Metodologia e tecnologia delle indagini sismiche Metodo del punto di profondità comune Metodo sismico 2D CDP

Viene considerata l'esperienza di condurre indagini sismiche sul campo utilizzando il metodo classico e il metodo Slip-Sweep ad alte prestazioni dalle forze di Samaraneftegeofizika.

Viene considerata l'esperienza di condurre indagini sismiche sul campo utilizzando il metodo classico e il metodo Slip-Sweep ad alte prestazioni di Samaraneftegeofizika.

Vengono svelati i vantaggi e gli svantaggi della nuova tecnica. Vengono calcolati gli indicatori economici di ciascuno dei metodi.

Allo stato attuale, la produttività delle indagini sismiche sul campo dipende da molti fattori:

Intensità d'uso del suolo;

Movimentazione di automobili e veicoli ferroviari attraverso l'area di studio;

Attività sul territorio di insediamenti ubicati nell'area di studio; influenza di fattori meteorologici;

Terreno accidentato (burroni, foreste, fiumi).

Tutti i suddetti fattori riducono significativamente la velocità delle indagini sismiche.

Infatti durante il giorno ci sono 5-6 ore notturne per le osservazioni sismiche. Questo è fondamentale e insufficiente per soddisfare i volumi entro il tempo stabilito e anche aumentare significativamente il costo del lavoro.

Il tempo di lavoro, nella 1a fase, dipende dalle seguenti fasi:

Preparazione topogeodetica del sistema di osservazione - installazione di picchetti di profili a terra;

Installazione, regolazione di apparecchiature sismiche;

Eccitazione delle vibrazioni elastiche, registrazione dei dati sismici.

Un modo per ridurre il tempo impiegato è utilizzare la tecnica Slip-Sweep.

Questa tecnica consente di accelerare notevolmente la produzione della fase di eccitazione - registrazione dei dati sismici.

Slip-sweep è un sistema sismico ad alte prestazioni basato sul metodo di spazzamento sovrapposto, in cui i vibratori lavorano contemporaneamente.

Oltre ad aumentare la velocità del lavoro sul campo, questa tecnica permette di compattare i punti dell'esplosione, aumentando così la densità delle osservazioni.

Ciò migliora la qualità del lavoro e aumenta la produttività.

La tecnica Slip-Sweep è relativamente nuova.

La prima esperienza di esplorazione sismica CDP-3D utilizzando il metodo Slip-Sweep è stata ottenuta nella quantità di soli 40 km 2 in Oman (1996).

Come puoi vedere, la tecnica Slip-Sweep è stata utilizzata principalmente nell'area desertica, ad eccezione del lavoro in Alaska.

In Russia, in modalità sperimentale (16 km2), la tecnologia Slip-Sweep è stata testata nel 2010 da Basneftegofizika.

L'articolo presenta l'esperienza di condurre lavori sul campo utilizzando il metodo Slip-Sweep e confrontando gli indicatori con il metodo standard.

Vengono illustrati i fondamenti fisici del metodo e la possibilità di compattare il sistema di osservazione contemporaneamente all'utilizzo della tecnologia Slip-Sweep.

Vengono forniti i risultati primari del lavoro, vengono indicate le carenze del metodo.

Nel 2012, utilizzando il metodo Slip-Sweep, Samaraneftegeofizika ha eseguito lavori 3D presso i blocchi di licenza Zimarny e Mozharovsky di Samaraneftegaz per un importo di 455 km2.

L'aumento della produttività dovuto alla tecnica Slip-Sweep nella fase di eccitazione-registrazione nelle condizioni della regione di Samara si verifica a causa dell'utilizzo di brevi periodi di tempo assegnati per la registrazione dei dati sismici durante il ciclo di lavoro quotidiano.

Cioè, il compito di eseguire il maggior numero di osservazioni fisiche in breve tempo viene eseguito dalla tecnica Slip-Sweep in modo più efficiente aumentando le prestazioni di registrazione delle osservazioni fisiche di 3-4 volte.

La tecnica Slip-Sweep è un sistema di rilevamento sismico ad alte prestazioni basato sul metodo della sovrapposizione dei segnali di sweep vibratorio, in cui i vibratori a SP diversi operano simultaneamente, la registrazione è continua (Fig. 1).

Il segnale di scansione emesso è uno degli operatori della funzione di correlazione incrociata nel processo di ottenimento di un corelogramma da un vibrogramma.

Allo stesso tempo, nel processo di correlazione, è anche un operatore di filtro che sopprime l'influenza di frequenze diverse dalla frequenza emessa in un dato momento, che può essere applicata per sopprimere la radiazione proveniente da vibratori azionati contemporaneamente.

Con un tempo di risposta sufficiente delle unità di vibrazione, le loro frequenze emesse saranno diverse, quindi è possibile eliminare completamente l'influenza della radiazione di vibrazione vicina (Fig. 2).

Pertanto, con un tempo di scorrimento correttamente selezionato, l'influenza delle unità di vibrazione azionate contemporaneamente viene eliminata nel processo di conversione del vibrogramma in un corelogramma.

Riso. 1. Ritardo di slittamento. Emissione simultanea di diverse frequenze.

Riso. 2. Valutazione dell'uso di un filtro aggiuntivo per l'influenza delle vibrazioni vicine: A) correlogramma senza filtraggio; B) corelogramma con filtraggio per vibrogramma; C) spettro frequenza-ampiezza di corelogrammi filtrati (luce verde) e non filtrati (rosso).

L'uso di un vibratore invece di un gruppo di 4 vibratori si basa sulla sufficienza dell'energia di radiazione di vibrazione di un vibratore per la formazione di onde riflesse dagli orizzonti target (Fig. 3).

Riso. 3. Sufficienza dell'energia di vibrazione di un'unità di vibrazione. A) 1 unità di vibrazione; B) 4 unità di vibrazione.

La tecnica Slip-Sweep è più efficiente quando si applica la compattazione del sistema di sorveglianza.

Per le condizioni della regione di Samara, è stata applicata una compattazione di 4 volte del sistema di osservazione. Divisione 4 volte di un'osservazione fisica (f.n.) in 4 f.n. separati si basa sull'uguaglianza della distanza tra le piastre del vibratore (12,5 m) con un gruppo di 4 vibratori, un gradino PV di 50 m e l'utilizzo di un vibratore con un gradino PV di 12,5 m (Fig. 4).

Riso. 4. Sigillatura del sistema di sorveglianza con separazione fisica di 4 volteosservazioni.

Per combinare i risultati dell'osservazione con la tecnica standard e la tecnica sleep-sweep con la compattazione di 4 volte, viene considerato il principio di parità delle energie totali di vibroradiazione.

La parità dell'energia dell'azione della vibrazione può essere stimata dal tempo totale dell'azione della vibrazione.

Tempo totale di esposizione alle vibrazioni:

St = Nv *Nn * Tsw * dSP,

dove Nv è il numero di unità di vibrazione nel gruppo, Nn è il numero di accumuli, Tsw è la durata del segnale di sweep, dSP è il numero di f.n. entro il passo base PV=50m.

Per la tecnica tradizionale (gradino ST = 50m, un gruppo di 4 sorgenti):

St = 4 * 4 * 10 * 1 = 160 sec.

Per il metodo slip-sweep:

St = 1 * 1 * 40 * 4 = 160 sec.

Il risultato della parità delle energie per l'uguaglianza del tempo totale mostra lo stesso risultato nel Bin totale 12,5m x 25m.

Per confrontare i metodi, i geofisici di Samara hanno ricevuto due set di sismogrammi: 1° set - 4 sismogrammi elaborati da un vibratore (metodo Slip-Sweep), 2° set - 1 sismogramma elaborato da 4 vibratori (metodo standard). Ciascuno dei 4 sismogrammi del primo set è circa 2-3 volte più debole del sismogramma del secondo set (Fig. 3). Di conseguenza, il rapporto segnale-microsismo è 2-3 volte inferiore. Tuttavia, un risultato più qualitativo è l'uso di 4 compattati relativamente deboli nei sismogrammi individuali di energia (Fig. 5).

Nel caso di giunzione di aree elaborate con metodi diversi, l'utilizzo di procedure di elaborazione orientate al campo d'onda del metodo standard, il risultato è risultato essere praticamente equivalente (Fig. 6, Fig. 7). Tuttavia, se si applicano parametri di elaborazione adattati alla tecnica Slip-Sweep, il risultato saranno sezioni temporali con una maggiore risoluzione temporale.

Riso. Fig. 5. Un frammento della sezione del tempo totale primario di INLINE (senza procedure di filtraggio) all'incrocio di due aree elaborate con il metodo slip-sweep (a sinistra) e tecnica standard (a destra).

Il confronto delle sezioni temporali e delle caratteristiche spettrali del metodo standard e del metodo Slip-Sweep mostra un'elevata comparabilità dei dati risultanti (Fig. 8). La differenza sta nella presenza di maggiori energie della componente ad alta frequenza del segnale dati sismico Slip-Sweep (Fig. 7).

Questa differenza è spiegata dall'elevata immunità al rumore del sistema di osservazione compattato, dall'elevata molteplicità di dati sismici (Fig. 6).

Un altro punto importante è l'impatto puntuale di un vibratore invece di un gruppo di vibratori e il suo singolo impatto invece della somma degli impatti di vibrazione (accumuli).

L'uso di una sorgente puntiforme di eccitazione delle vibrazioni elastiche invece di un gruppo di sorgenti espande lo spettro dei segnali registrati nella regione ad alta frequenza, riduce l'energia delle onde di interferenza vicino alla superficie, che influisce sull'aumento della qualità della registrazione dati, l'affidabilità delle costruzioni geologiche.

Riso. Fig. 6. Spettri ampiezza-frequenza da sismogrammi elaborati secondo differentimetodi (a seconda dei risultati della lavorazione): A) Tecnica slip-sweep; B) Metodo standard.

Riso. 7. Confronto di sezioni temporali elaborate con metodi diversi(a seconda dei risultati della lavorazione): A) Tecnica slip-sweep; B) Metodo standard.

Vantaggi della tecnica Slip-Sweep:

1. Elevata produttività del lavoro, espressa in un aumento della produttività di registrazione di f.n. 3-4 volte, un aumento della produttività complessiva del 60%.

2. Miglioramento della qualità dei dati sismici di campo grazie alla compressione dei colpi:

Elevata immunità ai disturbi del sistema di sorveglianza;

Alta frequenza di osservazioni;

Possibilità di aumentare lo spazio;

Aumento della quota della componente ad alta frequenza del segnale sismico del 30% dovuto all'eccitazione puntuale (impatto delle vibrazioni).

Svantaggi dell'utilizzo della tecnica.

Il funzionamento nella modalità tecnica Slip-Sweep è il funzionamento in modalità "trasportatore" in un ambiente di informazioni in streaming con registrazione continua dei dati sismici. Con la registrazione continua, il controllo visivo dell'operatore del complesso sismico sulla qualità dei dati sismici è notevolmente limitato. Qualsiasi fallimento può portare a un matrimonio di massa o interrompere il lavoro. Inoltre, nella fase del successivo controllo dei dati sismici presso il centro informatico sul campo, è richiesto l'uso di sistemi informatici più potenti per il supporto sul campo della preparazione dei dati e dell'elaborazione preliminare sul campo. Tuttavia, i costi per l'acquisto di apparecchiature informatiche, nonché per l'adeguamento del complesso di registrazione, vengono ripagati nell'ambito del profitto dell'appaltatore riducendo i tempi per la loro attuazione. Tra l'altro, sono necessarie procedure logistiche più efficienti per preparare i profili per lo sviluppo di osservazioni fisiche.

Durante il lavoro di Samaraneftegeofizika utilizzando il metodo Slip-Sweep nel 2012, sono stati ottenuti i seguenti indicatori economici (tabella 1).

Tabella 1.

Indicatori economici di confronto di metodi di lavoro.

Questi dati ci consentono di trarre le seguenti conclusioni:

1. Con la stessa quantità di lavoro, la produttività complessiva di Slip-Sweep è superiore del 63,6% rispetto a quando si esegue il lavoro con il metodo "standard".

2. La crescita della produttività incide direttamente sulla durata del lavoro (diminuzione del 38,9%).

3. Quando si utilizza la tecnica Slip-Sweep, il costo delle indagini sismiche sul campo è inferiore del 4,5%.

Letteratura

1. Patsev V.P., 2012. Relazione sull'esecuzione dei lavori sull'oggetto delle indagini sismiche sul campo MOGT-3D all'interno dell'area autorizzata di Zimarny di JSC Samaraneftegaz. 102 pag.

2. Patsev V.P., Shkokov O.E., 2012. Relazione sull'esecuzione del lavoro sull'oggetto delle indagini sismiche sul campo MOGT-3D all'interno dell'area autorizzata Mozharovsky di JSC Samaraneftegaz. 112 pag.

3. Gilaev G.G., Manasyan A.E., Ismagilov A.F., Khamitov I.G., Zhuzhel V.S., Kozhin V.N., Efimov V.I., 2013. Esperienza nella conduzione di indagini sismiche MOGT-3D secondo il metodo Slip-Sweep. 15 sec.

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MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLE SCIENZE DELLA FEDERAZIONE RUSSA

Agenzia federale per l'istruzione

UNIVERSITÀ POLITECNICA TOMSK

Istituto delle risorse naturali

progetto del corso

sul corso "Esplorazione sismica"

Metodologia e tecnoRilievo sismico CDP

Completato: studente gr. 2A280

Severvald AV

Controllato:

Rezyapov GI

Tomsk -2012

  • introduzione
  • 1. Fondamenti teorici del metodo del punto di profondità comune
    • 1.1 Teoria del metodo CDP
    • 1.2 Caratteristiche dell'odografo CDP
    • 1.3 Sistema di interferenza CDP
  • 2. Calcolo del sistema osservativo ottimale del metodo CDP
  • 2.1 Modello sismologico della sezione e suoi parametri
    • 2.2 Calcolo del sistema osservativo del metodo CDP
    • 2.3 Calcolo di odografi di onde utili e onde di interferenza
    • 2.4 Calcolo della funzione di ritardo delle onde di disturbo
    • 2.5 Calcolo dei parametri del sistema osservativo ottimale
  • 3. Tecnologia delle indagini sismiche di campo
    • 3.1 Requisiti della rete di osservazione nell'esplorazione sismica
    • 3.2 Condizioni per l'eccitazione delle onde elastiche
    • 3.3 Condizioni per ricevere onde elastiche
    • 3.4 Scelta dell'hardware e delle attrezzature speciali
    • 3.5 Organizzazione di indagini sismiche di campo
  • Conclusione
  • Bibliografia

introduzione

L'esplorazione sismica è uno dei metodi principali per studiare la struttura, la struttura e la composizione delle rocce. Il principale campo di applicazione è la ricerca di giacimenti di petrolio e gas.

Lo scopo di questo lavoro del corso è quello di consolidare le conoscenze nel corso "esplorazione sismica"

Gli obiettivi di questo lavoro del corso sono:

1) considerazione dei fondamenti teorici del metodo CDP;

2) la compilazione di un modello sismogeologico, sulla base del quale vengono calcolati i parametri del sistema di osservazione OGT-2D;

3) considerazione della tecnologia per lo svolgimento delle indagini sismiche;

1. Fondamenti teorici del metodo del punto di profondità comune

1.1 Teoria del metodo CDP

Il metodo (metodo) di un punto di profondità comune (CDP) è una modifica del SWM basato su un sistema di sovrapposizioni multiple e caratterizzato dalla sommazione (accumulo) di riflessioni da aree comuni del confine in diverse posizioni di sorgenti e ricevitori. Il metodo CDP si basa sull'assunzione della correlazione di onde generate da sorgenti lontane a distanze diverse, ma riflesse da una sezione comune del confine. Le inevitabili differenze negli spettri delle diverse sorgenti e gli errori nei tempi durante la sommatoria richiedono una riduzione degli spettri dei segnali utili. Il principale vantaggio del metodo CDP è la possibilità di amplificare onde riflesse singolarmente sullo sfondo di onde riflesse multiple e convertite equalizzando i tempi riflessi da punti di profondità comuni e la loro somma. Le caratteristiche specifiche del metodo CDP sono determinate dalle proprietà della direzionalità durante l'impilamento, dalla ridondanza dei dati e dall'effetto statistico. Sono implementati con maggior successo nella registrazione digitale e nell'elaborazione dei dati primari.

Riso. 1.1 Rappresentazione schematica di un elemento del sistema di osservazione e di un sismogramma ottenuto con il metodo CDP. MA e MA"-- assi del modo comune della singola onda riflessa, rispettivamente, prima e dopo l'introduzione della correzione cinematica; A e A"è l'asse in fase dell'onda riflessa multipla, rispettivamente prima e dopo l'introduzione della correzione cinematica.

Riso. 1.1 illustra il principio della sommatoria CDP utilizzando un sistema di sovrapposizione quintuplice come esempio. Sorgenti di onde elastiche e ricevitori si trovano sul profilo simmetricamente alla proiezione del punto profondo comune R del confine orizzontale su di esso. Sopra al linea CD. Forma un sismogramma CDP e gli odografi delle onde riflesse su di esso correlati sono gli odografi del CDP. Su basi di osservazione normalmente utilizzate nel metodo CDP, non superiori a 3 km, l'odografo CDP di un'onda singolarmente riflessa viene approssimato da un'iperbole con sufficiente accuratezza. In questo caso, il minimo dell'iperbole è vicino alla proiezione sulla linea di osservazione del punto di profondità comune. Questa proprietà dell'odografo CDP determina in gran parte la relativa semplicità ed efficienza dell'elaborazione dei dati.

Per convertire un insieme di registrazioni sismiche in una sezione temporale, in ciascun sismogramma CDP vengono introdotte correzioni cinematiche, i cui valori sono determinati dalle velocità dei mezzi che coprono i confini riflettenti, ovvero sono calcolati per singole riflessioni. Come risultato dell'introduzione delle correzioni, gli assi delle occorrenze in fase delle singole riflessioni vengono trasformati in linee t 0 = const. In questo caso, gli assi in fase di onde di interferenza regolari (onde multiple, convertite), la cui cinematica differisce dalle correzioni cinematiche introdotte, vengono trasformate in curve lisce. Dopo l'introduzione delle correzioni cinematiche, vengono contemporaneamente riassunte le tracce del sismogramma corretto. In questo caso, le onde riflesse singolarmente vengono sommate in fase e quindi enfatizzate, mentre le interferenze regolari, e tra queste, prima di tutto, le onde riflesse ripetutamente, sommate con sfasamenti, vengono indebolite. Conoscendo le caratteristiche cinematiche dell'onda di interferenza, è possibile precalcolare i parametri del sistema di osservazione CDP (la lunghezza dell'odografo CDP, il numero di canali sul sismogramma CDP, pari alla molteplicità di inseguimento), che forniscono la attenuazione dei disturbi richiesta.

Le raccolte CDP vengono generate campionando i canali dalla raccolta di ciascuna ripresa (denominati Common Shot Gathers - CPI) in conformità con i requisiti dell'elemento di sistema mostrato in Fig. 1., che mostra: la prima entrata del quinto punto di eccitazione, la terza entrata del quarto, ecc. fino alla nona entrata del primo punto di eccitazione.

Questa procedura di campionamento continuo lungo il profilo è possibile solo con sovrapposizioni multiple. Corrisponde alla sovrapposizione di sezioni temporali ottenute indipendentemente da ciascun punto di eccitazione, e indica la ridondanza delle informazioni implementata nel metodo CDP. Questa ridondanza è una caratteristica importante del metodo ed è alla base del perfezionamento (correzione) delle correzioni statiche e cinematiche.

Le velocità richieste per affinare le correzioni cinematiche introdotte sono determinate dalle curve del tempo di percorrenza CDP. Per fare ciò, i sismogrammi CDP con correzioni cinematiche approssimativamente calcolate sono sottoposti a somma multitemporale con operazioni non lineari aggiuntive. Oltre a determinare le velocità effettive delle onde riflesse singolarmente, le caratteristiche cinematiche delle onde di interferenza vengono trovate dai riepiloghi CDP per calcolare i parametri del sistema ricevente. Le osservazioni CDP sono effettuate lungo profili longitudinali.

Le sorgenti esplosive e d'urto vengono utilizzate per eccitare le onde, che richiedono osservazioni con un ampio rapporto di sovrapposizione (24-48).

L'elaborazione dei dati CDP su un computer è suddivisa in una serie di fasi, ciascuna delle quali termina con l'output dei risultati affinché l'interprete possa prendere una decisione: 1) preelaborazione; 2) determinazione dei parametri ottimali e costruzione della sezione temporale finale; 3) determinazione del modello di velocità del mezzo; 4) costruzione di una sezione profonda.

I sistemi di sovrapposizione multipli attualmente costituiscono la base delle osservazioni sul campo (raccolta dati) in SEM e determinano lo sviluppo del metodo. Lo stacking CDP è una delle principali ed efficienti procedure di elaborazione che possono essere implementate sulla base di questi sistemi. Il metodo CDP è la principale modifica del DRM nella ricerca ed esplorazione di giacimenti di petrolio e gas in quasi tutte le condizioni sismogeologiche. Tuttavia, i risultati dello stacking CDP presentano alcune limitazioni. Tra questi: a) una significativa riduzione della frequenza di registrazione; b) l'indebolimento della proprietà di località del SW dovuto all'aumento del volume dello spazio disomogeneo a grandi distanze dalla sorgente, caratteristiche del metodo CDP e necessarie per sopprimere onde multiple; c) l'imposizione di riflessioni singole da confini ravvicinati per la loro intrinseca convergenza degli assi in fase a grandi distanze dalla sorgente; d) sensibilità alle onde laterali che interferiscono con il tracciamento dei confini suborizzontali del bersaglio a causa della posizione del massimo principale della direttività spaziale di impilamento caratteristica in un piano perpendicolare alla base di impilamento (profilo).

Queste limitazioni generalmente portano a una tendenza al ribasso nella risoluzione del MOB. Data la prevalenza del metodo CDP, dovrebbero essere presi in considerazione in specifiche condizioni sismogeologiche.

1.2 Caratteristiche dell'odografo CDP

Riso. 1.2 Schema del metodo CDP per l'occorrenza inclinata del confine riflettente.

1. L'odografo CDP di un'onda riflessa singolarmente per un mezzo di copertura omogeneo è un'iperbole con un minimo nel punto di simmetria (punto CDP);

2. con l'aumento dell'angolo di inclinazione dell'interfaccia, la pendenza dell'odografo CDP e, di conseguenza, l'incremento temporale diminuiscono;

3. la forma dell'odografo CDP non dipende dal segno dell'angolo di inclinazione dell'interfaccia (questa caratteristica deriva dal principio di reciprocità ed è una delle principali proprietà del sistema simmetrico di dispositivi esplosivi;

4. per un dato t 0, l'odografo CDP è funzione di un solo parametro - v CDP, che è chiamato velocità fittizia.

Queste caratteristiche fanno sì che per approssimare l'odografo CDP osservato mediante un'iperbole, è necessario selezionare un valore v CDP che soddisfi il dato t 0 ed è determinato dalla formula (v CDP =v/cosc). Questa importante conseguenza rende facile implementare la ricerca dell'asse in fase dell'onda riflessa analizzando il sismogramma CDP lungo un ventaglio di iperboli aventi un valore comune t 0 e v CDP differenti.

1.3 Sistema di interferenza CDP

Nei sistemi di interferenza, la procedura di filtraggio consiste nel sommare tracce sismiche lungo determinate linee φ(x) con pesi costanti per ciascuna traccia. Di solito, le linee di sommatoria corrispondono alla forma di utili odografi d'onda. La somma pesata delle fluttuazioni di diverse tracce y n (t) è un caso speciale di filtraggio multicanale, quando gli operatori dei singoli filtri h n (t) sono funzioni d con ampiezze pari ai coefficienti di peso d n:

(1.1)

dove f m - n è la differenza tra i tempi di somma delle oscillazioni sul binario m, che si riferisce al risultato, e sul binario n.

La relazione (1.1) avrà una forma più semplice, tenendo conto che il risultato non dipende dalla posizione del punto me è determinato dagli spostamenti temporali delle tracce φ n rispetto ad un'origine arbitraria. Otteniamo una semplice formula che descrive l'algoritmo generale dei sistemi di interferenza,

(1.2)

Le loro varietà differiscono per la natura della variazione dei coefficienti di peso d n e degli spostamenti temporali f n: entrambi possono essere costanti o variabili nello spazio e quest'ultimo, inoltre, può cambiare nel tempo.

Si registri su tracce sismiche un'onda idealmente regolare g(t,x) con odografo di arrivo t(x)=t n:

onda di interferenza sismologica dell'odografo

Sostituendo questo nella (1.2), otteniamo un'espressione che descrive le oscillazioni all'uscita del sistema di interferenza,

dove e n \u003d t n - f n.

I valori e n determinano la deviazione dell'odografo dell'onda dalla linea di somma data. Trova lo spettro delle oscillazioni filtrate:

Se l'odografo di un'onda regolare coincide con la linea di somma (e n ≥ 0), si verifica l'addizione in fase delle oscillazioni. Per questo caso, indicato con u=0, abbiamo

I sistemi di interferenza sono costruiti per amplificare le onde sommate in fase. Per ottenere questo risultato, è necessario che H 0 (sch) era il valore massimo del modulo della funzione H e(sch).Il più delle volte si utilizzano sistemi di interferenza singoli, che hanno pesi uguali per tutti i canali, che possono essere considerati singoli: d n ?1. In questo caso

In conclusione, notiamo che la somma delle onde non piane può essere effettuata utilizzando sorgenti sismiche introducendo opportuni ritardi nei momenti di eccitazione dell'oscillazione. In pratica, questi tipi di sistemi di interferenza vengono implementati in una versione di laboratorio, introducendo i necessari spostamenti nelle registrazioni delle oscillazioni provenienti dalle singole sorgenti. Gli spostamenti possono essere selezionati in modo tale che il fronte d'onda incidente abbia una forma ottimale in termini di aumento dell'intensità delle onde riflesse o diffratte da sezioni locali della sezione sismogeologica di particolare interesse. Questa tecnica è nota come focalizzazione dell'onda incidente.

2. Calcolo del sistema osservativo ottimale del metodo CDP

2.1 Modello sismologico della sezione e suoi parametri

Il modello geologico sismico ha i seguenti parametri:

Calcoliamo i coefficienti di riflessione e i coefficienti di doppio passaggio secondo le formule:

Noi abbiamo:

Impostiamo le possibili opzioni per il passaggio delle onde lungo questa sezione:

Sulla base di questi calcoli, costruiamo un profilo sismico verticale teorico (Fig. 2.1), che riflette i principali tipi di onde che si verificano in specifiche condizioni sismogeologiche.

Riso. 2.1. Profilo sismico verticale teorico (1 - onda utile, 2.3 - multipli - interferenza, 4.5 - multipli che non sono interferenza).

Per il quarto confine di destinazione, utilizziamo l'onda numero 1 - un'onda utile. Le onde con un tempo di arrivo di -0,01-+0,05 del tempo dell'onda "bersaglio" sono onde di interferenza di interferenza. In questo caso, le onde numero 2 e 3. Tutte le altre onde non saranno interferenze.

Calcoliamo il doppio tempo di esecuzione e la velocità media lungo la sezione per ogni strato usando la formula (3.4) e costruiamo un modello di velocità.

Noi abbiamo:

Riso. 2.2. modello di velocità

2.2 Calcolo del sistema osservativo del metodo CDP

Le ampiezze delle onde riflesse utili dal confine del bersaglio sono calcolate dalla formula:

(2.5)

dove A p è il coefficiente di riflessione del confine target.

Le ampiezze di più onde sono calcolate dalla formula:

.(2.6)

In assenza di dati sul coefficiente di assorbimento, accettiamo =1.

Calcoliamo le ampiezze di onde multiple e utili:

L'onda multipla 2 ha l'ampiezza più alta I valori ottenuti dell'ampiezza dell'onda target e del rumore consentono di calcolare il grado di soppressione richiesto dell'onda multipla.

Perché il

2.3 Calcolo di odografi di onde utili e onde di interferenza

Il calcolo delle curve del tempo di percorrenza di onde multiple viene effettuato sotto ipotesi semplificative su un modello a strati orizzontalmente dei confini medi e piatti. In questo caso, le riflessioni multiple da più interfacce possono essere sostituite da una singola riflessione da qualche interfaccia fittizia.

La velocità media del mezzo fittizio è calcolata sull'intero percorso verticale dell'onda multipla:

(2.7)

Il tempo è determinato dal modello di formazione di un'onda multipla sul VSP teorico o sommando i tempi di percorrenza in tutti gli strati.

(2.8)

Otteniamo i seguenti valori:

L'odografo a onde multiple è calcolato dalla formula:

(2.9)

L'utile odogramma dell'onda è calcolato dalla formula:

(2.10)

Figura 2.3 Odografi di onda utile e onda di interferenza

2.4 Calcolo della funzione di ritardo delle onde di disturbo

Introduciamo le correzioni cinematiche calcolate dalla formula:

?tk(x, a) = t(x) - a(2.11)

La funzione di ritardo d'onda multipla (x) è determinata dalla formula:

(x) \u003d t cr (хi) - t env (2.12)

dove t kr(хi) è il tempo corretto per la cinematica e t okr è il tempo a distanza zero del punto ricevente dal punto di eccitazione.

Fig 2.4 Funzione di ritardo multiplo

2.5 Calcolo dei parametri del sistema osservativo ottimale

Un sistema di osservazione ottimale dovrebbe fornire il massimo risultato a bassi costi del materiale. Il grado di soppressione dei disturbi richiesto è D=5, le frequenze inferiore e superiore dello spettro delle onde di disturbo sono rispettivamente di 20 e 60 Hz.

Riso. 2.5 Caratteristica direzionale somma CDP per N = 24.

Secondo l'insieme delle caratteristiche di direttività, il numero minimo di molteplicità è N=24.

(2.13)

Conoscendo P, rimuoviamo y min \u003d 4 e y max \u003d 24,5

Conoscendo la frequenza minima e massima, rispettivamente 20 e 60 Hz, calcoliamo f max .

f min *f max =4f max =0,2

f max * f max \u003d 24,5 f max \u003d 0,408

Il valore della funzione di ritardo f max =0.2, che corrisponde a x max =3400 (vedi Fig. 2.4). Dopo la rimozione del primo canale dal punto di eccitazione, x m in =300, freccia di deflessione D=0,05, D/f max =0,25, che soddisfa la condizione. Ciò indica il soddisfacimento della caratteristica di direttività selezionata, i cui parametri sono i valori N=24, f max =0,2, x m in =300 m e la distanza massima x max =3400 m.

Lunghezza odografica teorica H*= x max - x min =3100m.

La lunghezza pratica dell'odografo è H = K*?x, dove K è il numero di canali della stazione sismica di registrazione e?x è il passo tra i canali.

Prendiamo una stazione sismica con 24 canali (K=24=N*24), ?х=50.

Ricalcoliamo l'intervallo di osservazione:

Calcola l'intervallo di eccitazione:

Di conseguenza, otteniamo:

Il sistema di osservazione su un profilo dispiegato è mostrato in Fig. 2.6

3. Tecnologia delle indagini sismiche di campo

3.1 Requisiti della rete di osservazione nell'esplorazione sismica

Sistemi di osservazione

Attualmente viene utilizzato principalmente il sistema delle sovrapposizioni multiple (MSF), che fornisce la somma su un punto di profondità comune (CDP), e quindi un forte aumento del rapporto segnale-rumore. L'uso di profili non longitudinali riduce il costo del lavoro sul campo e aumenta notevolmente la producibilità del lavoro sul campo.

Attualmente vengono utilizzati in pratica solo sistemi di osservazione di correlazione completa, che consentono di effettuare una correlazione continua di onde utili.

Il sondaggio sismico viene utilizzato durante il rilievo di ricognizione e nella fase di lavoro sperimentale ai fini dello studio preliminare del campo ondoso nell'area di studio. In questo caso, il sistema di osservazione dovrebbe fornire informazioni sulle profondità e sugli angoli di inclinazione dei riflettori studiati, nonché sulla determinazione delle velocità effettive. Esistono sondaggi sismici lineari, che sono brevi segmenti di profili longitudinali, e areali (trasversali, radiali, circolari), quando si effettuano osservazioni su più (da due o più) profili longitudinali o non longitudinali che si intersecano.

Tra i sondaggi sismici lineari, i sondaggi a punto comune di profondità (CDP), che sono elementi di un sistema di profilazione multipla, hanno ricevuto il maggiore utilizzo. La posizione reciproca dei punti di eccitazione e dei siti di osservazione è scelta in modo tale da registrare le riflessioni dalla stessa sezione del confine in studio. I sismogrammi risultanti sono montati.

I sistemi di profilatura multipla (sovrapposizione) si basano sul metodo del punto di profondità comune, che utilizza sistemi centrali, sistemi con punto di sabbiatura variabile all'interno della base ricevente, fianco unilaterale senza e con rimozione del punto di sabbiatura, nonché fianco sistemi a doppia faccia (contro) senza rimozione e con rimozione del punto di esplosione.

Il più conveniente per i lavori di produzione e fornisce le massime prestazioni del sistema, nella cui implementazione la base di osservazione e il punto di eccitazione vengono spostati dopo ogni esplosione in una direzione di uguali distanze.

Per tracciare e determinare gli elementi dell'occorrenza spaziale di confini fortemente avvallati, nonché per tracciare faglie tettoniche, è consigliabile utilizzare profili coniugati. che sono quasi paralleli, e la distanza tra loro è scelta per garantire la correlazione d'onda continua, sono 100-1000 m.

Quando si osserva su un profilo, il PV viene posizionato su un altro e viceversa. Un tale sistema di osservazione garantisce una correlazione d'onda continua lungo profili coniugati.

La profilazione multipla su più (da 3 a 9) profili coniugati è la base del metodo del profilo ampio. In questo caso, il punto di osservazione si trova sul profilo centrale e le eccitazioni vengono eseguite in sequenza da punti situati su profili coniugati paralleli. La molteplicità di tracciamento dei confini riflettenti lungo ciascuno dei profili paralleli può essere diversa. La molteplicità totale delle osservazioni è determinata dal prodotto della molteplicità per ciascuno dei profili coniugati per il loro numero totale. L'aumento del costo dell'osservazione di sistemi così complessi è giustificato dalla possibilità di ottenere informazioni sulle caratteristiche spaziali dei confini riflettenti.

I sistemi di osservazione areale costruiti sulla base di un cross array forniscono un campionamento areale delle tracce lungo il CDP a causa della successiva sovrapposizione di array, sorgenti e ricevitori a forma di croce.Come risultato di tale elaborazione, si forma un campo di 576 punti medi. Se spostiamo in sequenza la disposizione dei ricevitori sismici e la linea di eccitazione che lo attraversa lungo l'asse x di un passo dx e ripetiamo la registrazione, si otterrà una sovrapposizione di 12 volte, la cui larghezza è uguale alla metà base di eccitazione e ricezione lungo l'asse y di un passo dy, si ottiene un'ulteriore sovrapposizione di 12 volte. e la sovrapposizione totale sarà 144.

In pratica vengono utilizzati sistemi più economici e tecnologici, ad esempio 16 volte. Per la sua implementazione vengono utilizzati 240 canali di registrazione e 32 punti di eccitazione.La distribuzione fissa di sorgenti e ricevitori mostrata in Fig. 6 è chiamata blocco. Dopo aver ricevuto oscillazioni da tutte le 32 sorgenti, il blocco viene spostato di un passo dx, la ricezione da tutte le 32 sorgenti viene ripetuto di nuovo, ecc. Pertanto, l'intera striscia lungo l'asse x viene elaborata dall'inizio alla fine dell'area di studio. La striscia successiva di cinque linee di ricezione è posta parallela alla precedente in modo che la distanza tra le linee di ricezione adiacenti (più vicine) della prima e della seconda striscia sia uguale alla distanza tra le linee di ricezione nel blocco. In questo caso, le linee sorgente della prima e della seconda banda si sovrappongono per metà della base di eccitazione e così via. Pertanto, in questa versione del sistema, le linee di ricezione non vengono duplicate e i segnali vengono eccitati due volte in ciascun punto sorgente.

Reti di profilazione

Per ciascuna area di esplorazione esiste un limite al numero di osservazioni, al di sotto del quale è impossibile costruire mappe e diagrammi strutturali, nonché un limite superiore, al di sopra del quale l'accuratezza delle costruzioni non aumenta. La scelta di una rete di osservazione razionale è influenzata dai seguenti fattori: la forma dei confini, l'intervallo di variazione delle profondità, gli errori di misura nei punti di osservazione, sezioni di mappe sismiche e altri. Non sono state ancora trovate esatte dipendenze matematiche e pertanto vengono utilizzate espressioni approssimate.

Ci sono tre fasi dell'esplorazione sismica: regionale, di prospezione e di dettaglio. Nella fase di lavoro regionale, i profili tendono ad essere diretti all'incrocio dello sciopero delle strutture dopo 10-20 km. Questa regola è deviata da quando si eseguono profili di collegamento e si collegano con pozzi.

Durante le operazioni di ricerca, la distanza tra profili adiacenti non deve superare la metà della lunghezza stimata dell'asse maggiore della struttura oggetto di studio, normalmente non supera i 4 km. In studi dettagliati, la densità della rete di profili in diverse parti della struttura è diversa e di solito non supera i 4 km. In studi dettagliati, la densità della rete di profili in diverse parti dei profili è diversa e di solito non supera i 2 km. La rete dei profili è concentrata nei punti più interessanti della struttura (corona, linee di faglia, zone di cuneo, ecc.). La distanza massima tra i profili di collegamento non supera il doppio della distanza tra i profili di esplorazione. In presenza di perturbazioni discontinue nell'area di studio in ciascuno dei grandi blocchi, la rete di profili per la creazione di poligoni chiusi risulta complicata. Se le dimensioni dei blocchi sono piccole, vengono eseguiti solo i profili di collegamento, le cupole saline vengono esplorate lungo una rete radiale di profili con la loro intersezione sopra l'arco della cupola, i profili di collegamento passano lungo la periferia della cupola, i profili di collegamento passano lungo la periferia di il Duomo.

Quando si effettuano indagini sismiche nell'area in cui sono state precedentemente eseguite le indagini sismiche, la rete di nuovi profili dovrebbe ripetere parzialmente i vecchi profili per confrontare la qualità dei materiali vecchi e nuovi.La reception dovrebbe essere situata vicino ai pozzi.

I profili dovrebbero essere il più dritti possibile, tenendo conto del danno agricolo minimo. Quando si lavora sul CDP, l'angolo di rottura del profilo dovrebbe essere limitato, poiché l'angolo di inclinazione e la direzione dell'avvallamento dei confini possono essere stimati solo prima dell'inizio del lavoro sul campo e tenendo conto e correlando questi valori in il processo di sommatoria presenta notevoli difficoltà. Se prendiamo in considerazione solo la distorsione della cinematica dell'onda, allora l'angolo di piegatura ammissibile può essere stimato dalla relazione

b=2arsin(vср?t0/xmaxtgf),

dove?t=2?H/vav - incremento di tempo lungo la normale al confine xmax - lunghezza massima dell'odografo; f è l'angolo di incidenza del confine. La dipendenza del valore di b in funzione dell'argomento generalizzato vсрt0/tgf per vari xmax (da 0,5 a 5 km) è mostrata in (Fig. 4), che può essere utilizzata come tavolozza per stimare i valori ammessi dell'angolo di rottura del profilo sotto ipotesi specifiche sulla struttura del mezzo. Dato il valore ammissibile dello sfasamento dei termini dell'impulso (ad esempio ¼ del periodo T), possiamo calcolare il valore dell'argomento per il massimo angolo di incidenza possibile del confine e la minima velocità media possibile di propagazione dell'onda. L'ordinata della linea con xmax a questo valore dell'argomento indicherà il valore dell'angolo d'angolo massimo consentito del profilo.

Per stabilire l'esatta posizione dei profili, anche durante la progettazione dell'opera, viene effettuata la prima ricognizione. Durante il lavoro sul campo viene eseguita una ricognizione dettagliata.

3.2 Condizioni per l'eccitazione delle onde elastiche

Le oscillazioni sono eccitate per mezzo di esplosioni (cariche esplosive o linee LH) o sorgenti non esplosive.

I metodi per l'eccitazione delle oscillazioni sono selezionati in base alle condizioni, ai compiti e ai metodi del lavoro sul campo.

L'opzione di eccitazione ottimale viene selezionata in base alla pratica del lavoro precedente e viene perfezionata studiando il campo delle onde nel processo di lavoro sperimentale.

Eccitazione da fonti esplosive

Le esplosioni si producono nei pozzi, nelle fosse, nelle crepe, sulla superficie della terra, nell'aria. Viene utilizzata solo la sabbiatura elettrica.

Durante le esplosioni nei pozzi, l'effetto sismico maggiore si ottiene quando la carica è immersa al di sotto della zona di bassa velocità, durante un'esplosione in plastica e rocce annaffiate, quando le cariche nei pozzi sono ricoperte con acqua, perforando fango o terreno.

La scelta delle profondità ottimali dell'esplosione viene effettuata in base alle osservazioni dell'MSC e ai risultati del lavoro sperimentale

Nel processo di osservazione sul campo sul profilo, si dovrebbe sforzarsi di mantenere la costanza (ottimalità) delle condizioni di eccitazione.

Per ottenere un record consentito, la massa di una singola carica viene scelta come minima, ma sufficiente (tenendo conto del possibile raggruppamento di esplosioni) per garantire la necessaria profondità della ricerca. Il raggruppamento delle esplosioni dovrebbe essere utilizzato quando l'efficacia delle singole cariche è insufficiente. Periodicamente viene monitorata la correttezza della scelta della massa degli oneri.

La carica esplosiva deve scendere ad una profondità diversa da quella specificata di non più di 1 m.

La preparazione, l'immersione e la detonazione della carica vengono effettuate dopo i relativi ordini dell'operatore. Il blaster deve informare immediatamente l'operatore di un guasto o di un'esplosione incompleta.

Al termine dell'esplosione, i pozzi, le fosse e le fosse rimanenti dopo l'esplosione devono essere liquidati secondo le "Istruzioni per l'eliminazione delle conseguenze di un'esplosione durante le indagini sismiche"

Quando si lavora con cordoni detonanti (LDC), si consiglia di posizionare la sorgente lungo il profilo. I parametri di tale sorgente - la lunghezza e il numero di linee - sono scelti in base alle condizioni per garantire un'intensità sufficiente delle onde target e distorsioni accettabili nella forma dei loro record (la lunghezza della sorgente non deve superare la metà del minimo apparente lunghezza d'onda del segnale utile). In una serie di problemi, i parametri LDSH vengono scelti in modo da fornire la direttività della sorgente desiderata.

Per attenuare l'onda sonora, si consiglia di approfondire le linee della miccia detonante; in inverno - cospargere di neve.

Durante l'esecuzione delle operazioni di brillamento devono essere rispettati i requisiti delle "Norme uniformi di sicurezza per operazioni esplosive".

Per eccitare le oscillazioni nei giacimenti vengono utilizzate solo sorgenti non esplosive (impianti di detonazione del gas, sorgenti pneumatiche, ecc.).

Con l'eccitazione non esplosiva vengono utilizzati gruppi lineari o areali di sorgenti che operano in modo sincrono. I parametri dei gruppi - il numero di sorgenti, la base, il passo di movimento, il numero di impatti (in un punto) - dipendono dalle condizioni della superficie, dal campo d'onda di interferenza, dalla profondità di ricerca richiesta e sono selezionati in il processo di lavoro sperimentale

Quando si eseguono lavori con fonti non esplosive, è necessario osservare l'identità dei parametri principali della modalità di ciascuna delle fonti che operano in un gruppo.

L'accuratezza della sincronizzazione deve corrispondere alla fase di campionamento durante la registrazione, ma non essere inferiore a 0,002 s.

L'eccitazione delle oscillazioni da parte di sorgenti di impulsi viene eseguita, se possibile, su terreni densi e compattati con un colpo preliminare di compattazione.

La profondità del "timbro" dai colpi della lastra durante l'eccitazione di lavoro delle sorgenti non deve superare i 20 cm.

Quando si lavora con sorgenti non esplosive, devono essere rigorosamente osservate le norme di sicurezza e le procedure di lavoro previste dalle relative istruzioni per un lavoro sicuro con sorgenti non esplosive e dalle istruzioni tecniche operative.

L'eccitazione delle onde trasversali viene effettuata utilizzando effetti shock-meccanici, esplosivi o vibrazionali diretti orizzontalmente o obliquamente

Per implementare la selezione delle onde mediante polarizzazione nella sorgente, in ogni punto vengono eseguite azioni che differiscono nella direzione di 180°.

Il segno del momento dell'esplosione o dell'impatto, così come il tempo verticale, deve essere chiaro e stabile, garantendo la determinazione del momento con un errore non superiore a una fase di campionamento.

Se il lavoro viene eseguito su un oggetto con diverse fonti di eccitazione (esplosioni, vibratori, ecc.), È necessario garantire la duplicazione delle osservazioni fisiche con la ricezione di registrazioni da ciascuno di essi nei luoghi di cambio delle fonti.

Eccitazione da sorgenti pulsate

Numerose esperienze di lavoro con emettitori a impulsi di superficie mostrano che l'effetto sismico richiesto e i rapporti segnale-rumore accettabili si ottengono con l'accumulo di 16-32 impatti. Questo numero di accumuli equivale a esplosioni di cariche di TNT che pesano solo 150-300 g. L'elevata efficienza sismica degli emettitori è spiegata dall'elevata efficienza delle sorgenti deboli, che rende promettente il loro uso nell'esplorazione sismica, specialmente nel metodo CDP, quando La somma di N volte si verifica nella fase di elaborazione, fornendo un ulteriore aumento del rapporto segnale-rumore.

Sotto l'azione di molteplici carichi impulsivi con il numero ottimale di urti in un punto, le proprietà elastiche del terreno si stabilizzano e le ampiezze delle oscillazioni eccitate rimangono praticamente invariate. Tuttavia, con l'ulteriore applicazione dei carichi, la struttura del suolo viene distrutta e le ampiezze diminuiscono. Maggiore è la pressione al suolo d, maggiore è il numero di impatti Nk, l'ampiezza delle oscillazioni raggiunge un massimo e minore è la sezione piana della curva A=?(n). Il numero di impatti Nk, a cui l'ampiezza delle oscillazioni eccitate inizia a diminuire, dipende dalla struttura, dalla composizione del materiale e dal contenuto di umidità delle rocce e per la maggior parte dei terreni reali non supera 5-8. Con carichi impulsivi sviluppati da sorgenti gas-dinamiche, la differenza nelle ampiezze delle oscillazioni eccitate dal primo (A1) e dal secondo (A2) shock è particolarmente grande, il cui rapporto A2 / A1 può raggiungere valori di 1,4-1,6 . Differenze tra A2 e A3, A3 e A4, ecc. significativamente meno. Pertanto, quando si utilizzano sorgenti di terra, il primo impatto in un dato punto non si somma agli altri e serve solo per la compattazione preliminare del terreno.

Prima del lavoro di produzione utilizzando sorgenti non esplosive su ogni nuova area, viene eseguito un ciclo di lavoro per selezionare le condizioni ottimali per l'eccitazione e la registrazione dei campi di onde sismiche.

3.3 Condizioni per ricevere onde elastiche

Con l'eccitazione pulsata, si cerca sempre di creare nella sorgente un impulso acuto e breve, sufficiente per la formazione di onde intense riflesse dagli orizzonti studiati. Non disponiamo di mezzi efficaci per influenzare la forma e la durata di questi impulsi nelle sorgenti esplosive e di impatto. Inoltre, non disponiamo di mezzi altamente efficaci per influenzare le proprietà riflettenti, rifrattive e assorbenti delle rocce. Tuttavia, l'esplorazione sismica dispone di un intero arsenale di tecniche metodologiche e mezzi tecnici che consentono, nel processo di eccitazione e soprattutto di registrazione delle onde elastiche, nonché nel processo di elaborazione delle registrazioni ricevute, di evidenziare più chiaramente onde utili e sopprimere le onde di interferenza che interferiscono con la loro selezione. A tale scopo si utilizzano differenze nella direzione di arrivo di onde di vario tipo sulla superficie terrestre, nella direzione di spostamento delle particelle del mezzo dietro i fronti delle onde in arrivo, negli spettri di frequenza delle onde elastiche, nelle forme dei loro odografi, ecc.

Le onde elastiche sono registrate da un insieme di apparecchiature piuttosto complesse montate in corpi speciali montati su veicoli altamente transitabili - stazioni sismiche.

Un insieme di strumenti che registrano le vibrazioni del suolo causate dall'arrivo di onde elastiche in un punto o in un altro della superficie terrestre è chiamato canale di registrazione sismica (sismico). A seconda del numero di punti sulla superficie terrestre, in cui viene registrato contemporaneamente l'arrivo delle onde elastiche, si distinguono stazioni sismiche a 24, 48 canali e più.

Il collegamento iniziale del canale di registrazione sismica è un ricevitore sismico che percepisce le vibrazioni del suolo causate dall'arrivo di onde elastiche e le converte in tensioni elettriche. Poiché le vibrazioni del suolo sono molto ridotte, le tensioni elettriche che si verificano all'uscita del geofono vengono amplificate prima della registrazione. Con l'aiuto di coppie di fili, la tensione dall'uscita dei geofoni viene alimentata all'ingresso degli amplificatori montati nella stazione sismica. Per collegare i ricevitori sismici agli amplificatori, viene utilizzato uno speciale cavo sismico intrecciato, che di solito viene chiamato streamer sismico.

Un amplificatore sismico è un circuito elettronico che amplifica le tensioni applicate al suo ingresso di decine di migliaia di volte. Può, con l'ausilio di circuiti speciali di regolatori di guadagno o ampiezza semiautomatici o automatici (PRU, PRA, AGC, ARA), amplificare i segnali. Gli amplificatori includono circuiti speciali (filtri) che consentono di amplificare il più possibile le componenti di frequenza necessarie dei segnali, mentre altri sono minimamente, cioè per eseguire il loro filtraggio di frequenza.

La tensione dall'uscita dell'amplificatore viene alimentata al registratore. Esistono diversi modi per registrare le onde sismiche. In precedenza, il metodo ottico di registrazione delle onde su carta fotografica era il più utilizzato. Attualmente, le onde elastiche sono registrate su una pellicola magnetica. In entrambi i metodi, prima dell'inizio della registrazione, la carta fotografica o la pellicola magnetica vengono avviate mediante unità a nastro. Con il metodo di registrazione ottico, la tensione dall'uscita dell'amplificatore viene applicata al galvanometro a specchio e con il metodo magnetico alla testina magnetica. Quando la registrazione continua viene effettuata su carta fotografica o su pellicola magnetica, il metodo di registrazione del processo ondulatorio è chiamato analogico. Attualmente, il più utilizzato è il metodo di registrazione discreto (intermittente), che di solito viene chiamato digitale. In questo metodo, i valori istantanei delle ampiezze di tensione all'uscita dell'amplificatore vengono registrati in un codice digitale binario, ad intervalli regolari?t che variano da 0,001 a 0,004 s. Tale operazione è detta quantizzazione temporale, e il valore ?t adottato in questo caso è chiamato passo di quantizzazione. La registrazione digitale discreta in codice binario consente di utilizzare computer universali per l'elaborazione di dati sismici. I record analogici possono essere elaborati su un computer dopo essere stati convertiti in una forma digitale discreta.

La registrazione delle vibrazioni del suolo in un punto della superficie terrestre viene comunemente definita traccia o traccia sismica. L'insieme delle tracce sismiche ottenute in più punti adiacenti della superficie terrestre (o dei pozzi) su carta fotografica, in forma visiva analogica, costituisce un sismogramma, e su pellicola magnetica, un magnetogramma. Nel processo di registrazione, sismogrammi e magnetogrammi vengono contrassegnati con timestamp ogni 0,01 s e viene annotato il momento di eccitazione delle onde elastiche.

Qualsiasi apparecchiatura di registrazione sismica introduce una certa distorsione nel processo oscillatorio registrato. Per isolare e identificare onde dello stesso tipo su percorsi vicini, è necessario che le distorsioni introdotte in esse su tutti i percorsi siano le stesse. Per fare ciò, tutti gli elementi dei canali di registrazione devono essere identici tra loro e le distorsioni che introducono nel processo oscillatorio devono essere minime.

Le stazioni sismiche magnetiche sono dotate di apparecchiature che consentono di riprodurre il record in una forma adatta al suo esame visivo. Ciò è necessario per il controllo visivo sulla qualità della registrazione. La riproduzione dei magnetogrammi viene eseguita su carta fotografica, normale o elettrostatica utilizzando un oscilloscopio, una penna o un registratore a matrice.

Oltre ai nodi descritti, le stazioni sismiche sono alimentate con alimentatori, comunicazioni cablate o radio con punti di eccitazione e vari quadri di controllo. Le stazioni digitali dispongono di convertitori da analogico a codice e da codice ad analogico per convertire la registrazione analogica in digitale e viceversa, e circuiti (logici) che ne controllano il funzionamento. Per lavorare con i vibratori, la stazione dispone di un correlatore. I corpi delle stazioni digitali sono resi resistenti alla polvere e dotati di apparecchiature di condizionamento dell'aria, che sono particolarmente importanti per il funzionamento di alta qualità delle stazioni magnetiche.

3.4 Scelta dell'hardware e delle attrezzature speciali

L'analisi degli algoritmi di elaborazione dati del metodo CDP determina i requisiti di base per l'apparecchiatura. Le elaborazioni che comportano la selezione dei canali (formazione di sismogrammi CDP), l'AGC, l'introduzione di correzioni statiche e cinematiche, possono essere eseguite su macchine analogiche specializzate. Durante l'elaborazione, comprese le operazioni di determinazione delle correzioni statiche e cinematiche ottimali, la normalizzazione del record (AGC lineare), varie modifiche di filtraggio con il calcolo dei parametri di filtro dal record originale, la costruzione di un modello di velocità del mezzo e la trasformazione di una sezione temporale in una profonda, l'apparecchiatura deve avere ampie capacità che forniscono algoritmi di riconfigurazione sistematica. La complessità degli algoritmi di cui sopra e, soprattutto, la loro continua modifica in funzione delle caratteristiche sismogeologiche dell'oggetto in studio ha determinato la scelta dei calcolatori elettronici universali come strumento più efficace per l'elaborazione dei dati CDP.

L'elaborazione dei dati del metodo CDP su un computer consente di implementare rapidamente una gamma completa di algoritmi che ottimizzano il processo di estrazione delle onde utili e la loro trasformazione in una sezione. Le ampie capacità dei computer hanno ampiamente determinato l'uso della registrazione digitale dei dati sismici direttamente nel processo di lavoro sul campo.

Allo stesso tempo, attualmente, una parte significativa delle informazioni sismiche è registrata da stazioni sismiche analogiche. La complessità delle condizioni sismogeologiche e la natura della registrazione ad esse associata, nonché il tipo di attrezzatura utilizzata per registrare i dati sul campo, determinano il processo di elaborazione e il tipo di attrezzatura di elaborazione. Nel caso di registrazione analogica, l'elaborazione può essere eseguita su macchine analogiche e digitali, in registrazione digitale, su macchine digitali.

Il sistema di elaborazione digitale include un computer mainframe e una serie di dispositivi esterni specializzati. Questi ultimi sono destinati all'input-output di informazioni sismiche, eseguendo singole operazioni computazionali continuamente ricorrenti (convoluzione, integrale di Fourier) a una velocità significativamente superiore a quella del computer principale, dei plotter grafici specializzati e dei dispositivi di visualizzazione. In alcuni casi, l'intero processo di elaborazione è implementato da due sistemi che utilizzano un computer di classe media (preprocessore) e un computer di alta classe (processore principale) come computer principali. Un sistema basato su un computer di classe media viene utilizzato per inserire informazioni sul campo, convertire formati, registrarli e posizionarli in un formato standard su un'unità a nastro magnetico (NML) di un computer, riprodurre tutte le informazioni al fine di controllare la registrazione del campo e l'input qualità, e una serie di operazioni algoritmiche standard, obbligatorie per l'elaborazione in qualsiasi condizione sismogeologica. Come risultato dell'elaborazione dei dati all'uscita del preprocessore in codice binario nel formato del processore principale, le vibrazioni sismiche originali possono essere registrate nella sequenza di canali del sismogramma CSP e del sismogramma CDP, vibrazioni sismiche corrette per il valore di correzioni statiche e cinematiche a priori. La riproduzione del record trasformato, oltre ad analizzare i risultati di input, consente di selezionare gli algoritmi di post-elaborazione implementati sul processore principale, nonché di determinare alcuni parametri di elaborazione (larghezza di banda del filtro, modalità AGC, ecc.). Il processore principale, in presenza di un preprocessore, è predisposto per eseguire le principali operazioni algoritmiche (determinazione delle correzioni statiche e cinematiche corrette, calcolo delle velocità effettive e di formazione, filtraggio in varie modifiche, conversione di una sezione temporale in una sezione di profondità). Pertanto, come processore principale vengono utilizzati computer con memoria ad alta velocità (10 6 operazioni per 1 s), operativa (32-64 mila parole) e intermedia (dischi con una capacità di 10 7 - 10 8 parole). L'utilizzo di un preprocessore consente di aumentare la redditività dell'elaborazione eseguendo una serie di operazioni standard su un computer, il cui costo di esercizio è notevolmente inferiore.

Quando si elaborano informazioni sismiche analogiche su un computer, il sistema di elaborazione è dotato di apparecchiature di input specializzate, il cui elemento principale è un blocco per convertire la registrazione continua in un codice binario. L'ulteriore elaborazione del record digitale così ottenuto è del tutto equivalente al trattamento dei dati di registrazione digitale sul campo. L'uso di stazioni digitali per la registrazione, il cui formato di registrazione coincide con il formato del computer NML, elimina la necessità di un dispositivo di input specializzato. In effetti, il processo di immissione dei dati si riduce all'installazione di un nastro da campo su un computer NML. In caso contrario, il computer è dotato di un registratore a nastro buffer con un formato equivalente a quello di una stazione sismica digitale.

Dispositivi specializzati per complessi di elaborazione digitale.

Prima di procedere a una descrizione diretta dei dispositivi esterni, considereremo le questioni relative al posizionamento delle informazioni sismiche su un computer lepte (registratore a nastro di una stazione digitale). Nel processo di conversione di un segnale continuo, alle ampiezze dei valori di riferimento presi ad un intervallo costante dt viene assegnato un codice binario che ne determina il valore numerico e il segno. Ovviamente il numero di valori di riferimento c su una data traccia t con una durata utile di registrazione t è pari a c = t/dt+1, e il numero totale c" di valori di riferimento su un sismogramma a canale m è c" = cm. In particolare, a t = 5 s, dt = 0,002 s e m = 2, s = 2501 e s" = 60024 numeri scritti in codice binario.

Nella pratica dell'elaborazione digitale, ogni valore numerico equivalente a una data ampiezza è solitamente chiamato parola sismica. Il numero di cifre binarie di una parola sismica, detta sua lunghezza, è determinato dal numero di cifre del convertitore da analogico a codice di una stazione sismica digitale (un dispositivo di input per la codifica di registrazioni magnetiche analogiche). Un numero fisso di cifre binarie che una macchina digitale opera durante l'esecuzione di operazioni aritmetiche è generalmente chiamato parola macchina. La lunghezza della parola macchina è determinata dal progetto del computer e può essere uguale alla lunghezza della parola sismica o superarla. In quest'ultimo caso, quando le informazioni sismiche vengono immesse in un computer, vengono immesse diverse parole sismiche in ciascuna cella di memoria con una capacità di una parola macchina. Questa operazione è chiamata imballaggio. La procedura per inserire informazioni (parole sismiche) sul nastro magnetico di un dispositivo di archiviazione di un computer o sul nastro magnetico di una stazione digitale è determinata dalla loro progettazione e dai requisiti degli algoritmi di elaborazione.

Direttamente il processo di registrazione delle informazioni digitali su un registratore per computer è preceduto dalla fase di marcatura in zone. Sotto la zona si intende una certa sezione del nastro, progettata per la successiva registrazione di k parole, dove k \u003d 2 e il grado n \u003d 0, 1, 2, 3. . ., e 2 non devono superare la capacità della RAM. Quando si segna sulle tracce di un nastro magnetico, viene scritto un codice che indica il numero di zona e una sequenza di impulsi di clock separa ogni parola.

Nel processo di registrazione di informazioni utili, ogni parola sismica (codice binario del valore di riferimento) viene registrata su una sezione del nastro magnetico separata da una serie di impulsi di clock all'interno della zona data. A seconda del design dei registratori a nastro, viene utilizzata la registrazione di codice parallelo, seriale parallela e codice seriale. Con un codice parallelo, un numero equivalente a una data ampiezza di riferimento viene scritto in una linea attraverso il nastro magnetico. Per questo viene utilizzato un blocco multitraccia di testine magnetiche, il cui numero è uguale al numero di bit in una parola. La scrittura in un codice seriale parallelo prevede il posizionamento di tutte le informazioni su una determinata parola all'interno di più righe, disposte in sequenza una dopo l'altra. Infine, con un codice seriale, le informazioni su una determinata parola vengono registrate da una testina magnetica lungo il nastro magnetico.

Il numero di parole macchina K 0 all'interno della zona di un registratore per computer destinato a posizionare le informazioni sismiche è determinato dal tempo utile di registrazione t su una data traccia, dalla fase di quantizzazione dt e dal numero di parole sismiche r racchiuse in una parola macchina .

Pertanto, la prima fase dell'elaborazione informatica delle informazioni sismiche registrate da una stazione digitale in forma multiplex prevede il suo demultiplexing, ovvero il campionamento dei valori di riferimento corrispondenti al loro posizionamento sequenziale su una determinata traccia del sismogramma lungo l'asse t e la loro registrazione nella zona NML, il cui numero è assegnato a livello di codice a questo canale. L'immissione di informazioni sismiche analogiche in un computer, a seconda della progettazione di un dispositivo di input specializzato, può essere eseguita sia per canale che in modalità multiplex. In quest'ultimo caso, la macchina, secondo un determinato programma, esegue il demultiplexing e la registrazione delle informazioni in una sequenza di valori di riferimento su una determinata traccia nella zona corrispondente dell'NML.

Un dispositivo per l'immissione di informazioni analogiche in un computer.

L'elemento principale del dispositivo per l'immissione di record sismici analogici in un computer è un convertitore analogico-digitale (ADC), che esegue le operazioni di conversione di un segnale continuo in un codice digitale. Attualmente sono noti diversi sistemi ADC. Per codificare i segnali sismici, nella maggior parte dei casi vengono utilizzati convertitori di ponderazione del feedback bit per bit. Il principio di funzionamento di un tale convertitore si basa sul confronto della tensione di ingresso (ampiezza di riferimento) con quella di compensazione. La tensione di compensazione Uk cambia bit per bit a seconda che la somma delle tensioni superi il valore di ingresso U x . Uno dei componenti principali dell'ADC è un convertitore digitale-analogico (DAC), controllato da un organo nullo definito dal programma che confronta la tensione convertita con la tensione di uscita del DAC. Al primo impulso di clock compare all'uscita del DAC una tensione U K pari a 1/2Ue. Se supera la tensione totale U x , il trigger di ordine superiore sarà nella posizione "zero". Altrimenti (U x >U Kl), il trigger di ordine superiore sarà in posizione uno. Sia la disuguaglianza U x< 1/2Uэ и в первом разряде выходного регистра записан нуль. Тогда во втором такте U x сравнивается с эталонным напряжением 1/4Uэ, соответствующим единице следующего разряда. Если U x >Ue, quindi verrà scritta un'unità nella seconda cifra del registro di uscita, e nel terzo ciclo di confronto, U x verrà confrontata con la tensione di riferimento 1/4Ue + 1/8Ue, corrispondente a una nella cifra successiva. In ogni i-esimo ciclo successivo di confronto, se nel precedente è stata scritta un'unità, la tensione Uki-1 aumenta di Ue /2 fino a che U x è minore di Uki. In questo caso, la tensione di uscita U x viene confrontata con Uki+1 = Ue / 2 Ue / 2, ecc. Come risultato del confronto di U x con un U K che cambia bit, i trigger di tali scariche saranno nello "zero " posizione, la cui inclusione ha causato una sovracompensazione, e in posizione "uno" - innesca le scariche che hanno fornito la migliore approssimazione alla tensione misurata. In questo caso, nel registro di uscita verrà scritto un numero equivalente alla tensione di ingresso,

Ux = ?aiUe/2

Dal registro di uscita, tramite l'unità di interfaccia del dispositivo di input, su comando del computer, il codice digitale viene inviato al computer per l'ulteriore elaborazione del software. Conoscendo il principio di funzionamento di un convertitore analogico-digitale, non è difficile comprendere lo scopo e il principio di funzionamento dei blocchi principali del dispositivo per l'immissione di informazioni analogiche in un computer.

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(fondamenti di teoria dell'elasticità, sismica geometrica, fenomeni sismoelettrici; proprietà sismiche delle rocce (energia, attenuazione, velocità delle onde)

L'esplorazione sismica applicata ha origine da sismologia, cioè. scienza che si occupa della registrazione e dell'interpretazione delle onde derivanti da terremoti. Anche lei è chiamata sismologia esplosiva- le onde sismiche sono eccitate in luoghi separati da esplosioni artificiali al fine di ottenere informazioni sulla struttura geologica regionale e locale.

Quella. esplorazione sismica- si tratta di un metodo geofisico per lo studio della crosta terrestre e del mantello superiore, nonché per l'esplorazione di giacimenti minerari, basato sullo studio della propagazione di onde elastiche eccitate artificialmente, mediante esplosioni o impatti.

Le rocce, a causa della diversa natura di formazione, hanno diverse velocità di propagazione delle onde elastiche. Ciò porta al fatto che ai confini degli strati di diversi mezzi geologici si formano onde riflesse e rifratte con velocità diverse, la cui registrazione viene effettuata sulla superficie della terra. Dopo aver interpretato ed elaborato i dati ottenuti, possiamo ottenere informazioni sulla struttura geologica dell'area.

Enormi successi nell'esplorazione sismica, soprattutto nel campo dei metodi di osservazione, iniziarono a vedersi dopo gli anni '20 del secolo scorso. Circa il 90% dei fondi spesi per l'esplorazione geofisica nel mondo ricade sull'esplorazione sismica.

Tecnica di esplorazione sismica si basa sullo studio della cinematica delle onde, cioè sullo studio tempi di percorrenza di varie onde dal punto di eccitazione ai ricevitori sismici, che amplificano le oscillazioni in più punti del profilo di osservazione. Quindi le vibrazioni vengono convertite in segnali elettrici, amplificati e registrati automaticamente su magnetogrammi.

Come risultato dell'elaborazione dei magnetogrammi, è possibile determinare le velocità delle onde, la profondità dei confini sismogeologici, il loro avvallamento, urto. Utilizzando i dati geologici, è possibile stabilire la natura di questi confini.

Esistono tre metodi principali nell'esplorazione sismica:

    metodo delle onde riflesse (MOW);

    metodo dell'onda rifratta (MPV o CMPV - correlazione) (questa parola è omessa per abbreviazione).

    metodo dell'onda trasmessa.

In questi tre metodi si possono distinguere una serie di modifiche che, in considerazione delle modalità speciali di esecuzione del lavoro e di interpretazione dei materiali, sono talvolta considerate metodi indipendenti.

Questi sono i seguenti metodi: MRNP - un metodo di ricezione diretta controllata;

Metodo di ricezione direzionale variabile

Si basa sull'idea che in condizioni in cui i confini tra gli strati sono ruvidi o formati da eterogeneità distribuite sull'area, le onde di interferenza vengono riflesse da essi. Su basi di ricezione brevi, tali oscillazioni possono essere suddivise in onde piane elementari, i cui parametri determinano in modo più accurato la posizione delle disomogeneità, le fonti del loro verificarsi, rispetto alle onde di interferenza. Inoltre, MIS viene utilizzato per risolvere onde regolari che arrivano contemporaneamente al profilo in direzioni diverse. I mezzi per risolvere e dividere le onde in MRTD sono la somma rettilinea multitemporale regolabile e il filtraggio a frequenza variabile con enfasi sulle alte frequenze.

Il metodo era inteso per la ricognizione di aree con strutture complesse. Il suo utilizzo per la ricognizione di strutture di piattaforme leggermente inclinate ha richiesto lo sviluppo di una tecnica speciale.

Le aree di applicazione del metodo nella geologia del petrolio e del gas, dove è stato maggiormente utilizzato, sono le aree con la struttura geologica più complessa, lo sviluppo di complesse pieghe di avancorpo, la tettonica del sale e le strutture di scogliera.

RTM - metodo delle onde rifratte;

CDP - metodo comune del punto di profondità;

MPOV - metodo delle onde riflesse trasversali;

MOBV - metodo delle onde convertite;

MOG - il metodo degli odografi invertiti, ecc.

Metodo dell'odografo invertito. La particolarità di questo metodo risiede nell'immersione del ricevitore sismico in pozzi appositamente perforati (fino a 200 m) o esistenti (fino a 2000 m). sotto la zona (ZMS) e più confini. Le oscillazioni sono eccitate vicino alla superficie della luce diurna lungo profili che si trovano longitudinalmente (rispetto ai pozzi), non longitudinalmente o lungo l'area. Gli odografi di superficie lineari e invertiti delle onde si distinguono dal modello d'onda generale.

A CDP applicare osservazioni lineari e areali. I sistemi areali sono usati in pozzi separati per determinare la posizione spaziale degli orizzonti riflettenti. La lunghezza degli odografi invertiti per ciascun pozzetto di osservazione è determinata empiricamente. Di solito la lunghezza dell'odografo è di 1,2 - 2,0 km.

Per un quadro completo, è necessario che gli odografi si sovrappongano e questa sovrapposizione dipenderebbe dalla profondità del livello di registrazione (solitamente 300 - 400 m). La distanza tra i fucili è di 100 - 200 m, in condizioni sfavorevoli - fino a 50 m.

I metodi di trivellazione vengono utilizzati anche nella ricerca di giacimenti di petrolio e gas. I metodi di perforazione sono molto efficaci nello studio dei confini profondi, quando, a causa delle onde multiple intense, del rumore superficiale e della complessa struttura profonda della sezione geologica, i risultati sismici del terreno non sono sufficientemente affidabili.

Profilazione sismica verticale - si tratta di una registrazione sismica integrale eseguita da una sonda multicanale con speciali dispositivi di bloccaggio che fissano la posizione dei ricevitori sismici vicino alla parete del pozzo; ti permettono di eliminare le interferenze e di correlare le onde. VSP è un metodo efficace per studiare i campi d'onda e il processo di propagazione delle onde sismiche nei punti interni dei mezzi reali.

La qualità dei dati studiati dipende dalla corretta scelta delle condizioni di eccitazione e dalla loro costanza nel processo di conduzione della ricerca. Le osservazioni VSP (profilo verticale) sono determinate dalla profondità e dalle condizioni tecniche del pozzo. I dati VSP vengono utilizzati per valutare le proprietà riflettenti dei confini sismici. Dal rapporto tra gli spettri ampiezza-frequenza delle onde dirette e riflesse si ottiene la dipendenza del coefficiente di riflessione del confine sismico.

Metodo di esplorazione piezoelettrica si basa sull'uso di campi elettromagnetici derivanti dall'elettrificazione delle rocce da parte di onde elastiche eccitate da esplosioni, urti e altre sorgenti di impulsi.

Volarovich e Parkhomenko (1953) stabilirono l'effetto piezoelettrico di rocce contenenti minerali piezoelettrici con assi elettrici orientati in un certo modo. L'effetto piezoelettrico delle rocce dipende dai minerali piezoelettrici, dai modelli di distribuzione spaziale e dall'orientamento di questi assi elettrici nelle trame; dimensioni, forme e struttura di queste rocce.

Il metodo è utilizzato nelle varianti di terra, trivellazione e miniera nella ricerca e nell'esplorazione di giacimenti di quarzo minerale (oro, tungsteno, molibdeno, stagno, cristallo di rocca, mica).

Uno dei compiti principali nello studio di questo metodo è la scelta di un sistema di osservazione, ad es. la posizione relativa dei punti di esplosione e dei ricevitori. In condizioni di terreno, un sistema di osservazione razionale è costituito da tre profili, in cui il profilo centrale è il profilo delle esplosioni, ei due profili estremi sono i profili della disposizione dei ricevitori.

Secondo i compiti da risolvere esplorazione sismica suddiviso in:

esplorazione sismica profonda;

strutturale;

olio e gas;

minerale; carbone;

indagine sismica idrogeologica ingegneristica.

Secondo il metodo di lavoro, ci sono:

terra,

bene tipi di esplorazione sismica.

punto di profondità comune, CDP) è un metodo di rilevamento sismico.

L'esplorazione sismica - un metodo di esplorazione geofisica dell'interno della terra - ha molte modifiche. Qui ne considereremo solo uno, il metodo delle onde riflesse, e, inoltre, la lavorazione dei materiali ottenuti con il metodo delle sovrapposizioni multiple, o, come viene comunemente chiamato, il metodo del punto di profondità comune (CDP o CDP) .

Storia

Nato nei primi anni '60 del secolo scorso, è diventato per molti decenni il principale metodo di esplorazione sismica. Sviluppandosi rapidamente sia quantitativamente che qualitativamente, ha completamente soppiantato il semplice metodo delle onde riflesse (ROW). Ciò è dovuto, da un lato, allo sviluppo non meno rapido dei metodi di elaborazione informatizzati (prima analogici e poi digitali) e, dall'altro, alla possibilità di aumentare la produttività del lavoro sul campo utilizzando grandi basi di ricezione impossibili in il metodo SW. Non l'ultimo ruolo è stato svolto qui dall'aumento del costo del lavoro, ovvero dall'aumento della redditività dell'esplorazione sismica. Per giustificare l'aumento del costo del lavoro, molti libri e articoli sono stati scritti sulla perniciosità delle onde multiple, che da allora sono diventate la base per giustificare l'applicazione del metodo comune del punto di profondità.

Tuttavia, questa transizione dall'oscilloscopio MOB al MOGT basato su macchina non è stata così priva di nuvole. Il metodo SVM si basava sul collegamento di odografi in punti reciproci. Questo collegamento ha garantito in modo affidabile l'identificazione di odografi appartenenti allo stesso confine riflettente. Il metodo non ha richiesto alcuna correzione per garantire la correlazione di fase, né cinematica né statica (correzioni dinamiche e statiche). I cambiamenti nella forma della fase correlata erano direttamente correlati ai cambiamenti nelle proprietà dell'orizzonte riflettente, e solo con essi. Né la conoscenza imprecisa delle velocità dell'onda riflessa né le correzioni statiche imprecise hanno influenzato la correlazione.

Il coordinamento in punti reciproci è impossibile a grandi distanze dei ricevitori dal punto di eccitazione, poiché gli odografi sono intersecati da treni di onde di interferenza a bassa velocità. Pertanto, i processori CDP hanno abbandonato il collegamento visivo di punti reciproci, sostituendoli ottenendo una forma del segnale sufficientemente stabile per ciascun punto risultato ottenendo questa forma sommando componenti approssimativamente omogenei. L'esatta correlazione quantitativa dei tempi è stata sostituita da una stima qualitativa della forma della fase totale risultante.

Il processo di registrazione di un'esplosione o di qualsiasi fonte di eccitazione diversa da una vibrosi è simile a scattare una fotografia. Il flash illumina l'ambiente e la risposta di questo ambiente viene catturata. Tuttavia, la risposta a un'esplosione è molto più complessa di una fotografia. La differenza principale è che la fotografia cattura la risposta di una singola superficie, anche se arbitrariamente complessa, mentre l'esplosione provoca la risposta di molte superfici, una sotto o dentro l'altra. Inoltre, ogni superficie sovrastante lascia il segno sull'immagine di quelle sottostanti. Questo effetto può essere visto se guardi il lato di un cucchiaio immerso nel tè. Sembra rotto, mentre sappiamo fermamente che non c'è rottura. Le superfici stesse (i confini della sezione geologica) non sono mai piatte e orizzontali, il che si manifesta nelle loro risposte - odografi.

Trattamento

L'essenza dell'elaborazione dei dati CDP è che ogni traccia del risultato è ottenuta sommando i canali originali in modo tale che la somma includa segnali riflessi dallo stesso punto dell'orizzonte profondo. Prima di sommare è stato necessario apportare delle correzioni ai tempi di registrazione in modo da trasformare la registrazione di ogni singola traccia, portarla in una forma simile alla traccia allo shot point, ovvero convertirla nella forma t0. Questa era l'idea originale degli autori del metodo. Naturalmente, è impossibile selezionare i canali richiesti per l'accatastamento senza conoscere la struttura del mezzo e gli autori hanno posto le condizioni per l'applicazione del metodo alla presenza di una sezione a strati orizzontalmente con angoli di pendenza non superiori a 3 gradi. In questo caso, la coordinata del punto riflettente è esattamente uguale alla metà della somma delle coordinate del ricevitore e della sorgente.

Tuttavia, la pratica ha dimostrato che se questa condizione viene violata, non accade nulla di terribile, i tagli risultanti hanno un aspetto familiare. Il fatto che in questo caso venga violata la giustificazione teorica del metodo, che le riflessioni da un solo punto, ma dal sito, siano riassunte, tanto maggiore quanto maggiore è l'angolo di inclinazione dell'orizzonte, non dava fastidio a nessuno, perché la valutazione della qualità e dell'affidabilità della sezione non era più accurata, quantitativa, ma di qualità approssimativa. Risulta un asse continuo di in-phase, il che significa che tutto è in ordine.

Poiché ogni traccia del risultato è la somma di un certo insieme di canali, e la qualità del risultato è valutata dalla stabilità della forma della fase, è sufficiente avere un insieme stabile delle componenti più forti di questa somma, indipendentemente da la natura di questi componenti. Quindi, riassumendo alcune interferenze a bassa velocità, otteniamo un taglio abbastanza decente, approssimativamente stratificato orizzontalmente, dinamicamente ricco. Naturalmente, non avrà nulla a che fare con una vera sezione geologica, ma soddisferà pienamente i requisiti per il risultato: la stabilità e la lunghezza delle fasi in fase. Nel lavoro pratico, una certa quantità di tali interferenze entra sempre nella somma e, di regola, l'ampiezza di queste interferenze è molto maggiore dell'ampiezza delle onde riflesse.

Torniamo all'analogia tra esplorazione sismica e fotografia. Immagina di incontrare in una strada buia un uomo con una lanterna, con la quale brilla nei nostri occhi. Come possiamo considerarlo? Apparentemente, proveremo a coprirci gli occhi con le mani, a proteggerli dalla lanterna, quindi sarà possibile esaminare una persona. Pertanto, dividiamo l'illuminazione totale in componenti, rimuoviamo il superfluo, ci concentriamo sul necessario.

Quando elaboriamo i materiali CDP, facciamo esattamente il contrario: riassumiamo, combiniamo il necessario e il non necessario, sperando che il necessario si manifesti da solo. Inoltre. Dalla fotografia, sappiamo che più piccolo è l'elemento dell'immagine (la granulosità del materiale fotografico), migliore, più dettagliata è l'immagine. Puoi vedere spesso nei documentari TV, quando devi nascondere, distorcere l'immagine, è presentato con elementi di grandi dimensioni, dietro i quali puoi vedere un oggetto, vederne i movimenti, ma è semplicemente impossibile vedere un oggetto del genere in dettaglio. Questo è esattamente ciò che accade quando i canali vengono sommati durante la lavorazione dei materiali CDP.

Per ottenere l'aggiunta in fase di segnali anche con bordo riflettente perfettamente piatto e orizzontale, è necessario prevedere correzioni che compensino idealmente le disomogeneità del rilievo e della parte superiore della sezione. È ideale anche per compensare la curvatura dell'odografo in modo da spostare le fasi di riflessione ottenute a distanze dal punto di eccitazione di tempi corrispondenti al tempo di passaggio del raggio sismico alla superficie riflettente e indietro lungo la normale alla superficie. Entrambi sono impossibili senza una conoscenza dettagliata della struttura della parte superiore della sezione e della forma dell'orizzonte riflettente, impossibile da fornire. Pertanto, durante l'elaborazione, vengono utilizzate informazioni puntuali e frammentarie sulla zona di basse velocità e l'approssimazione degli orizzonti riflettenti su un piano orizzontale. Le conseguenze di ciò e i metodi per estrarre la massima informazione dal materiale più ricco fornito dal CDP sono discussi nella descrizione di "Elaborazione dominante (Metodo di Baybekov)".

Parole chiave

SISMICO CDP / RICERCA DIRETTA DI IDROCARBURI / RUMORE GEODINAMICO INDOTTO / TASSO DI SUCCESSO DI PERFORAZIONE DI ESPLORAZIONE/ CDPM SISMICO / ESPLORAZIONE DIRETTA DI IDROCARBURI/ RUMORE GEODINAMICO INDOTTO / RAPPORTO DI SUCCESSO PROSPETTIVO ED ESPLORATIVO

annotazione articolo scientifico sulle scienze della Terra e relative scienze ecologiche, autore di lavori scientifici - Maksimov L.A., Vedernikov G.V., Yashkov G.N.

Vengono fornite informazioni sulla tecnologia del rilevamento sismico passivo-attivo utilizzando il metodo del punto di profondità comune (CDP CPS), che risolve il problema esplorazione diretta di giacimenti di idrocarburi secondo parametri dinamici emessi da questi depositi rumore geodinamico indotto. È dimostrato che l'uso di questa tecnologia consente di prevenire la perforazione di pozzi improduttivi. Materiali e metodi La tecnologia CDP DAS proposta combina la registrazione e l'interpretazione degli HC irradiati da depositi e onde riflesse dai confini sismici. Ciò garantisce un'elevata efficienza nello studio della geometria dei confini riflettenti e nella registrazione degli idrocarburi emessi dai depositi. rumore geodinamico indotto. Risultati La tecnologia PAS CDP è stata testata su decine di giacimenti di idrocarburi nella Siberia occidentale e orientale e ha dimostrato la sua efficacia: tutti i campi sono caratterizzati da anomalie nell'intensità del rumore geodinamico e dall'assenza di tali anomalie al di fuori dei campi. Conclusioni Le suddette possibilità della tecnologia PAS CDP sono molto rilevanti in questo momento, in cui la crisi dell'economia continua ad intensificarsi. Questa tecnologia consentirà ai petrolieri di perforare trappole di idrocarburi, piuttosto che strutture, il che aumenterà l'efficienza dell'esplorazione geologica (diverse volte) nella ricerca di petrolio e gas.

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Sono contenute le informazioni sulla tecnologia del sismico passivo e attivo utilizzando il metodo del punto di profondità comune (di seguito “il PAS CDPM”), risolvendo il problema dell'esplorazione diretta degli accumuli di idrocarburi utilizzando l'informazione di ampiezza del rumore geodinamico indotto emesso da questi accumuli. È dimostrato che l'uso di questa tecnologia può impedire la perforazione di pozzi non produttivi. Materiali e metodi La tecnologia PAS CDPM proposta integra la registrazione e l'interpretazione dei rumori geodinamici indotti emessi dagli accumuli di idrocarburi e delle onde riflesse dagli orizzonti sismici. Ciò fornisce un'elevata efficienza nello studio della geometria dei riflettori e nella registrazione dei rumori geodinamici indotti emessi dagli accumuli di idrocarburi. Risultati La tecnologia PAS CDPM testata in dozzine di accumuli di idrocarburi della Siberia occidentale e orientale ha dimostrato la sua efficienza, ovvero tutti gli accumuli hanno mostrato anomalie di intensità dei rumori geodinamici e non sono state osservate tali anomalie al di fuori degli accumuli. Conclusioni La suddetta capacità della tecnologia PAS CDPM è rilevante al giorno d'oggi, quando la crisi economica sta prendendo piede. La tecnologia definita consentirà agli esperti di petrolio di perforare trappole invece di strutture di perforazione che aumenteranno di sempre l'efficienza dell'esplorazione geologica di petrolio e gas.

Il testo del lavoro scientifico sul tema "Rumore geodinamico dei depositi di idrocarburi ed esplorazione sismica passiva-attiva di CDP"

GEOFISICA

Rumore geodinamico dei giacimenti di idrocarburi ed esplorazione sismica passiva-attiva di CDP

LA. massime

Candidato di G.-M.S., art. insegnante1 [email protetta]

GV Vedernikov

d.g.-m.-sci., vice. direttore scientifico2 [email protetta]

GN Yaskov

cap. geofisico2 [email protetta]

Università statale di Novosibirsk, Novosibirsk, Russia 2NMT-Seis LLC, Novosibirsk, Russia

Vengono fornite informazioni sulla tecnologia del rilievo sismico passivo-attivo mediante il metodo del punto di profondità comune (CDP CDP), che risolve il problema della ricerca diretta di depositi di idrocarburi mediante parametri dinamici emessi da questi depositi di rumore geodinamico indotto. È dimostrato che l'uso di questa tecnologia consente di prevenire la perforazione di pozzi improduttivi.

Materiali e metodi

La tecnologia CDP DAS proposta combina la registrazione e l'interpretazione del rumore geodinamico indotto emesso dai depositi di idrocarburi e delle onde riflesse dai confini sismici. Ciò garantisce un'elevata efficienza nello studio della geometria dei confini riflettenti e nella registrazione del rumore geodinamico indotto emesso dai depositi di idrocarburi.

Parole chiave

CDP sismico, ricerca diretta di giacimenti di idrocarburi, rumore geodinamico indotto, percentuale di successo delle perforazioni esplorative

Il compito principale dei metodi sismici attualmente utilizzati è quello di studiare la distribuzione spaziale dei parametri fisici e degli indicatori dell'attività sismica spontanea.

L'esplorazione sismica oggi è il metodo principale per preparare oggetti per la prospezione e la perforazione esplorativa. Rivela con sufficiente certezza strutture che, in determinate condizioni favorevoli, possono contenere o meno giacimenti di petrolio. Solo un pozzo confermerà questa incertezza, ma a quale costo?

Il successo della ricerca di giacimenti di petrolio e gas era entro il 10 ... 30% in passato (in URSS e negli Stati Uniti) e rimane entro questi limiti oggi (Fig. 1). E resisterà domani e dopodomani, e fino a quando i petrolieri non passeranno dalla ricerca di strutture alla ricerca di trappole contenenti petrolio. Il significato di aumentare l'efficienza dei lavori di prospezione ed esplorazione si riduce a un compito ovvio: separare le strutture identificate dall'esplorazione sismica in trappole di petrolio e gas produttive e improduttive. Se questo problema viene risolto, si risparmiano enormi quantità di denaro, che vengono spese per la prospezione e la perforazione esplorativa in strutture ovviamente improduttive.

È noto che i giacimenti di petrolio e gas, essendo sistemi termodinamici instabili, emettono un livello maggiore di rumore geodinamico spontaneo e indotto. Per analizzare tali rumori ai fini della ricerca diretta di depositi di idrocarburi (HC), una tecnologia innovativa di rilevamento sismico passivo-attivo che utilizza il metodo del punto di profondità comune (CDP PAS) sviluppato presso NMT-Seis LLC (un analogo della versione attiva di la tecnologia ANCHAR) può essere utilizzata.

Il sismico CDP standard moderno è intrinsecamente passivo-attivo. Infatti, microsismi e rumori geodinamici vengono registrati sulla traccia sismica nell'area prima dei primi arrivi di onde regolari, la componente passiva del record. Nel resto della registrazione, insieme ai microsismi e al rumore geodinamico, vengono registrate le oscillazioni delle onde regolari, la componente attiva della registrazione, che contiene informazioni sulla geometria dei confini sismici nello spessore della terra. La componente passiva contiene informazioni sulla presenza (assenza) di depositi di idrocarburi che emettono rumore geodinamico.

La tecnologia PAS CDP proposta combina registrazione e

Riso. 1 - Dinamica delle variazioni del tasso di successo (in%) durante la perforazione di pozzi di prospezione ed esplorazione negli Stati Uniti

Riso. 2 - Sezione sismica temporale (A), spettro ampiezza-frequenza dei microsismi (B) e grafici dell'intensità dello spettro nelle bande di frequenza (C)

interpretazione del rumore geodinamico indotto artificialmente emesso da depositi di idrocarburi e onde riflesse dai confini sismici. Ciò garantisce sia un'elevata efficienza nello studio della geometria dei confini riflettenti e delle velocità tra di essi dovuta al ripetuto inseguimento delle onde riflesse da questi confini, sia un'elevata efficienza nella ricerca di depositi di idrocarburi dovuta all'esposizione ripetuta alle onde sismiche e alla registrazione del rumore geodinamico indotto emesso da loro. Un importante vantaggio del metodo risiede nella possibilità di un'estrazione parallela indipendente di informazioni da campi d'onda che hanno una natura fondamentalmente diversa e sono registrati quasi contemporaneamente in un unico luogo. In linea di principio, la tecnologia CDP DAS è una delle modificazioni del sismico multionda, nel senso più ampio del termine "sismico multionda", cioè non solo onde di polarizzazione diversa. Pertanto, dopo aver svolto un'interpretazione congiunta delle onde riflesse e del rumore, avremo informazioni sulla geometria dei confini nel mezzo e sulla presenza di SW nel mezzo, ovvero saremo in grado di risolvere il problema delle ricerche dirette per trappole SW, e non strutture, come si fa oggi. E questo momento è molto fondamentale, poiché diventa possibile risolvere il problema principale della prospezione e della perforazione esplorativa. Allo stesso tempo, il successo della perforazione aumenta notevolmente (molte volte).

La tecnologia PAS CDP è stata testata su decine di giacimenti di idrocarburi nella Siberia occidentale e orientale e ha dimostrato la sua efficacia: tutti i campi sono contrassegnati da anomalie

l'intensità del rumore geodinamico (Fig. 2) e l'assenza di tali anomalie al di fuori dei campi (Fig. 3).

Negli ultimi 7 anni, nell'ambito di contratti statali, insieme all'impresa unitaria dello Stato federale SNIIGGiMS, sono stati effettuati lavori sulla previsione delle zone di accumulo di petrolio e gas nella Siberia occidentale e orientale per un importo di oltre 13 mila metri lineari. km di profili e mostra l'efficienza dell'utilizzo della tecnologia CDP DAS in tutte le fasi dell'esplorazione geologica:

Nel lavoro regionale - identificare aree promettenti per la prospezione e l'esplorazione;

Nella fase pre-esplorativa - preparazione di pacchetti informativi per la concessione di licenze per appezzamenti di sottosuolo;

Durante il lavoro di esplorazione

Identificazione e classificazione di oggetti promettenti, in particolare di tipo non anticlinale;

Quando si pianificano le operazioni di perforazione

La caratteristica principale delle tecnologie CDP DAS è l'eccitazione di oscillazioni e la registrazione di microsismi e onde regolari mediante la tecnica della sovrapposizione multipla. Ciò si traduce nei seguenti vantaggi unici di queste tecnologie rispetto alla tecnologia ANCHAR:

impatto sui depositi di idrocarburi da parte delle onde generate da una sorgente artificiale. La molteplicità di tale impatto è uguale alla molteplicità del sistema di osservazione CDP. La durata dell'esposizione con un intervallo di tempo medio di eccitazione delle oscillazioni da PV a PV, pari a 2-3 minuti, è di 60-180 minuti (1-3 ore). Di conseguenza, i depositi di idrocarburi sono interessati da un treno continuo di onde sismiche per 1-3 ore con un aumento della loro intensità che si ripete periodicamente ogni 2-3 minuti. Ciò fornisce una maggiore, nella banda di frequenza fino a 40 Hz, l'intensità del rumore geodinamico indotto dai depositi di idrocarburi, la cui registrazione è possibile con apparecchiature sismiche standard.

2. La registrazione dei microsismi è effettuata da un sistema di osservazione CDP multicanale, che assicura un'elevata densità di SP sul profilo con una durata di registrazione dei microsismi ad ogni SP di circa 2-6 ore. esso

di un ordine di grandezza o più aumenta la quantità di informazioni ottenute sul rumore geodinamico e migliora l'affidabilità e l'accuratezza della loro selezione senza costi aggiuntivi per tale lavoro.

3. Questa tecnologia può essere implementata anche sulla base dei risultati del precedente lavoro CDP utilizzando materiali di stock. Ciò ha consentito dal 2006 al 2014. elaborare dati CDP per un importo di circa 13.000 metri lineari utilizzando questa tecnologia senza il costo di speciali lavori sul campo. km ottenuti in molte zone

Riso. 3 - Sezione sismica temporale (A) e caratteristiche dei microsismi (B, C) nell'area dei pozzi non produttivi

Riso. 5 - Localizzazione delle zone 1-5 di rumore geodinamico e piano strutturale della formazione B10 presso l'area di licenza di Alenka

Riso. 4 - Un tipico esempio di localizzazione di un deposito di idrocarburi sulle ali di una piega. A sud della pianura siberiana occidentale

Riso. 6 - Sezione temporale (A) e spettro sonoro (B) nella zona di passaggio dai giacimenti di petrolio a quelli di gas

Siberia occidentale e orientale, comprese le aree di oltre 30 giacimenti conosciuti con più di 200 pozzi produttivi e "vuoti". Si è riscontrato che la localizzazione di aree (sul profilo) e zone (sull'area) di rumore geodinamico possono determinare i contorni dei depositi di idrocarburi (Fig. 2) e il tipo di trappole (anticlinali, non anticlinali) (Fig. 4, 5). Sulla base di caratteristiche dello spettro di rumore come la loro intensità generale, frequenza e modalità prevalenti, si può prevedere il volume relativo delle riserve di idrocarburi nell'oggetto e prevedere la presenza del tipo di fluidi (petrolio, gas, condensato) nell'oggetto ( Fig. 6).

Le possibilità della tecnologia PAS CDP sopra citate sono molto rilevanti in questo momento, in cui la crisi dell'economia continua a intensificarsi. L'uso di questa tecnologia consentirà ai petrolieri di perforare trappole di idrocarburi, piuttosto che strutture, il che aumenterà l'efficienza dell'esplorazione geologica (molte volte) nella ricerca di petrolio e gas.

In Russia sono stati perforati 6.500 pozzi esplorativi nel 2013 e 5.850 nel 2014. Il costo della perforazione di un pozzo esplorativo ed esplorativo nella Federazione Russa varia da

Da 100 a 500 milioni di rubli a seconda della posizione geografica del pozzo, del progetto, delle infrastrutture esistenti, ecc.; il costo medio è di circa 300 milioni di rubli. Con un successo di perforazione del 10..30% nel 2013, su 6.500 pozzi perforati, 3.900 pozzi si sono rivelati improduttivi, per la loro perforazione sono stati spesi circa 1,2 trilioni di rubli.

La tecnologia PAS CDP è stata testata su decine di giacimenti di idrocarburi nella Siberia occidentale e orientale e ha dimostrato la sua efficacia: tutti i campi sono caratterizzati da anomalie nell'intensità del rumore geodinamico e dall'assenza di tali anomalie al di fuori dei campi.

Le possibilità della tecnologia PAS CDP sopra citate sono molto rilevanti in questo momento, in cui la crisi dell'economia continua a intensificarsi. Questa tecnologia consentirà ai petrolieri di perforare trappole di idrocarburi, piuttosto che strutture, il che aumenterà l'efficienza dell'esplorazione geologica (diverse volte) nella ricerca di petrolio e gas.

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Rumore geodinamico delle piscine di idrocarburi e CDPM sismico passivo e attivo

Leonid A. Maksimov - Ph. D., docente1; [email protetta] Gennadiy V. Vedernikov - Sc. D., deputato al lavoro scientifico2; [email protetta] Georgiy N. Yashkov - capo geoscienziato2; [email protetta]

Novosibirsk State University, Novosibirsk, Federazione Russa 2"NMT-Seis" LLC, Novosibirsk, Federazione Russa

Le informazioni sulla tecnologia del sismico passivo e attivo utilizzando il metodo del punto di profondità comune (di seguito "il PAS CDPM"), risolvendo il problema dell'esplorazione diretta degli accumuli di idrocarburi utilizzando l'informazione di ampiezza del rumore geodinamico indotto emesso da questi accumuli sono contenute .

È dimostrato che l'uso di questa tecnologia può impedire la perforazione di pozzi non produttivi.

Materiali e metodi

La tecnologia PAS CDPM proposta complica la registrazione e l'interpretazione dell'indotto

rumori geodinamici emessi dagli accumuli di idrocarburi e onde riflesse dagli orizzonti sismici. Ciò fornisce un'elevata efficienza nello studio della geometria dei riflettori e nella registrazione dei rumori geodinamici indotti emessi dagli accumuli di idrocarburi.

La tecnologia PAS CDPM testata in dozzine di accumuli di idrocarburi della Siberia occidentale e orientale ha dimostrato la sua efficienza, ovvero tutti gli accumuli hanno mostrato anomalie di intensità dei rumori geodinamici e non sono state osservate tali anomalie al di fuori degli accumuli.

La suddetta capacità della tecnologia PAS CDPM è rilevante al giorno d'oggi, quando la crisi economica sta prendendo piede. La tecnologia definita consentirà agli esperti di petrolio di perforare trappole invece di strutture di perforazione che aumenteranno di parecchie volte l'efficienza dell'esplorazione geologica di petrolio e gas.

Sismica CDPM, esplorazione diretta di idrocarburi, rumore geodinamico indotto, prospezione e percentuale di successo della perforazione esplorativa

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