř v jakékoli látce.

Střední model a vlnové pole

Horniny se vyznačují různou rychlostí šíření elastických vln. Parametr rychlosti je určen elastickými konstantami a hustotou horniny a ty zase závisí na minerálním složení, pórovitosti, lomu a hloubce [7] [8] [9] .

Hodnotou rychlosti pružné vlny je geologický řez rozdělen na relativně homogenní vrstvy hornin, na jejichž hranicích se rychlost prudce mění. Hranice regionů s různými fyzikálními vlastnostmi se zpravidla shodují s geologickými hranicemi , což se používá při interpretaci seismických dat.

Přítomnost ostrých rozhraní mezi vrstvami vede ke vzniku sekundárních vln – odražených, přenášených a lomených. Intenzita sekundárních vln závisí na hraničním kontrastu z hlediska elastických vlastností. Čím složitější je struktura studovaného geologického prostředí, tím více vln se tvoří na jeho rozhraních. Všechny dohromady tvoří sekundární vlnové pole – předmět měření při seismickém průzkumu.Pokud sekundární vlny obsahují informace o geologických hranicích cíle a jsou úspěšně zaznamenány na povrchu země nebo ve vrtu, pak se nazývají užitečné. Podle druhu užitečných vln rozlišovaných při seismickém průzkumu se rozlišují metody odražených a lomených vln.

Příjem vibrací

Hlavním měřícím zařízením při seismickém průzkumu je seismický přijímač , který převádí mechanické kmity elastických vln na elektrický proud střídavého napětí. Když se částice horniny pohybují v blízkosti tělesa přijímače, vznikají v něm elektrické impulsy, které se následně ukládají na časovou osu. Výsledné závislosti se nazývají oscilační grafy nebo seismické stopy.

Seismické stopy jsou kombinovány do seismogramů - primárního terénního materiálu seismického průzkumu. Signály z přijímačů jsou předzpracovány – zesilují, filtrují nežádoucí výkyvy a převádějí do digitální podoby. Prostřednictvím nezávislých informačních kanálů jsou data z pozorovacích bodů odesílána do jediného centra - seismické stanice, kde jsou prezentována ve formě vhodné pro operátora.

Seismická stanice je jednotný informačně-měřící komplex určený ke kombinaci dat ze seismických přijímačů, jejich předběžnému zpracování, vizuální analýze a ukládání do paměťového zařízení.

Pozorovací systémy

Pro efektivní sledování cílových seismogeologických hranic se používají typické metody nastavení a pohybu bodů buzení a příjmu vibrací - pozorovací systémy. Typický pozorovací systém je excitační bod, ze kterého jsou zaznamenávány elastické vlny uspořádáním sestávajícím ze 100–300 přijímacích bodů – kanálů seismických stanic. Bod buzení je obvykle umístěn ve středu uspořádání přijímače a pro získání nového seismogramu se pohybuje na vzdálenost 25-50 m. Interval mezi body příjmu je rovněž volen 25-50 metrů. Parametry rozteče se při pohybu po profilu nemění pro usnadnění dalšího automatizovaného zpracování dat.Popsaný pozorovací systém umožňuje identifikovat hranice cíle s dostatečnou spolehlivostí, což je zajištěno redundancí přijímaných informací. Například při použití 240 přijímacích bodů v rozpětí může počet seismických stop na jeden bod hranice dosáhnout 120. Správná volba pozorovacího systému umožňuje získat potřebné informace o struktuře části území. geologické prostředí zájmu bez dalších nákladů.

Zpracování a interpretace

Seismogramy získané během terénních prací obsahují významný podíl nežádoucích interferenčních vln a rušivých vibrací a užitečné vlny jsou pro interpretaci nepohodlné. Primární seismogramy jsou proto zpracovávány pomocí nejmodernější výpočetní techniky. V důsledku provádění zpracovatelských postupů jsou seismogramy převedeny na časový nebo hloubkový řez - materiál pro geologickou interpretaci. Podle známých znaků se v získaných úsecích rozlišují anomální oblasti, s nimiž jsou spojeny akumulace minerálů.

Metody seismického průzkumu

Metody seismického průzkumu se liší v typu použitých užitečných vln, ve fázi průzkumného procesu, v úkolech k řešení, ve způsobu získávání dat, v rozměrech, v druhu zdroje kmitů a ve frekvenci kmitů. cílových vln.

Používané typy vln jsou:

Metoda odražených vln (ROW)

Na základě výběru vln jednotlivě odražených od cílové geologické hranice. Nejoblíbenější metoda seismického průzkumu [10] , která umožňuje studovat geologický řez s detailem až 0,5 % hloubky hranice, používá se v kombinaci s technikou vícenásobného překrytí, při které je zaznamenáváno velké množství seismických stop pro každý bod hranice. Nadbytečné informace se sčítají na základě společného středního nebo hlubokého bodu (CMP nebo CDP). Metoda společného hloubkového bodu výrazně rozšiřuje možnosti SRM a používá se ve většině seismických průzkumů.

Metoda lomených vln (REW)

Zaměřuje se na lomené vlny, které vznikají, když vlna dopadá na rozhraní dvou vrstev pod určitým úhlem. V tomto případě se vytvoří posuvná vlna, která se šíří rychlostí podkladového útvaru. RPW se používá pouze pro řešení speciálních problémů kvůli značným omezením metody.

Vertikální seismické profilování (VSP)

Klasifikace

Etapy seismického průzkumu

Pokyny

Odrůdy

Podle způsobu získávání dat
  • Pozemní seismický průzkum;
  • Vodní seismický průzkum (moře, řeky, jezera a bažiny, výzkum v tranzitní zóně);
  • Vrtový seismický průzkum [12] ;
  • Petrofyzika ;
Podle rozměru
  • 1D - zdroj a přijímač jsou kombinovány;
  • 2D - zdroj a přijímač jsou na stejné přímce;
  • 3D - přijímače jsou uspořádány v ploše /
Podle typu zdroje
  • explozivní;
  • vibrace;
  • nevýbušný impulsní seismický průzkum.
Podle vlnové frekvence
  • nízká frekvence (1-10 Hz);
  • střední frekvence (10-100 Hz);
  • vysoká frekvence (>100 Hz);

Nevýhody

  1. Negativní dopady a škody způsobené ekosystému studovaných oblastí (flóra a fauna) - zůstávají kontroverzní, nebyly studovány
  2. Nízká použitelnost v náročných terénech
  3. Dříve byla zjištěna nízká účinnost v oblastech se solnými horizonty, ale moderní metody průzkumu a zpracování mohou účinnost zlepšit.
  4. Neschopnost určit kvalitu ložiska v identifikovaných strukturách. Je vyžadováno další zpracování: inverze a rozklad.

Pozoruhodní seismičtí vědci

Viz také

Odkazy

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 Ilja Isidorovič Gurvič. Seismický průzkum . - Paní. vědecké a technické nakladatelství literatury o geologii a ochraně nerostných surovin, 1.1.1954. — 354 s. Archivováno 3. ledna 2017 na Wayback Machine
  2. ↑ Vladimir Vasiljevič Palagin, Alexandr Jakovlevič Popov, Petr Isaakovič Dik. Seismický průzkum malých hloubek . - Nedra, 1989. - 224 s. Archivováno 29. září 2018 na Wayback Machine
  3. ↑ Robert Michajlovič Bembel. Objemová seismická s vysokým rozlišením . - Věda. Sib. oddělení, 1991-01-01. — 154 str. Archivováno 3. ledna 2017 na Wayback Machine
  4. ↑ VÝBUŠNÉ PRÁCE . Získáno 4. prosince 2017. Archivováno z originálu 5. prosince 2017.
  5. ↑ Barmasov Alexandr Viktorovič. Kurz obecné fyziky pro uživatele přírody. Vibrace a vlny . - BHV-Petersburg, 2009. - 245 s. — ISBN 9785941577309 . Archivováno 5. prosince 2017 na Wayback Machine
  6. ↑ [ http://www.iki.rssi.ru/earth/articles06/vol2-225-241.pdf Kamuflážní exploze jako důvod vzniku struktur indikujících oblasti nesoucí diamanty (na základě vzdálených a geofyzikálních metod)] . Získáno 4. prosince 2017. Archivováno z originálu 7. ledna 2022.
  7. ↑ A. K. Urupov. Studium rychlostí při seismickém průzkumu . — Ripol Classic, 2013-02. — 225 str. — ISBN 9785458533362 . Archivováno 16. února 2019 na Wayback Machine
  8. ↑ E. Sianisjan, V. Pychalov, V. Kudinov. Petrofyzikální základy těžby studní . — Litry, 2019-01-03. — 126 s. — ISBN 9785041266523 . Archivováno 16. února 2019 na Wayback Machine
  9. ↑ Pokyny pro stanovení napjatosti hornin v poli pomocí ultrazvukové metody . - 1970. - 88 s. Archivováno 16. února 2019 na Wayback Machine
  10. ↑ Alexandr Nikolajevič Telegin. Seismický průzkum ložisek ropy a plynu na Sachalinu . - Vědecké centrum Dálného východu Akademie věd SSSR, 1986-01-01. — 206 s. Archivováno 3. ledna 2017 na Wayback Machine
  11. ↑ Vladimir Vasiljevič Palagin, Alexandr Jakovlevič Popov, Petr Isaakovič Dik. Seismický průzkum malých hloubek . - Nedra, 1. 1. 1989. — 224 s. Archivováno 3. ledna 2017 na Wayback Machine
  12. ↑ Nikolaj Nikitovič Puzyrev, Ústav geologie a geofyziky (Akademie věd SSSR), Sibiřská geofyzikální expedice (Sovětský svaz), NPO Neftegeofizika (Sovětský svaz). Vícevlnný seismický průzkum: výtahy ze zpráv z konference All-Union, 3.-6. září 1985, Novosibirsk . - Ústav geologie a geofyziky, Sibiřská pobočka Akademie věd SSSR, 1.1.1985. — 154 str. Archivováno 3. ledna 2017 na Wayback Machine
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie