Высокоразрешающая сейсморазведка на поперечных волнах (ВСПВ): физические основы, технология и опыт использования
Лектор: Андрей Георгиевич Скворцов, к.т.н. (Институт криосферы Земли РАН) Место проведения: г. Геленджик Дата: 20 апреля 2015 г. Время: 09:00–13:00 Продолжительность курса: 4 часа
Краткое описание
Рассматриваются физические основы, технология и опыт использования методики высокоразрешающей сейсморазведки на поперечных SH-волнах (ВСПВ), разработанной в институте криосферы Земли СО РАН. Методика ВСПВ является результатом многолетних экспериментальных и теоретических исследований особенностей структуры волнового поля SH-волн в условиях инверсных скоростных разрезов, которые практически не рассматриваются в теории сейсморазведки. Описывается методика и технология проведения наземных и скважинных исследований. Приводится примеры использования методики ВСПВ в различных сейсмогеологических условиях для изучения особенностей строения геологической среды при решении разнообразных задач малоглубинной сейсморазведки на территории России и за её пределами.
Описание курса
В институте криосферы Земли СО РАН разработана методика высокоразрешающей сейсморазведки на поперечных волнах (ВСПВ), предназначенная для изучения малых глубин. Она основанная на использовании отражённых поперечных SH-волн.
Методика ВСПВ наиболее эффективно работает в условиях инверсных скоростных разрезов. Инверсность скоростного разреза определяется наличием высокоскоростного поверхностного слоя незначительной мощности (слой сезонного промерзания, утрамбованные грунты, бетонные и асфальтовые покрытия и др.). Присутствие поверхностного высокоскоростного слоя кардинальным образом изменяет структуру волнового поля поперечных SH-волн. В условиях инверсного скоростного разреза в структуре поля SH-волн отсутствуют интенсивные низкоскоростные и многофазные прямая и поверхностная волны. Это создаёт благоприятные условия для надёжной регистрации отражённых поперечных SH-волн от неглубоко залегающих границ и открывает перспективы их практического использования при малоглубинных исследованиях.
Методика ВСПВ разработана в результате многолетних экспериментальных и теоретических исследований структуры сейсмического поля в условиях нормальных и инверсных скоростных разрезов. Разработана схема типизации сейсмогеологических разрезов по степени их инверсности. Экспериментальные исследования поля упругих колебаний с помощью скважинных и наземных наблюдений выполнялись в различных сейсмогеологических условиях для всех типов инверсных разрезов.
Рассматриваются особенности трансформации структуры сейсмического поля в процессе формирования приповерхностного высокоскоростного слоя.
Теоретическое и экспериментальное изучение кинематики сейсмических волн в условиях инверсных разрезов дало основание ввести понятие зоны больших скоростей. Учёт влияния этой зоны необходимо осуществлять с помощью кинематических поправок. Были выполнены количественные оценки влияния зоны больших скоростей на кинематические параметры регистрируемых отражённых волн.
Детальное изучение структуры волнового поля в натурных условиях позволило сделать вывод о целесообразности и эффективности использования отражённых поперечных SH-волн для изучения особенностей строения верхней части сейсмогеологического разреза. Установлено, что в скоростных разрезах различной степени инверсности в благоприятных условиях возможна регистрация разрешённых отражённых SH-волн начиная с глубин 2-5 метров. В условиях нормального скоростного разрезе разрешённые отражённые SH-волны могут быть зарегистрированы от сейсмогеологических границ, залегающих на глубинах 10-15 метров и более.
Основой методики ВСПВ являются наземные наблюдения. Они выполняются с помощью технологии многократных перекрытий. Используется оригинальная технология возбуждения и регистрации сейсмических колебаний. Наблюдения проводятся по схеме Y-Y. Регистрация сейсмических колебаний осуществляется одиночными горизонтальными сейсмоприёмниками. Шаг между точками наблюдений и возбуждения колебаний составляет 1-5 метра. В случае твёрдого поверхностного покрытия закрепление сейсмоприёмников на профиле производится небольшими грузами. Возбуждение сейсмических колебаний осуществляется ударным способом с помощью металлического или пластмассового молотка массой 0,5-2 кг. Используется режим накопления сейсмического сигнала. Для устранения из структуры регистрируемого волнового поля регулярных волн помех с вектором поляризации в вертикальной плоскости применяется система суммирования с вычитанием.
С целью получения опорной сейсмогеологической информации и идентификации отражённых волн, регистрируемых при наземных наблюдениях, в качестве дополнительного вида исследований методикой ВСПВ предусматривается проведение скважинных наблюдений по методике вертикального сейсмического профилирования (ВСП). Для выполнения скважинных наблюдений в ИКЗ СО РАН разработаны одноточечные трёхкомпонентные сейсмические зонды прижимного типа.
Приводятся многочисленные примеры использования методики ВСПВ на территории России и за её пределами в различных сейсмогеологических условиях для изучения особенностей строения верхней части геологической среды при проведении геологических, геокриологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических исследований, при сейсмическом микрорайонировании и при проведении исследований на мелководных акваториях.
Цели курса
Ознакомление и популяризация методики ВСПВ с целью её внедрения в практику научных и производственных организаций.
Краткое содержание курса
-
Введение
-
Предпосылки использования отраженных поперечных SH-волн
-
Структура волнового поля SH-волн в инверсных разрезах
3.1. Скважинные наблюдения
3.2. Наземные наблюдения
-
Кинематика сейсмических волн в инверсных скоростных разрезах
-
Технология работ ВСПВ
5.1. Методика полевых исследований
5.2. Методика обработки данных
-
Опыт использования методики ВСПВ
6.1. Инженерно-геологические исследования
6.2. Гидрогеологические исследования
6.3. Геологические исследования
6.4. Геокриологические исследования
6.5. Геоэкологические исследования
6.6. Сейсмическое микрорайонирование
6.7. Исследования на мелководных акваториях
-
Заключение
О лекторе
 Андрей Георгиевич Скворцов — кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник института криосферы Земли СО РАН. В 1970 г. закончил геофизический факультет Московского геологоразведочного института им. С. Орджоникидзе. С 1970 по 1996 г. работал во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидрогеологии и инженерной геологии. С 1996 г. по настоящее время является ведущим научным сотрудником Московского отделения ИКЗ СО РАН. Кандидат технических наук. Кандидатскую диссертацию защитил в 1987 г. Область научных интересов — сейсмоакустические исследования при изучении малых глубин. Результаты исследований отображены в 92 научных публикациях. Является автором двух оригинальных методик — методики высокоразрешающей сейсморазведки на поперечных SH-волн (ВСПВ) и методики разноазимутальной многоволновой сейсморазведки (МРС).
Кому адресован этот курс
Геофизикам и геологам, занимающимся малоглубинными исследованиями.
Требуемая начальная подготовка
Специализация в области геофизики и геологии.
Ближайшие образовательные мероприятия EAGE в России
| 
