Однако практика показала, что при нарушении этого условия ничего страшного не происходит, результативные разрезы имеют привычный вид. То, что при этом нарушается теоретическое обоснование метода, что суммируются уже не отражения от одной точки, а от площадки, тем большей, чем больше угол наклона горизонта, никого не волновало, ведь оценка качества и достоверности разреза была уже не точной, количественной, а приблизительной, качественной. Получается непрерывная ось синфазности, значит, все в порядке.

Поскольку каждая трасса результата -- сумма некоторого набора каналов, а оценка качества результата производится по стабильности формы фазы, достаточно иметь стабильный набор наиболее сильных составляющих этой суммы, независимо от природы этих составляющих. Так, суммируя одни низкоскоростные помехи, мы получим вполне приличный разрез, примерно горизонтально-слоистый, богатый динамически. Конечно, он не будет иметь ничего общего с реальным геологическим разрезом, но вполне будет соответствовать требованиям к результату -- устойчивости и протяженности фаз синфазности. В практической работе всегда в сумму попадает некоторое количество таких помех, и, как правило, амплитуда этих помех намного превышает амплитуду отраженных волн.

Рассмотрим конкретные примеры применения МОГТ (Рис. 8, Рис. 9)

сейсморазведка геологический задача

Рис. 8. Фрагмент временного разреза ОГТ по профилю через борт погребенной палеодолины, Латвия

Рис. 8. Фрагмент временного разреза ОГТ по профилю через погребенную палеодолину в окрестностях Плявиньской ГЭС, Латвия

3.6 Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)

Вертикальное сейсмическое профилирование - метод околоскважинных и межскважинных исследований, в котором сейсмоприемники, а иногда и источники располагаются в скважине. ВСП обеспечивает надёжность привязки выделенных на поверхностных сейсмограммах волн к конкретным отражающим и преломляющим границам, а также позволяет исследовать околоскважинное и межскважинное пространство на значительно больших расстояниях, чем у собственно скважинных исследований.

По расположению сейсмоприемника различают:

· прямое ВСП - сейсмоприемники (один или несколько) располагают в скважинах, а источник колебаний - на поверхности (Рис. 9);

· обращенное ВСП - сейсмоприемник находится на земной поверхности, а взрывы осуществляются в скважине;

· комбинированное ВСП - сейсмоприемники могут быть и в скважине, и на земной поверхности (Рис. 10).

Каждая из этих разновидностей позволяет решать разные геологические задачи. Например, прямое ВСП - разделение объёма на слои, комбинированное - выделение отдельных включений в массах горных пород.

Рис. 9. Прямое ВСП

Рис.10. Комбинированное ВСП

3.7 Задачи сейсмологии

Всю сейсмологию можно разделить на две группы: очаговая сейсмология и структурная. Первая в основном занимается землетрясениями: их происхождением, определением координат и времени очага, величиной землетрясения, механизмом очага и т. д. Главной и определяющей проблемой структурной сейсмологии является решение обратной задачи - изучение распределения сейсмических параметров в среде по данным анализа волновых полей.

Обратные задачи в большинстве случаев относятся к типу так называемых некорректных задач, когда не гарантируется точное решение без заранее обусловленных предположений. Некорректность обратных задач связана с ограничениями физического и метрологического порядка. Суть этих ограничений заключается в следующем.

Геологические среды представляют собой очень сложные преобразования, характеризуемые множеством параметров. Если, например, с позиции сейсмологии рассматривать только распределение скоростей продольных волн в слоисто-непрерывной осадочной толще сравнительно небольшого объёма, то для этого потребовалось бы определить многие тысячи значений. Ограничение с физической стороны связано с конечностью используемых длин волн (). В физике колебательных процессов доказывается, что объект любых размеров при любой точности измерений можно обнаружить достоверно только тогда, когда его линейные размеры превышают величину зоны Френеля.

Вторая причина некорректности обратной задачи - наличие погрешностей в измерении волновых параметров: времени распространения, амплитуд, а также производных величин.

В связи с указанными ограничениями решение обратных задач в структурной сейсмологии возможно только в рамках определённых моделей. Выбор моделей, дающих возможность обеспечить наиболее полное извлечение информации, представляет собой весьма непростую задачу.

Существует два основных способа решения обратных задач. В первом из них - способе обращения - аналитически решается прямая задача в рамках заданной обобщённой модели. Затем получают систему уравнений, решение которых позволяет определить эффективные параметры среды.

Второй способ - способ подбора - также базируется на решении прямой задачи, но в рамках более широкого класса моделей. Таким образом, прежде всего определяют класс вероятных моделей. Вслед за этим находят первое приближение для конкретной модели. Решая для неё прямую задачу, осуществляют сравнение теоретически рассчитанных и наблюдаемых зависимостей. По характеру несовпадения корректируется предыдущая модель, а затем снова решается прямая задача. Итерационный вопрос обсуждается до тех пор, пока не будет достигнуто согласие в рамках ошибок наблюдений.

При изучении глубинных оболочек Земли и других планет естественно принимается во внимание их квазисферичность. Сжатие Земли вдоль оси вращения из-за его малости (эксцентриситет равен 1/273) обычно не принимается во внимание. Правдоподобно предположение, что физические параметры, прежде всего скорости распространения волн, должны изменяться в радиальном направлении. Во всяком случае, это относится к глубинным, более стабильным оболочкам, не затронутым активными тектоническими процессами приблизительно в последние полмиллиарда лет.

Такая одномерная постановка задачи традиционна. Однако в последнее время большое внимание уделяется выявлению латеральных изменений скоростей vp и vs в мантии. Это направление получило название сейсмической томографии и основано на просвечивании Земли множеством сейсмических лучей, форма которых в первом приближении считается известной для стандартной Земли. (Пузырёв Н. Н. Методы сейсмических исследований. - Новосибирск, 1992).

Глава 4. Связи с другими научными дисциплинами

Как видно из проведённой работы, сейсмические методы решения геологических задач берут свои истоки из двух огромных разделов науки: физики и геологии. Обработка полученных данных и интерпретация их невозможны без математики. Так как сейсмические методы решения геологических задач являются разделом геофизики, и применяются эти методы очень часто в купе с другими, то можно выделить следующие разделы науки: электроразведка, гравиразведка, магниторазведка. Итак, можно выделить следующие науки, связанные с сейсмическими методами решения геологических задач:

· физика;

· математика;

· геология;

· электроразведка;

· гравиразведка;

· магниторазведка;

· литология;

· тектоника;

· геохимия;

· структурная геология;

· палеонтология;

· стратиграфия;

· седиментология

Глава 5. Исследования, проводимые в институтах геологического профиля новосибирского центра СО РАН и лекционные курсы на ГГФ НГУ по данной теме

«В ИНГГ СО РАН проблемы геологии нефти и газа нефти и газа Западной и Восточной Сибири являются приоритетными на протяжении десятилетий. За эти годы в институте накоплен уникальный комплекс материалов по геологическому строению, стратиграфии, органической геохимии и нефтегазоносности Сибирского региона.

В то же время, направление, посвященное сейсмостратиграфии этих бассейнов, создано относительно недавно в 1998-2000 гг.

За эти годы специалистами института выполнена интерпретация сотен тысяч километров сейсмических профилей, осуществлено построение сейсмогеологических моделей отдельных нефтегазоперспективных комплексов и объектов, разработаны методические приемы оценки качества коллекторов в различных осадочных комплексах, от венда Сибирской платформы до неокома Западной Сибири.

По рекомендациям института, выданным на основании интерпретации сейсмогеологических материалов, в различных регионах Сибири пробурены параметрические и поисково-разведочные скважины, позволившие изучить новые нефтегазоперспективные комплексы, такие как рифей-кембрийский комплекс пород на востоке Западной Сибири, и привели к открытию ряда нефтяных месторождений. Разработанные в ИНГГ СО РАН методические приемы прогноза зон распространения и оценки качества коллекторов и выявления сложнопостроенных залежей углеводородов опубликованы в открытой печати и широко используются в различных геологических организациях.

В то же время, эти исследования часто носили точечный характер и были направлены на построение сейсмогеологических моделей отдельных зон нефтегазонакопления, расположенных в различных частях Сибирского региона.

В настоящее время ИНГГ СО РАН обладает большим количеством временных разрезов, полученных по профилям, отработанным в Западной и Восточной Сибири, анализ которых совместно с материалами по эталонным ключевым месторождениям (в которых залежи углеводородов сконцентрированы в различных осадочных комплексах и типах ловушек) может позволить осуществить построение региональных сейсмогеологических моделей этих регионов и разработать универсальные методики поиска сложнопостроенных нефтегазоперспективных объектов, адоптированных к конкретным нефтегазовым резервуарам.

Несмотря на то, что сейсморазведка в настоящее время является основным методом поиска месторождений нефти и газа, а сейсмостратиграфия получила признание и активно развивается во всем мире, в Сибирском отделении Российской Академии Наук, как и в Академии Наук в целом, системные исследования в этом направлении практически не проводятся. Геофизики-сейсмики, работающие в структуре Академии Наук, ориентированы, главным образом, на решение теоретических задач сейсморазведки.»

Сейсмические методы решения геологических задач - очень эффективное и перспективное направление геофизики.

В Сибирском отделении наук, а в частности в институте Нефтегазовой Геологии и Геофизики (ИНГГ) проводятся работы в данных областях.

С этой целью созданы лаборатории: «Многоволновой сейсморазведки», «Экспериментальной сейсмологии», «Глубинных сейсмических исследований и региональной сейсмичности», «Прямых и обратных задач сейсмики» - на базе отделения геофизики, а также «Сейсмогеологического и математического моделирования природных нефтегазовых систем» на базе отделения геологии нефти и газа. Более того, и в других лабораториях проводятся исследования, так или иначе связанные с сейсмическими методами. (www.ipgg.nsc.ru).

Также огромное количество работ во области сейсморазведки и сейсмологии проводится в Сибирском Научно-Исследовательском Институте Геологии, Геофизики и Минерального Сырья (СНИИГГиМС). В частности, на базе этого института располагается сибирский центр обработки, интерпретации и экспертизы геофизических данных, где проводится обработка данных сейсморазведки. В структуре института выделяется отделение сейсморазведки, в которое входят «лаборатория методики сейсморазведки» и «лаборатория многоканальных сейсмотелеметрических станций». В других подразделениях СНИИГГиМС тоже проводится изучение сейсмических методов решения геологических задач и применение их на практике. Например, этот институт занимается изучением и построением моделей глубинного строения земной коры Сибири и Дальнего Востока на основе многих данных, в том числе данных сейсморазведки. Создаются тектонические, формационные и другие карты осадочного чехла и фундамента, осуществляется научное обоснование особенностей формирования месторождений полезных ископаемых на территории Сибири.

«Основные направления научно-исследовательских работ лаборатории глубинных сейсмических исследований СНИИГГиМС связаны:

1. С разработкой методики региональной сейсморазведки в условиях интенсивного развития траппов как на этапе рекогносцировочных исследований земной коры, так и при обнаружении крупных локальных структур под площадными системами наблюдений головных волн;

2. С разработкой и совершенствованием технологии сейсмотомографической обработки и интерпретации данных региональных сейсмических исследований и материалов КМПВ с целью выявления нефтегазоперспективных карбонатных объектов в палеозойских отложениях Западной Сибири;

3. С разработкой и реализацией критериев прогноза нефтегазоносных областей в платформенных районах Сибири и при выявлении рудных узлов в районах северо-востока России на основе региональных сейсмических данных;

4. С крупномасштабным обобщением данных региональных сейсмических исследований земной коры Сибири.»

В Новосибирском Государственном Университете (НГУ) на базе геолого-геофизического факультета (ГГФ) готовят геофизиков, способных проводить работы, связанные с сейсморазведкой и сейсмологией. В программу их обучения входят курсы лекций по сейсморазведке, сейсмологии, практика по сейсморазведке после третьего курса. Также любой студент ГГФ имеет возможность заниматься научной деятельностью в институтах СО РАН, в частности в ИНГГ.

Заключение

Итак, как видно, сейсмические методы решения геологических задач имеют огромное значение в наше время. Без них практически невозможно разделение слоёв во внутреннем строении Земли, выделение границ, включений, деформаций и прочее, то есть невозможно было бы построение глубинного разреза Земли, изучение внутренних сфер. Не представлялся бы возможным поиск полезных ископаемых, как нефть, газ, руды. Значительно усложнился бы поиск мест для постройки зданий, шахт (инженерная сейсморазведка). Всё это так или иначе усложнило бы жизнь как отдельного человека, так и человечества в целом.

Данные сейсмических исследований Земли находят своё продолжение в других науках: седиментологии, структурной геологии и т.д. В свою очередь, сейсмические методы решения геологических задач невозможны без опоры на знания других научных направлений: физики, математики, геологии…

Таким образом, стало понятно, что сейсмические методы - это довольно сложный, но очень точный и надежный способ решения задач геологии. Именно поэтому, зародившись около ста лет назад, они достигли сейчас таких высот. Причем пик развития ещё не достигнут. У сейсмологии и сейсморазведки огромные перспективы. Методы совершенствуются. Теперь они дают всё более точный результат, применяются для бoльших глубин. Более того, сейсмические методы уже вышли за пределы Земли. Довольно много сейсмических данных получено о Луне: о её внутреннем строении, о землетрясениях на ней. И до сих пор сейсмическое исследование Луны приносит много полезной информации. Для этого на поверхности Луны размещены несколько сейсмических станций. У сейсмических методов есть и ограничения: помехи, шумы, угол наклона слоёв, дифракции. Но эти проблемы решаются. Итак, видно, что у сейсмических методов решения геологических задач огромные перспективы.

Список использованной литературы

· Пузырёв Н. Н. Методы сейсмических исследований. - Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-е, 1992. - 236 с.

· Короновский Н. В. Общая геология: учебник. - Москва: Изд-во МГУ, 2002. - 448 с.

· Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка: в 2 т. Т.1 История, теория и получение данных. - Москва: «Мир», 1987. - 447 с

Размещено на Allbest.ru