Szeizmikus

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. január 31-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A szeizmikus feltárás a kutatási geofizika egy része , amely a mesterségesen gerjesztett rugalmas hullámok rögzítésén és azokból hasznos geológiai és geofizikai információk kinyerésén alapul [1] . Az 1920-as évek elején keletkezett [1] . A szeizmikus feltárás segítségével tanulmányozzák a Föld mélyszerkezetét [1] , ásványi lelőhelyeket (főleg olaj és gáz) [1] különböztetnek meg , hidrogeológiai és mérnökgeológiai problémákat oldanak meg, valamint szeizmikus mikrozónázást végeznek. A szeizmikus feltárást nagy felbontás, gyárthatóság és nagy mennyiségű információ jellemzi.

Általános információk

A szeizmikus módszerek a rugalmas hullámok gerjesztésen alapulnak egy műszaki eszköz vagy eszközkészlet - forrás segítségével . A forrás túlnyomást hoz létre a kőzettömegben , amit a közeg egy ideig kompenzál. A kompenzáció során a megkötött kőzetrészecskék periodikus oszcillációkat okoznak, amelyeket rugalmas hullámok továbbítanak a föld mélyére . A hullám legfontosabb tulajdonsága a sebesség , amely függ a kőzet összetételétől, a kőzetek állapotától (repedés, mállás , stb.), korától , előfordulási mélységétől.

A kőzetek térfogatában terjedve a rugalmas hullámok különböző rugalmassági tulajdonságú rétegek határaira esnek , megváltoztatják az irányt, a sugarak szögeit és amplitúdóját, új hullámok képződnek. A hullámok útján vételi pontokat helyeznek el , ahol szeizmikus vevőkészülékek segítségével a részecskerezgéseket fogadják és alakítják át elektromos jellé.

Az egyik gerjesztési pontból (forrásból) származó hullámok regisztrálására használt vételi pontok elrendezést alkotnak [2] . A szeizmikus felmérés méretétől függően a tömbök egyenes vonal ( 2D szeizmikus) vagy párhuzamos vevővonalak ( 3D szeizmikus) formájúak [3] . A rögzített oszcillációk (nyomok) grafikonjait szeizmogramokba csoportosítják, és elemzik a hullámok tulajdonságait.

A kapott szeizmogramokból geológiai és geofizikai információkat nyernek ki a szeizmogeológiai határokról . A szeizmikus feltárás az ősi platformok üledékborításának vizsgálatakor a leghatékonyabb , mivel annak vízszintesen rétegzett szerkezete szeizmikus adatokból a legkönnyebben megtalálható. A célgeológiai határok dőlésszögének növekedésével a szeizmikus kutatással nyert információk megbízhatósága csökken.

Rugalmas hullámok gerjesztése

Az oszcilláció gerjesztésére a sekély kutakban (10-20 m) a TNT töltetek robbanását , valamint a sziklákra gyakorolt ​​hosszú távú (rezgés) vagy rövid (impulzus) hatást alkalmazzák. A robbanóforrásokat a legnagyobb teljesítmény és tömörség jellemzi, ugyanakkor költséges előkészítési és felszámolási munkákat igényelnek, és nagy környezeti károkat is okoznak. 1956-88-ban a Szovjetunióban és Indiában "békés" földalatti nukleáris robbantásokat [4] [5] alkalmaztak a földkéreg és a felső köpeny mély szeizmikus szondázására [6] .

A nem robbanásveszélyes források sokkal gyengébbek, de ugyanazon a ponton többször is használhatók, jobban kezelhetők, és biztonságosabbak az emberre és a környezetre nézve is.

A forrás kétféle független szeizmikus hullámot gerjeszt – hosszanti és keresztirányú . A longitudinális hullámok a hullámnyaláb mentén irányított oszcillációkhoz, a keresztirányú hullámokhoz pedig a keresztirányban kapcsolódnak.

A közvetlen hullám hosszanti vagy keresztirányú hullám, amely közvetlenül a forrástól a megfigyelési pontig terjed. A longitudinális hullámokat nagy sebesség jellemzi, hamarabb érkeznek a közeg bármely pontjára, mint a keresztirányú hullámok, és szinte bármilyen anyagban terjednek.

Közepes modell és hullámmező

A kőzeteket a rugalmas hullámok eltérő terjedési sebessége jellemzi. A sebesség paraméterét a kőzet rugalmassági állandói és sűrűsége határozzák meg, ezek pedig az ásványi összetételtől, porozitástól, repedéstől és mélységtől függenek [7] [8] [9] .

A rugalmas hullám sebességének értéke alapján a geológiai metszet viszonylag homogén kőzetrétegekre oszlik, amelyek határán a sebesség hirtelen megváltozik. Általános szabály, hogy a különböző fizikai tulajdonságokkal rendelkező régiók határai egybeesnek a geológiai határokkal , amelyet a szeizmikus adatok értelmezésében használnak.

A rétegek közötti éles felületek jelenléte másodlagos hullámok kialakulásához vezet - visszavert, továbbított és megtört. A másodlagos hullámok intenzitása függ a határkontraszttól a rugalmas tulajdonságok szempontjából. Minél összetettebb a vizsgált földtani környezet szerkezete, annál több hullám keletkezik határfelületein. Összességében egy másodlagos hullámmezőt alkotnak - a szeizmikus kutatás mérési tárgyát.Ha a másodlagos hullámok információt tartalmaznak a célgeológiai határokról és sikeresen rögzítik a föld felszínén vagy a fúrásban, akkor hasznosnak nevezzük. A szeizmikus kutatásban megkülönböztetett hasznos hullámok típusa szerint megkülönböztetik a visszavert és a megtört hullámok módszereit.

Rezgések vétele

A szeizmikus kutatás fő mérőeszköze egy szeizmikus vevő , amely a rugalmas hullámok mechanikai rezgéseit váltakozó feszültségű elektromos árammá alakítja. Amikor a kőzetrészecskék a vevőtest közelében mozognak, elektromos impulzusok keletkeznek benne, amelyek aztán lerakódnak az időtengelyre. Az így létrejövő függőségeket oszcillációs gráfoknak vagy szeizmikus nyomoknak nevezzük.

A szeizmikus nyomokat szeizmogramokká egyesítik, amelyek a szeizmikus kutatás elsődleges terepi anyagai. A vevőkből érkező jelek előfeldolgozásra kerülnek – erősítik, kiszűrik a nem kívánt ingadozásokat és átalakítják digitális formába. Független információs csatornákon keresztül a megfigyelési pontokról származó adatokat egyetlen központba küldik - egy szeizmikus állomásba, ahol azokat a kezelő számára kényelmes formában mutatják be.

A szeizmikus állomás egyetlen információ-mérő komplexum, amely a szeizmikus vevők adatainak kombinálására, azok előfeldolgozására, vizuális elemzésére és memóriaeszközre történő mentésére szolgál.

Megfigyelő rendszerek

A cél szeizmogeológiai határainak hatékony nyomon követéséhez tipikus módszereket használnak a gerjesztési és vételi pontok felállítására és mozgatására - megfigyelőrendszerekre. Egy tipikus megfigyelési rendszer egy gerjesztési pont, ahonnan a rugalmas hullámokat rögzítik egy 100-300 vételi pontból – szeizmikus állomáscsatornákból – álló elrendezéssel. A gerjesztési pont általában a vevőelrendezés közepén helyezkedik el, és 25-50 m távolságra mozog, hogy új szeizmogramot kapjunk, a vételi pontok közötti intervallumot szintén 25-50 méterre választjuk. A távolsági paraméterek a profil mentén történő mozgás során nem változnak a további automatizált adatfeldolgozás elősegítése érdekében A leírt megfigyelőrendszer lehetővé teszi a célhatárok kellő megbízhatóságú azonosítását, amit a kapott információ redundanciája biztosít. Például, ha egy szórásban 240 vételi pontot használunk, a határ egy pontjára jutó szeizmikus nyomok száma elérheti a 120-at. A megfigyelőrendszer helyes megválasztása lehetővé teszi a szükséges információk megszerzését az adott szakasz felépítéséről. érdekes geológiai környezet felár nélkül.

Feldolgozás és értelmezés

A terepmunka során kapott szeizmogramok jelentős arányban tartalmaznak nem kívánt interferenciahullámokat és zavaró rezgéseket, a hasznos hullámok értelmezése kényelmetlen. Ezért az elsődleges szeizmogramokat a legmodernebb számítógépes technológia segítségével dolgozzák fel. A feldolgozási eljárások eredményeként a szeizmogramok idő- vagy mélységi metszetté alakulnak - geológiai értelmezési anyaggá. Az ismert jelek szerint a kapott metszeteken rendellenes területeket különböztetnek meg, amelyekhez ásványi anyagok felhalmozódása társul.

Szeizmikus kutatási módszerek

A szeizmikus felmérési módszerek különböznek a felhasznált hasznos hullámok típusában, a feltárási folyamat szakaszában, a megoldandó feladatokban, az adatgyűjtés módjában, a dimenzióban, a rezgésforrás típusában és az oszcillációk gyakoriságában. a célhullámok közül.

A használt hullámok típusai:

Reflected wave method (ROW)

A célgeológiai határvonalról egyedileg visszaverődő hullámok kiválasztása alapján. A legelterjedtebb szeizmikus felmérési módszer [10] , amely a határmélység 0,5%-áig terjedő részlettel rendelkező geológiai szelvény vizsgálatát teszi lehetővé, a többszörös átfedési technikával kombinálva alkalmazzák, amelyben nagyszámú szeizmikus nyomot rögzítenek. a határ minden pontjára. A redundáns információkat egy közös közép- vagy mélypont (CMP vagy CDP) alapján összegzik. A közös mélységpont módszer jelentősen bővíti az SRM képességeit, és a legtöbb szeizmikus felmérésben alkalmazzák.

A megtört hullámok módszere (REW)

A megtört hullámokra fókuszál, amelyek akkor jönnek létre, amikor egy hullám bizonyos szögben két réteg határára esik. Ilyenkor egy csúszóhullám képződik, amely a mögöttes képződmény sebességével terjed. Az RPW a módszer jelentős korlátai miatt csak speciális problémák megoldására szolgál.

Függőleges szeizmikus profilalkotás (VSP)

Osztályozás

Szeizmikus feltárás szakaszai

Útvonal

Fajták

Az adatszerzés módja szerint
  • Földi szeizmikus felmérés;
  • Akvatoriális szeizmikus kutatás (tengeri, folyami, tavak és mocsarak, kutatás a tranzitzónában);
  • Fúrólyuk szeizmikus felmérés [12] ;
  • Petrofizika ;
Dimenzió szerint
  • 1D - a forrás és a vevő kombinálva van;
  • 2D - a forrás és a vevő ugyanazon az egyenes vonalon van;
  • 3D - a vevők egy területen vannak elhelyezve /
Forrástípus szerint
  • robbanó;
  • rezgés;
  • nem robbanásveszélyes impulzus szeizmikus felmérés.
Hullámfrekvencia szerint
  • alacsony frekvencia (1-10 Hz);
  • középfrekvencia (10-100 Hz);
  • magas frekvencia (>100 Hz);

Hátrányok

  1. A vizsgált területek ökoszisztémájára (flóra és fauna) gyakorolt ​​negatív hatások és károk – továbbra is ellentmondásosak, nem vizsgálták
  2. Alacsony alkalmazhatóság nehéz terepen
  3. Korábban alacsony hatékonyságot azonosítottak a sóhorizonttal rendelkező területeken, de a modern felmérési és feldolgozási módszerek javíthatják a hatékonyságot.
  4. Képtelenség meghatározni a betét minőségét az azonosított szerkezetekben. További feldolgozás szükséges: inverzió és dekompozíció.

Jeles szeizmikus tudósok

Lásd még

Linkek

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 Ilja Izidorovics Gurvics. Szeizmikus feltárás . - Asszony. tudományos és műszaki Földtani és ásványkincs-védelmi szakirodalom kiadója, 1954-01-01. — 354 p. Archiválva : 2017. január 3. a Wayback Machine -nál
  2. ↑ Vlagyimir Vasziljevics Palagin, Alekszandr Jakovlevics Popov, Petr Isaakovich Dik. Sekély mélységek szeizmikus feltárása . - Nedra, 1989. - 224 p. Archiválva : 2018. szeptember 29. a Wayback Machine -nál
  3. ↑ Robert Mihajlovics Bembel. Nagy felbontású térfogati szeizmikus . - A tudomány. Sib. osztály, 1991-01-01. — 154 p. Archiválva : 2017. január 3. a Wayback Machine -nál
  4. ↑ ROBBANÁSVESZÉLYES MUNKA . Letöltve: 2017. december 4. Az eredetiből archiválva : 2017. december 5..
  5. ↑ Barmaszov Alekszandr Viktorovics. Általános fizika tanfolyam természethasználóknak. Rezgések és hullámok . - BHV-Pétervár, 2009. - 245 p. — ISBN 9785941577309 . Archiválva : 2017. december 5. a Wayback Machine -nál
  6. ↑ [ http://www.iki.rssi.ru/earth/articles06/vol2-225-241.pdf Álcás robbanások, mint a gyémánttartalmú régiókat jelző szerkezetek kialakulásának okai (távoli és geofizikai módszerek alapján)] . Letöltve: 2017. december 4. Az eredetiből archiválva : 2022. január 7..
  7. ↑ A. K. Urupov. Sebességek tanulmányozása szeizmikus feltárásban . — Ripol Classic, 2013-02. — 225 p. — ISBN 9785458533362 . Archiválva : 2019. február 16. a Wayback Machine -nél
  8. ↑ E. Sianisyan, V. Pykhalov, V. Kudinov. A kútkitermelés kőzetfizikai alapjai . — Liter, 2019-01-03. — 126 p. — ISBN 9785041266523 . Archiválva : 2019. február 16. a Wayback Machine -nél
  9. ↑ Útmutató a kőzetek feszültségi állapotának meghatározásához tömbben ultrahangos módszerrel . - 1970. - 88 p. Archiválva : 2019. február 16. a Wayback Machine -nél
  10. ↑ Alekszandr Nyikolajevics Telegin. Szahalin olaj- és gázhordozó szerkezeteinek szeizmikus kutatása . - A Szovjetunió Tudományos Akadémia Távol-keleti Tudományos Központja, 1986-01-01. — 206 p. Archiválva : 2017. január 3. a Wayback Machine -nál
  11. ↑ Vlagyimir Vasziljevics Palagin, Alekszandr Jakovlevics Popov, Petr Isaakovich Dik. Sekély mélységek szeizmikus feltárása . - Nedra, 1989-01-01. — 224 p. Archiválva : 2017. január 3. a Wayback Machine -nál
  12. ↑ Nyikolaj Nyikitovics Puzirev, Földtani és Geofizikai Intézet (Szovjetunió Tudományos Akadémia), Szibériai Geofizikai Expedíció (Szovjetunió), NPO Neftegeofizika (Szovjetunió). Többhullámú szeizmikus kutatás: a Novoszibirszkben 1985. szeptember 3-6 . - Földtani és Geofizikai Intézet, a Szovjetunió Tudományos Akadémia Szibériai Fiókja, 1985-01-01. — 154 p. Archiválva : 2017. január 3. a Wayback Machine -nál
  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák