Seismisk

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 31. januar 2021; checks kræver 4 redigeringer .

Seismisk udforskning er et afsnit af udforskningsgeofysik baseret på registrering af kunstigt exciterede elastiske bølger og udvinding af nyttig geologisk og geofysisk information fra dem [1] . Det opstod i begyndelsen af ​​1920'erne [1] . Ved hjælp af seismisk udforskning studeres Jordens dybe struktur [1] , mineralforekomster (hovedsageligt olie og gas) [1] skelnes , problemer inden for hydrogeologi og ingeniørgeologi løses, og seismisk mikrozonering udføres. Seismisk efterforskning er kendetegnet ved høj opløsning, fremstillingsevne og en stor mængde modtaget information.

Generel information

Seismiske metoder er baseret på excitation af elastiske bølger ved hjælp af en teknisk enhed eller et sæt enheder - en kilde . Kilden skaber overtryk i stenmassen , som i nogen tid kompenseres af mediet. I kompensationsprocessen laver de bundne stenpartikler periodiske svingninger, der overføres dybt ind i jorden af ​​elastiske bølger . Den vigtigste egenskab ved en bølge er dens hastighed , som afhænger af den litologiske sammensætning, klippernes tilstand (frakturering, forvitring osv.), alder , dybden af ​​forekomsten.

Forplanter sig i mængden af ​​klipper, elastiske bølger falder på grænserne af lag med forskellige elastiske egenskaber, ændrer retning, strålevinkler og amplitude, nye bølger dannes. På bølgernes vej placeres modtagepunkter , hvor der ved hjælp af seismiske modtagere modtages partikelvibrationer og omdannes til et elektrisk signal.

Modtagelsespunkter, der bruges til at registrere bølger fra ét excitationspunkt (kilde), danner et arrangement [2] . Afhængigt af dimensionen af ​​den seismiske undersøgelse er arrays i form af en lige linje ( 2D seismisk) eller en blok af parallelle modtagelinjer ( 3D seismisk) [3] . Grafer over de registrerede svingninger (spor) grupperes i seismogrammer og analyseres for at finde bølgernes egenskaber.

Geologisk og geofysisk information om seismogeologiske grænser udvindes fra de modtagne seismogrammer . Seismisk udforskning er mest effektiv, når man studerer det sedimentære dækning af gamle platforme , da dens vandret lagdelte struktur er nemmest at finde ud fra seismiske data. Med en stigning i hældningen af ​​de geologiske målgrænser falder pålideligheden af ​​informationen opnået ved seismisk udforskning.

Excitation af elastiske bølger

For at excitere svingninger bruges eksplosioner af TNT -ladninger i lavvandede brønde (10-20 m) samt langvarig (vibration) eller kort (puls) påvirkning af klipper. Eksplosive kilder er kendetegnet ved den største kraft og kompakthed, samtidig med at de kræver dyrt forberedelses- og afviklingsarbejde og desuden forårsager stor skade på miljøet. I 1956-88, i USSR og Indien, blev "fredelige" underjordiske atomeksplosioner [4] [5] brugt med henblik på dyb seismisk sondering af jordskorpen og den øvre kappe [6] .

Ikke-eksplosive kilder er meget svagere, men kan bruges gentagne gange på samme tidspunkt, er mere håndterbare og er også sikrere for mennesker og miljø.

Kilden exciterer to typer uafhængige seismiske bølger - langsgående og tværgående . Længdebølger er forbundet med oscillationer rettet langs bølgestrålen og med tværgående bølger - på tværs.

En direkte bølge er en langsgående eller tværgående bølge, der forplanter sig direkte fra kilden til observationspunktet. Længdebølger er kendetegnet ved høje hastigheder, de ankommer til ethvert punkt i mediet tidligere end tværgående bølger og forplanter sig i næsten ethvert stof.

Mellemmodel og bølgefelt

Sten er karakteriseret ved forskellige udbredelseshastigheder af elastiske bølger. Hastighedsparameteren bestemmes af bjergartens elastiske konstanter og tæthed, og de afhænger igen af ​​mineralsammensætning, porøsitet, brud og dybde [7] [8] [9] .

Ved værdien af ​​den elastiske bølges hastighed opdeles det geologiske afsnit i relativt homogene lag af klipper, ved hvis grænser hastigheden ændres brat. Som regel falder grænserne for regioner med forskellige fysiske egenskaber sammen med de geologiske grænser , som bruges til fortolkning af seismiske data.

Tilstedeværelsen af ​​skarpe grænseflader mellem lagene fører til dannelsen af ​​sekundære bølger - reflekteret, transmitteret og brudt. Intensiteten af ​​sekundære bølger afhænger af grænsekontrasten med hensyn til elastiske egenskaber. Jo mere kompleks strukturen af ​​det undersøgte geologiske miljø er, jo flere bølger dannes ved dets grænseflader. Tilsammen danner de et sekundært bølgefelt - objektet for måling i seismisk udforskning. Hvis de sekundære bølger indeholder information om målets geologiske grænser og er registreret med succes på jordens overflade eller i brøndboringen, så kaldes de nyttige. I henhold til typen af ​​nyttige bølger, der skelnes i seismisk udforskning, skelnes metoder til reflekterede og brydte bølger.

Modtagelse af vibrationer

Den vigtigste måleanordning i seismisk udforskning er en seismisk modtager , som konverterer de mekaniske vibrationer af elastiske bølger til en elektrisk strøm med vekselspænding. Når stenpartikler bevæger sig nær modtagerlegemet, genereres elektriske impulser i det, som derefter afsættes på tidsaksen. De resulterende afhængigheder kaldes oscillationsgrafer eller seismiske spor.

Seismiske spor kombineres til seismogrammer - det primære feltmateriale til seismisk udforskning. Signaler fra modtagere er forbehandlet - forstærker, filtrerer uønskede udsving og konverterer til digital form. Gennem uafhængige informationskanaler sendes data fra observationspunkter til et enkelt center - en seismisk station, hvor de præsenteres i en form, der er praktisk for operatøren.

Den seismiske station er et enkelt informationsmålekompleks designet til at kombinere data fra seismiske modtagere, deres forbehandling, visuelle analyse og lagring til en hukommelsesenhed.

Observationssystemer

Til effektiv sporing af måls sesmogeologiske grænser anvendes typiske metoder til opsætning og flytning af excitationspunkter og modtagelse af vibrationer - observationssystemer. Et typisk observationssystem er et excitationspunkt, hvorfra elastiske bølger optages af et arrangement bestående af 100-300 modtagepunkter - seismiske stationskanaler. Excitationspunktet er normalt placeret i midten af ​​modtagerarrangementet og bevæger sig til en afstand på 25-50 m for at få et nyt seismogram.Intervallet mellem modtagepunkterne er også valgt til at være 25-50 meter. Afstandsparametrene ændres ikke ved bevægelse langs profilen for at lette yderligere automatiseret databehandling Det beskrevne observationssystem gør det muligt at identificere målgrænser med tilstrækkelig pålidelighed, hvilket sikres ved redundansen af ​​den modtagne information. For eksempel, når man bruger 240 modtagepunkter i en spredning, kan antallet af seismiske spor pr. punkt af grænsen nå op på 120. Det korrekte valg af et observationssystem gør det muligt at opnå den nødvendige information om strukturen af ​​den del af geologisk miljø af interesse uden ekstra omkostninger.

Bearbejdning og fortolkning

Seismogrammerne opnået under feltarbejde indeholder en betydelig andel af uønskede interferensbølger og interfererende vibrationer, og nyttige bølger er ubelejlige til fortolkning. Derfor behandles primære seismogrammer ved hjælp af den mest moderne computerteknologi. Som et resultat af udførelse af behandlingsprocedurer konverteres seismogrammer til et tids- eller dybdeafsnit - materiale til geologisk fortolkning. Ifølge de kendte tegn skelnes der unormale områder i de opnåede sektioner, med hvilke ophobninger af mineraler er forbundet.

Seismiske efterforskningsmetoder

Seismiske undersøgelsesmetoder adskiller sig i typen af ​​nyttige bølger, der anvendes, i stadiet af udforskningsprocessen, i de opgaver, der skal løses, i metoden til at opnå data, i dimension, i typen af ​​kilde til svingninger og i frekvensen af ​​oscillationer af målbølgerne.

De anvendte bølgetyper er:

Reflekteret bølgemetode (ROW)

Baseret på udvælgelsen af ​​bølger reflekteret enkeltvis fra den geologiske målgrænse. Den mest populære seismiske undersøgelsesmetode [10] , som gør det muligt at studere et geologisk snit med en detalje på op til 0,5 % af grænsedybden Den bruges i kombination med multipel overlapningsteknikken, hvor et stort antal seismiske spor registreres for hvert punkt på grænsen. Redundant information opsummeres på grundlag af et fælles midt- eller dybt punkt (CMP eller CDP). Den fælles dybdepunktsmetode udvider SRM'ens muligheder betydeligt og bruges i de fleste seismiske undersøgelser.

Metoden for refrakterede bølger (REW)

Fokuserer på brydte bølger, som dannes, når en bølge falder på grænsen af ​​to lag i en bestemt vinkel. I dette tilfælde dannes en glidende bølge, som forplanter sig med hastigheden af ​​den underliggende formation. RPW bruges kun til at løse specielle problemer på grund af metodens væsentlige begrænsninger.

Vertikal seismisk profilering (VSP)

Klassifikation

Seismiske efterforskningsstadier

Rutevejledning

Sorter

Ifølge metoden til at indhente data
  • Jordseismisk undersøgelse;
  • Akvatorial seismisk udforskning (hav, flod, sø og mose, forskning i transitzonen);
  • Seismisk undersøgelse af borehuller [12] ;
  • Petrofysik ;
Efter dimension
  • 1D - kilde og modtager kombineres;
  • 2D - kilde og modtager er på samme lige linje;
  • 3D - modtagere er arrangeret i et område /
Efter kildetype
  • eksplosiv;
  • vibrationer;
  • ikke-eksplosiv impuls seismisk undersøgelse.
Efter bølgefrekvens
  • lav frekvens (1-10 Hz);
  • mellemfrekvens (10-100 Hz);
  • høj frekvens (>100 Hz);

Ulemper

  1. Den negative indvirkning og skade på økosystemet i de undersøgte områder (flora og fauna) - forbliver kontroversiel, ikke undersøgt
  2. Lav anvendelighed på vanskeligt terræn
  3. Tidligere blev lav effektivitet identificeret i områder med salthorisont, men moderne undersøgelses- og forarbejdningsmetoder kan forbedre effektiviteten.
  4. Manglende evne til at bestemme kvaliteten af ​​depositum i de identificerede strukturer. Yderligere behandling er påkrævet: inversion og dekomponering.

Bemærkelsesværdige seismiske videnskabsmænd

Se også

Links

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 Ilya Isidorovich Gurvich. Seismisk efterforskning . - Fru. videnskabelige og tekniske forlag for litteratur om geologi og beskyttelse af mineralressourcer, 1954-01-01. — 354 s. Arkiveret 3. januar 2017 på Wayback Machine
  2. ↑ Vladimir Vasilyevich Palagin, Alexander Yakovlevich Popov, Petr Isaakovich Dik. Seismisk udforskning af lave dybder . - Nedra, 1989. - 224 s. Arkiveret 29. september 2018 på Wayback Machine
  3. ↑ Robert Mikhailovich Bembel. Høj opløsning volumetrisk seismisk . - Videnskaben. Sib. afdeling, 1991-01-01. — 154 s. Arkiveret 3. januar 2017 på Wayback Machine
  4. ↑ EKSPLOSIVT ARBEJDE . Hentet 4. december 2017. Arkiveret fra originalen 5. december 2017.
  5. ↑ Barmasov Alexander Viktorovich. Kursus i generel fysik for naturbrugere. Vibrationer og bølger . - BHV-Petersburg, 2009. - 245 s. — ISBN 9785941577309 . Arkiveret 5. december 2017 på Wayback Machine
  6. ↑ [ http://www.iki.rssi.ru/earth/articles06/vol2-225-241.pdf Camouflageeksplosioner som årsag til dannelsen af ​​strukturer, der indikerer diamantbærende områder (baseret på fjerntliggende og geofysiske metoder)] . Hentet 4. december 2017. Arkiveret fra originalen 7. januar 2022.
  7. ↑ A. K. Urupov. Studiet af hastigheder i seismisk udforskning . — Ripol Classic, 2013-02. — 225 s. — ISBN 9785458533362 . Arkiveret 16. februar 2019 på Wayback Machine
  8. ↑ E. Sianisyan, V. Pykhalov, V. Kudinov. Petrofysisk grundlag for brøndlogning . — Liter, 2019-01-03. — 126 s. — ISBN 9785041266523 . Arkiveret 16. februar 2019 på Wayback Machine
  9. ↑ Retningslinjer for bestemmelse af spændingstilstanden af ​​klipper i et array ved hjælp af ultralydsmetoden . - 1970. - 88 s. Arkiveret 16. februar 2019 på Wayback Machine
  10. ↑ Alexander Nikolaevich Telegin. Seismisk efterforskning af olie- og gasbærende strukturer i Sakhalin . - Far Eastern Scientific Center for Videnskabsakademiet i USSR, 1986-01-01. — 206 s. Arkiveret 3. januar 2017 på Wayback Machine
  11. ↑ Vladimir Vasilyevich Palagin, Alexander Yakovlevich Popov, Petr Isaakovich Dik. Seismisk udforskning af lave dybder . - Nedra, 1989-01-01. — 224 s. Arkiveret 3. januar 2017 på Wayback Machine
  12. ↑ Nikolai Nikitovich Puzyrev, Institut for Geologi og Geofysik (USSR Academy of Sciences), Siberian Geophysical Expedition (Sovjetunionen), NPO Neftegeofizika (Sovjetunionen). Multibølge seismisk udforskning: sammendrag af rapporterne fra All-Union Conference, 3.-6. september 1985, Novosibirsk . - Institut for Geologi og Geofysik, Sibirisk afdeling af Videnskabsakademiet i USSR, 1985-01-01. — 154 s. Arkiveret 3. januar 2017 på Wayback Machine
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier