Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика сеймических исследований и обработки данных удаленных систем наблюдений (на примере юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины)

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика сеймических исследований и обработки данных удаленных систем наблюдений (на примере юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины)"

ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИКИ им. С.И.СУББОТИНА АН УССР

На правах рукописи

СТОВЕА СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

Ш 550.834

МЕТОДИКА СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ УДАЛЕННЫХ СИСТЕМ НАШЩЕНИЙ /на примере иго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины/.

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведай месторождений полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-ыинералогическнх наук

Киев - 1990

Работа выполнена в Киевском государственном университете им. Т.Г.Шевченко и Киевской геофизической разведочной экспедиции ИГО "Укргеофизика"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор П.В.Тимошин

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

В.А.Дядара

кандидат геолого-минералогических наук В.Д.Омельченко

Ведущая организация - Ивано-Франковский институт нефти и газа

Защита состоится <■< _ 19ЭО года

в £ 4 час. па заседании специализированного совета Д.016.02.01 при Институте геофизики им. С.И.Субботина АН УССР /252680, Киев-142, пр.Палладина, 32 /.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геофизики АН УССР.

Реферат разослан ¿2-^у 1990 года.

Ученый секретарь специализированного сов!

.Гутерман

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Несмотря на то, что с каждым годом в промышленную разведку на нефть и газ вводятся все более глубокие горизонты осадочной толщи, глубинное строение Днепровско- Донецкой впадины /ЦДв/ остается еще недостаточно изученным. На современном этапа геолого-геофизических исследований практическое и научное значение имеют сведения о глубинах залегания поверхности кристаллического фундамента и особенностях его строения, о величине и характере изменений мощности всего осадочного комплекса пород в различных структурно-тектонических зонах. Открытие в пределах Днепровско-Донецкой впадины промышленных месторождений нефти н газа, приуроченных к разуплотненным кристаллическим породам, ставит перед сейсморазведкой принципиально новые задачи: изучение внутренней структуры приповерхностной части докемб-рийского фундамента, прогнозирование зон разуплотнения кристаллических пород. Важную роль при решении этих задач в принципе могли бы сыграть сейсмические исследования при. больших удалениях от источника на основе интерпретации преломленных и закритичес-ких отраженных йолн. Однако, несмотря на достаточно большой объем проведенных в ДЦв исследований этим методом, многие вопросы обработки и интерпретации его данных остаются еще либо недостаточно изученными, либо дискуссионными. Поэтому на современном этапе изучения региона актуальным является совершенствование методики обработки и интерпретации сейсмических данных, регистрируемых при больших эпицентралышх расстояниях.

Цель работ ы. Разработка методики сейсмических: исследований и обработки данных удаленных систем наблюдений для повышения геолого-геофизвческой эффективности изучения докемб-рийскояо кристаллического фундамента и прогнозирования зон разуплотнения кристаллических пород на примере юго-восточной части ДЦв.-

Основные задачи исследований.

1. Изучение волнового поля на больших удалениях от источника колебаний и определение природы волн с учетом сейсмогеоло-гических условий района исследований.

2. Разработка методики применения алгоритмов сейсмоголор-рафических преобразований полей отраженных и преломленных волн.

3. Разработка комплекса методических приемов для прогнозирования зон разуплотнения пород кристаллического фундамента.

- 2 - ..

4. Изучение особенностей строения поверхности кристаллического фундамента в юго-восточной части ДДв.

Фактический материал. Полевые экспериментальные исследования проводились в 1980-1987 г.г. Киевской геофизической разведочной экспедицией ИГО "Укргеофизика", в которых автор принимал участие на этапах проектирования и выполнения полевых исследований, обработки и интерпретации сейсмических данных.

Научная новизна. Впервые разработана и практически реализована методика послойного дифракционного преобразования в спектральной области полей, регистрируемых на больших удалениях от источника, позволяющая повысить достоверность интерпретации сейс-мических^данных и качество изображений сложнопостроенных сред, а также методика Д-преобразований полей отраженных волн, регистрируемых при больших епицентральных расстояниях, в случав крутых углов наклона границ.

- На основе анализа динамических и кинематических особенностей полей преломленных волн и их интерпретации выделены участки возможного наличия разуплотненных кристаллических пород фундамента. Предложен комплекс методических приемов для прогнозирования таких участков /совместно с Р.К.Радулом/.

" Впервые получены оценки точности структурных построений по отраженным волнам при удаленных системах наблюдений и использовании аффективных скоростей.

Предложен способ анализа значений времени прихода головных волн во взаимные точки с целью оценки погрешностей в определении глубины залегания преломляющей границы и составления сводных годографов, повышения технологичности цифровой обработки данных метода преломленных волн.

Изучены и уточнены особенности строения поверхности кристаллического фундамента на Ахтырской и Шевченковской площадях ДЦв, а также в центральной части зоны сочленения Днепровского грабена с Донецким складчатым сооружением.

Практическая ценность' и реализация работы на производстве. В практическом отношении результаты, полученные в работе, позволили повысить точность, качество и информативность сейсмических исследований в дальней зоне источника с использованием преломленных и закритических отраженных волн.

. Рекомендации по методике полевых наблюдений, обработке и ин-

терпретащга сейсмических данных пршшты к внедрению и используют- " ся в ПГО "Укргеофизика".

Результаты исследований использованы автором при составлении структурных карт поверхности кристаллического фундамента Ахтырс-кой и Шевченковской площадей ДДв, а таете специалистами тематической партии ПГО "Укргеофизика" при составлении сводной структурной карты поверхности докеибрийского фундамента ДДв.

Данные о строении поверхности консолидированного фундамента и о наличии зон предполагаемого разуплотнения пород фундамента используются различными производственными и научными организациями для направления дальнейших поисковых геофизических исследований, буровых работ, а также для формирования научных представлений об Hciopira образования и развития-Днепровско-Донецкой впадины и ее отдельных стрултуряо-тектонических зон.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в 8 опубликованных статьях, 6 производственных отчетах, а также докладывались на конференциях молодых ученых геологического факультета КГУ им. Т.Г.Шевченко /Киев, 1983-1984 г,г./, на кафедре геофизических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемыг КГУ /Киев, 1983-1986 г.г./, на заседаниях научно-технического совета ПГО "Укргеофизика" /Киев, 1982-1988 г.г., Новомосковск, 1983 г./, на Всесоюзном семинаре "Новые направления в сейсмической разведке" /Киев, 1988/, на ХУ конференции молодых ученых УкрНИГРИ /Киев, 1988г./.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения объемом 146 страницы машинописного текста, списка литературы, содержащего 162 наименования, 70 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.т.н., проф. Ю.В.Тимошину за постановку задач исследо-% вания, внимание и большую помощь при выполнении работы. Автор благодарен также сотрудникам ПГО "Укргеофизика" М.Г.Манюте,' к.г.-м.н. В.М.Лысннчуку, к.г.-м:н. Н.Т.Турчаненко, В.Ю.Шиманско-му, Л.У.Максюте, сотруднику геологического факультета КГУ к.ф.-м.н. С.А.Бирдусу за помощь и поддержку в работе.

В процессе работы автор пользовался советами и консультациями к.ф.-м.н. В.Н.Пилипенко, к.г.-м.н." В.П.Клочко, Р.К.Радула за что выражает им искреннюю благодарность.

СОДЕРШШЕ РАБОТЫ

Во введении кратко изложено состояние вопроса, определены цели, задачи и актуальность работы.

- Глава 1. Изучение структуры фундамента сейсмическими методами.

Изучению геологического строения Днепровско-Донецкой впадины посвящены исследования нескольких поколений советских геологов и геофизиков. По современным данным структура региона представляет собой протяженную ровообразную впадину поверхности докембрийского кристаллического фундамента, заполненную дислоцированной толщей осадочных и вулканогенно-осадочных пород, включающей отложения от среднего девона до антропогена включительно. Основная часть района исследований, по которому представлены результаты в диссертационной работе, согласно схеме тектонического районирования, пред-' ложенной М.В.Чирвинской, располагается в пределах северного борта и-северной краевой зоны юго-восточной части ДДв, а также в пределах' центральной части зоны сочленения Днепровского грабена с Донецким 'складчатым сооружением.

Результаты региональных сейсмических исследований оказывают большое влияние на формирование представлений о структуре архей-' протерозойского фундамента, гипсометрии его поверхности и мощности 'покрывающей осадочной толщи, об особенностях истории развития ДЦв и перспектив ее нефтегазоносности, а также играют важную роль при тектоническом районировании региона.

Планомерные региональные исследования были начаты в 1959 г. и включали широкий комплекс геолого-геофизических работ по.профилям, секущим вкрест простирания ДПв^ а также проходящим параллельно ее осевой части. Большой вклад в проведение этих исследований внесли Ю.Б.Демиденко, М.Г.Манюта, Ё.П.Пуздровский, М.И.Буцева, М.П.Лысенко, В.Ю.Шиманский /ИГО "Укргеофизика"/, В.Б.Соллогуб, Т.В.Ильченко,. Н.И.Павленкова /ИГ АН УССР/, М.И.БородулиН /трест "Днепрогеофизика"/ и многие другие. ■ . •

. В условиях неглубокого залегания кристаллических пород для картирования поверхности, докембрийского фундамента во всех организациях используются преломленные на его поверхности волны Р^, которые регистрируются на сейсмограммах при больших удалениях от источника в первых вступлениях. В центральной, наиболее погруженной части Днепровского грабена при мошдостл осадочного че^ла 10 и более кл наметилось два подхода. Первчй из ник класопчоотиы: ш!то[П!^отгиг\п

данных преломленных волн / Ю.Б.Домлденко, М.Г.Манмта и др./. Вто- ' рой основан на интерпретации отраженных волн, регистрируемых при большим эпицентральных расстояниях /Б.Б.Соллогуб, М.И.Бородулнч и др./. В последнем случае в качестве поверхности фундамента принимается отражающая граница, а преломляющий горизонт, с которым связана волна Р^, отождествляется с кровлей девонских / М.И.^сродулин и др./ или рифейских отложений /В.Б.Соллогуб, М.И.Бородулин и др./. Различный подход к методике полевых наблюдений и использование двух типов волн при обработка и интерпретации сейсмических данных привали к противоречивым и .часто трудг.о сопоставимым друг с другом величинам мощности осадочной толщи и особенностям поведения поверхности кристаллического фундамента. Автор диссертационной работы считает, что приуроченность отраженных волн именно к поверхности до-кембрийского фундамента пока не доказана. Не находит обгяснетш также факт, почему при глубине залегания 10 и более км от поверхности фундамента регистрируются отраженные волны, а при меньших глубинах они не следатся. Кроме того, не исследованы вопросы точности и устойчивости структурных построений по отраженным волнам, которые регистрируются при больших эпицентральных расстояниях, особенно в условиях мощной, неоднородной по скоростным свойствам осадочной толщи. Остается неясным также вопрос о степени влияния неоднородной осадочной толщи как на формирование регистрируемой волновой картины, так и на точность определения скоростных параметров среды по годографам отраженных волн.

Региональные сейсмические исследования, проведенные в ^го-восточной части ДЦв до 1979 года, не позволили построить кондиционную карту гипсометрии поверхности кристаллического фундамента. Открытие промышленных запасов углеводородов в осадочных и разуплотненных кристаллических породах на Ахтырской, Шьевской и Шевченковской .площадях и выявление нефтегазопроявлений в породах фундамента в бортовых и прибортовых частях ДЦв потребовало более точных сведений о строении поверхности фундамента и поставило принципиально новую задачу, а именно: < прогнозирование " " зон возможного распространения трещиноватых и разуплотненных кристаллических пород.

•. Возникает вопрос, какой из геофизических методов может дать наилучшие результаты при решении этих задач? В диссертационной работе предпочтение отдается сейсмическим исследованиям в дальней зоне источника. Действительно, до настоящего времени самые достоверные и точные сведения о строении и гипсометрии поверхности кристал-

лического фундамента в ДДи получены по результатам работ именно этим методом, особенно на участках с относительно неглубоким залеганием кровли кристаллического основания. Регистрация преломленных волн в первых вступлениях, приуроченность их к границам кристаллического фундамента, а также возможность получения такого важного физического параметра как граничная скорость, дает Неоспоримое преимущество этому методу перед сейсмическими исследованиями в ближней зоне источника. Привязка преломленных волн к границам фундамента оказывается достоверной даже при отсутствии данных глубокого бурения. •

Отличительной чертой региональных сейсмических исследований последнего десятилетия является переход на цифровую регистрацию упругих колебаний и широкое распространение обработки данных с помощью. ЭВМ /В.Н.Шшшенко и др./, что позволило значительно увеличить объем используемой при обработке первичной сейсмической информации и, как следствие, повысить информативность метода, а также достоверность получаемых результатов. Вместе с тем требуют своего решения вопросы повышения технологичности обработки сейсмической информации, совершенствование методики применения имеющихся алгоритмов преобразования волновых полей и т.п.

"Г лава 2. Характеристика волнового поля и возможности использования отраженных волн, регистрируемых в дальней зоне источника.

Система полевых наблюдений метода преломленных волн в юго-восточной части ДДи была рассчитана на регистрацию и 2-4 кратное прослеживание в первых вступлениях преломленной на поверхности фундамента волны Р^ Шаг наблюдений составлял 100 м, расстояние между пунктами возбуждения изменялось от 4.6 до 9.2 км. На многочисленных примерах в работе рассматриваются особенности регистрации волновых полей на профилях, которые различным образом ориентированы по отношению к основным структурно-тектоническим зонам ДДв.

Можно указать общие признаки Ьолн Р^, которые позволяют уверенно распознавать эти волны на сейсмических записях и отождествлять их с поверхностью'фундамента: • .

1. По динамическим признакам это двух-трехфаз'ное колебание с видимым периодом 0.06-0.1 с. По сравнению с интенсивностью волн, прослеживающихся в последующих вступлениях, интенсивность волн Р^ невелика. ... .

2. Параллельность годографов в пределах.точности измерений на

значительном расстоянии. Иногда, в погруженной части впадшш, ' заметно слабое сближение нагоняемых и нагоняющих годографов.

.3. Последовательность выхода преломленных волн в первые вступления на нагоняющих системах и увязка их во взаимных точках.

4. Преломляющая граница, построенная по встречным годографам волны Рд, характеризуется граничными скоростями 5.8-6.5 км/с, присущими кристаллическим породам.

5. Хорошая увязка глубин залегания преломляющей границы в местах пересечения профилей. Абсолютная ошибка в увязке данных до глубине обычно не превосходит 50- °00 м.

По чисто кинематическим признакам волна Р^ близка к волне головного типа и, поэтому, для нее применимы способы интерпретации, разработанные для таких волн. .

В диссертационной работе обосновывается вивод, что волны, связанные с осадочной толщей и прослеживаемые на сейсмограммах в первых вступлениях, в основном являются отраженными. Если коррелировать годограф первых вступлений без учета смены волн как непрерывный, то может возникнуть ошибочное представление о рефрагирован-ном типе волны. На самом дела, за счет увеличения скорости распространения колебаний с глубиной, к первым вступлениям подходят волны с криволинейными осями синфазности от все более глубоких отражающих границ в осадочной толще. Даже в том случае, если годографы волн от осадочной толщи в первых вступлениях и параллельны между собой на нагоняющих системах, то, как показано в работе, эти волны являются подэкранными отраженными. Образование таких волн связано с налетием в разрезе осадочной толщи высокоскоростных пластов, мощность которых сравнима с длиной волны сейсмических колебаний, Наличие в разрезе осадочных пород высокоскоростных пластов оказывает определяющее влияние на характер волнового поля в дальней зоне источника на всей исследуемой территории ДДв.

На сейсмограммах, в последующих вступлениях часто регистрируются интенсивные отраженные волны. Корреляция осей синфазности этих волн возможна лишь с удалений 15-20 и более километров от ис-' точника. Проследить отраженные волны непрерывно от источника не ■удается из-за большого ¿[она низкоскоростннх волн-помех. При обычных построениях методом полей времен'по скоростным зависимостям, определенным на основании сейсмокаротажа скважин, а в глубоких частях на основании априорных данных, отражающие площадки залегают на 1.5-5.0 км выше преломляющей границы, отождествляемой с

кровлей кристаллического фундамента, и с увеличением расстояния от пункта взрыва круто воздымаются к поверхности, пересекая разновозрастные осадочные отложения. При использовании эффективных скоростей, отражающие площадки располагаются на 3 и более км ншг.е поверхности фундамента. При этом величины эффективных скоростей /около 5 км/с/ противоречат априорным данным о скоростных свойствах осадочного чехла в глубоких частях ДДв.

Учитывая актуальность вопроса о возможности использования отраженных волн, регистрируемых при больших эпицентральных расстояниях, в диссертационной работе получена формула, которая позволяет оценить точность определения- глубины залегания отражающей площадки ! Мэ/Н / в зависимости от относительного удаления точек приема от источника колебаний в/у и соотношения между эффективной и лучевой скоростями У3/\/л :

//,/// _=

Как показали расчеты по этой формуле, точность определения глубины залегания отражающей границы резко падает с увеличением расстояния источник-приемник. При расстояниях, превышающих ЗН , ошибки„становятся недопустимо большими /10-30,V даже при относи' тельно небольшом /2-8 V различия между значениями Уэ и 1/л . При использовании достаточно протяженного отрезка годографа отраженной волны будут получены не только существенные ошибки в определении глубины, но и значительные искажения характера залегания /углов наклона/ отражающей границы.

На основе модельных расчетов автором показано, что критерий совпадения положения отражающих площадок, построенных по встречным взаимоувязанным годографам, является необходимым, но недостаточным условием для обеспечения структурных построений, удовлетворяющих практическим задачам. В случае сред, резко дифференцированных по скоростным свойствам, указанный критерий в рамках сред-нёскоростной модели может привести к значительным ошибкам в определении глубины, а также к ложным.представлениям о скоростных свойствах среды начиная с удалений 1.5 -2 Н

'.Па основании модельных расчетов автором сделан также вывод о том, чтов условиях ДЩз отраженные волны, регистрируемые на боль-тих удалениях от источника, полезно использовать лишь при их наблюдении в сторону восстания крутонаклоненшх границ дпя получения дополнительных сведешчй о структурных особенностях ищов осадочной толши.

.- 9 - • .

•Таким образом, и условиях юго-восточной части ДДв выделение и отождествление преломленных волн Р^ основано на четких критериях. Поэтому применение этих волн для картирования рельефа фундамента во всех структурно-тектонических зонах оправдано. Отсутствие сведений о стратификации отраженных волн, низкая точность и неустойчивость выполняемых по ним структурных построений на больших удалениях от источника, свидетельствуют о нецелесообразности использования этого типа волн для картирования рельефа фундамента в ДДв.

Глава 3. Методика сейсмоголографичесгах преобразований в дальней зоне источника.

В практике сейсмических исследований широко используются метода непосредственного преобразования волновых полей в изображения среды. Одним из них является метод дифракционного преобразования, предложенный в 1960 г. Ю.В.Тимошиным. В 1963 г. Ю.В.Тимошиным предложено использование сейсмоголографического преобразования волновых полей для получения глубинных изображений преломлящих границ. В 70-х годах В.Н.Пилипенко реализовано два алгоритма обращенного преобразования сейсмограмм метода преломленных волн: на базе кинематики головных волн / ШР7 / и на базе кинематики проломлонно-дифрагированных волн / /. По сравнению с дифракционным

преобразованием сейсмограмм отраженных волн, где процесс получения изображений.среды в высокой степени формализован, в методе преломленных волн эта процедура не является простым этапом обработки и требует достаточно большой предварительной подготовки и неформального подхода в процессе дальнейшей интерпретации получаемых изображений.

Все- интегральные алгоритмы обращенного продолжения характеризуются наличием шут,га преобразования, возникающего в результате замени непрерывного интеграла Кирхгофа дискретной суммой и ограничения базы суммирования. Поэтому для получения изображения хорошего качества с низким уровнем'помех необходимо, прежде всего, чтобы область касания годографов наблюденных волн и волны преобразования для исследуемой границы входила _в апертуру преобразования. Поэтому определение размеров и положения апертуры преобразования относительно вертикали изображения является достаточно важным вощюсом.

В диссертационной работе получена формула для оценки оптимальных размеров апертуры преобразования при построит:;» глубишчгс яппбьа,г"Н*'5 пс псттр^т!^^«'"!* тли:

-10/ . . //Л' У __•

где С - хазмар оптимальной базы суммирования, К - скорость, 7 -период волны, с - критический угол, V - угол наклона границы.

С помощью приведенной выше формулы определяются-необходимые для расчета параметры на отдельных участках профиля. Далее получают изображение преломляющей границы со скользящей вдоль профиля апертурой преобразования. Как показано на примерах обработки реальных сейсмических данных, рассмотренный способ повышает технологичность обработки сейсмограмм преломленных волн, качество изображений и точность результатов, особенно в районах со сложной блокировкой фундамента.

В работе показано, что эффективность .применения метода дифракционного Необразования при построении изображений определяется упрощением волнового поля за счет фокусировки дифрагированных волн, более полной расшифровкой волновой картины в зонах интерференции и большей надежностью /чем обычными методами интерпретации/ выделения мелких и крупных дислокаций преломляющей границы.

В последние годы широкое распространение получают новые модификации сейсмоголографических преобразований - послойные дифракционные преобразования в пространственно временной / ЦПД-В/ и спектральной областях /11ДП-С/ /¡О.В.Тимошин, С.А.Бирдус и др./. В ПДП используется достаточно общая модель линейных волновых процессов, позволяющая учитывать локальные неоднородности среды, анизотропию, частотно-зависимое поглощение, частотную дисперсию скорости. Вычислительные схемы сдектральных алгоритмов основаны на использовании полных аналитических решений гиперболического волнового уравнения без каких либо приближений или допущений. Поэтому дот волновых полей с ограниченным спектром /удовлетворяющих условиям теоремы Котельникова/ они позволяют в рамках соответствующих скоростных'моделей формировать сейсмические изображения независимо от углов наклона исследуемых границ.

На основе анализа исходных теоретических представлений и алгоритма послойного дифракционного преобразования в спектральной области /ПДП-С/ в диссертационной работе делается вывод о возможности ех*о применения в комплексе с интегральными алгоритмами дифг-ракшюнного преобразования для обработки волновых полей, регистрируемых при больших эпицентральных расстояниях, голографичесютм методом. На практических примерах в диссертационной работе обосновывается эффективность применения алгоритма 1ЩП-С при обращенном про-

- 11 - .

должешш волновых полей на глубину, близкую к исследуемым преломляющим границам в условиях горизопталыю-слоистых изотрошшх и анизотропных сред. Такое обращенное продолжение позволяет анализировать особенности волнового поля преломленных волн по существу в момент образования его на поверхности фундамента, что, естественно, приводит к получения более достоверных и объективных сведений как о свойствах самого волнового поля,- так и, соответственно, об особенностях исследуемой границы. Алгоритм ЩЩ-С применим для обращешюго продолжения волновых полей практически на любую глубину, что может оказаться полезным при обработка данных метода глубинного сейсмического зондирования. ■

Возможность использования в ПДП-С скоростной модели, более полно отображающей реальные свойства геологических сред, позволила автору диссертационной работы разработать методику его применения в комплексе со стандартными алгоритмами дифракционного преобразования по полю преломленных волн / 9)1 РТ, 9ЦРК /.

По результатам предварительных построений или на основании априорных данных определяется приближенная гипсометрия преломляющей границы. Все волновые поля целевых волн, зарегистрированные при профильных наблюдениях из различных пунктов возбуждения, пе-ресчитываются на глубинный горизонтальный уровень, выбранный в непосредственной близости от исследуемой границы. Затем проводится корреляция преломленных волн, анализируются осложнения записи, проводится выделение кинематических годографов. После выполнения указанных опералий с помощью стандартных программ / /

получают глубинные изображения преломляющей границы. Совместное использование двух видов обращенного продолжения сейсмических волновых полей позволяет более полно учитывать скоростные свойства среды, сводит к минимуму недостатки, свойственные интегральным преобразованиям. Как показано в работе, алгоритм ПДП-С позволяет также эффективно решать задачу пространственной фильтрации волн-помех с небольшими ищущимися скоростями.

Традиционные способы построений сейсмических границ по годографам отраженных волн обычно трудоемки и не обладают необходимой точностью. Как следует из анализа модифицированной формулы Ккрхго) решение волнового уравнения методом Кирхгофа не накладывает каких-либо ограничений на глубину расположения исследуемых объектов и справедливо при любых эшшентралышх расстояниях. Поэтому в дис- . сортоционпоИ гавоте в рамках модели однородной среды предлагается иопальсорлнгв Д-просбразоппння и к вблиогпч полям отрпгешшх роли.

регистрируемых от крутонаклонешшх границ в дальней зоие источника. Рассматривая условия применимости Д-преобразования для решения практических задач, автор получил формулу для оценки оптимальной апертуры преобразования при различных углах наклона отражающей границы и 1>азличных удалений источник-приемник:

Хйпяу/н))*-

где Z -величина апертуры, сс ~ расстояние источник-приемник, V • скорость, Т -период,И и Ч -глубина и угол наклона границы.

В работе приведены примеры полученных автором сейсмических изображений отражающих границ по моделышм и реальным сейсмическим данным. Глубинные изображения отличаются высоким качеством и хорт-шей коррелнруемостыо. Волны, пересекающие на сейсмических записях целевую отраженную волну, благодаря выбору оптимальной апертуры преобразования, в пространстве изображений существенно ослабляются.

Глава 4. Методика обработки и результаты изучения структуры поверхности и физических свойств кристаллического фундамента.

Оптимальный граф) цифровой, обработки данных метода преломленных волн для иго-восточной части ДДв сформировался на основе рекомендаций специалистов ПГО "Укргеофизика" /В.Н.Пилипенко, Р.К.-Радула и др./ и автора диссертационной работы. Предварительный этап . обработки сейсмических данных заканчивается составлением монтажей .нагоняющих динамических годографов в прямом и встречном направлениях с заранее выбранными параметрами фильтрации, режимом поканаль-ного выравнивания.амплитуд и одновременной редакцией сейсмических .записей. Окончательный этап цифровой обработки заканчивается построением глубинных изображений и расчетом граничных скоростей.

Автором предложен способ пересчета сводных систем встречных годографов головных волн, составленных на основе времени Т прихода этих волн во взаимные точки с координатами 0^ и 02, к.некоторым условным взаимным точкам 0* и О, со временем 'Г*. При этом результаты построений будут полностью идентичны. Время в условных взаимных точках определяется по формуле: £^ ■*:-Т- Т. ,

где ¿1 и 1'э - значения времени по первоначальным сводным го~ 11-дог'рафам в точках и О2»

Предложенный способ, который можно рассматривать как один из

вариантов широко известного в методе преломленных волн способа ¿0, позволяет быстро и точно проводить сопоставление всех имеющихся на профиле значений времени прихода целевых преломленных волн во взаимные,точки и на этой основе определять достоверность принятия гипотезы о природе преломленной волны Р* как головной, проверять надежность составления сводных систем годографов и оценивать точ-. ность построений, повысить технологичность цифровой обработки.

Практически все материалы на исследуемой территории были получены в результате обработки данных на ЭВМ. Общий объем сейсмических материалов, который бил обработан и проинтерпретирован при личном участии автора, составил более. 2000 км. Па сейсмогеологических разрезах по профилям, секущим ДДв, четко выделяются бортовые и прибортовыв участки /южный и северный/ и наиболее погруженная центральная часть впадины, где мощность осадочного чехла достигает максимальной величины 17-18 км. Проведенная автором интерпретация волновых полей, зарегистрированных в юго-восточной части ДЦв, л анализ точности структурных построений по отраженным волнам при больших удалениях от источника не позволили выделить в пределах погруженной части исследуемой территории рифейский грабен.

Результаты изучения гипсометрии поверхности фундамента но сети профилей позволили автору составить схематические карты масштаба 1:100000 для Ахтырской и Шевченковской площадей ДДв в пределах северного борта и северной прибортовой зоны я на этой основе получить более точные и детальные сведения о тектоническом строении исследуемых территорий по сравнению с результатами аналогичных исследований, проведенных здесь ранее» В пределах северного борта обеих площадей при общем моноклинальном залегании поверхности кристаллического фундамента наблюдается неравномерное его погружение, наличие террасовидных участков, пологих выступов и впадин. Поверхность ■фундамента сильно нарушена разломами, амплитуда которых чаще всего небольшая, как правило не более 200-300 метров. Нарушения располагаются как параллельно, так и под разными углами к краевым разломам. • .

На'Шевченковской площади уточнено строение одноименной впадшш, далеко вдающейся в пределы северного борта. В пределах Шевченковской впадины выделен погруженный блок фундамента, который контролирует соленосныч отложения девона. Вблизи крупноамплитудного нарушения выделена дополнительная ступень субширотного простирания.

На Ахтырской плошади существенно уточнена гипсометрия 'Тундп-

мента,строение его отдельных блоков и трассировка краевого нарушения, что позволило получить дополнительные сведения о•предполагаемой мощности девонских отложений, скорректировать представления о тектонике участка, которые были получены в основном по данным метода общей глубинной точки.

Результаты структурных построений на исследуемых площадях подтверждают выводы, сделанные М.В.Чирвинской, В.К.Гавришем, М.Г.Маню-той и др., о том, что субмеридиональные заливообразные впадины и мысообразные выступы, расчленяющие поверхность фундамента, по-видимому, являются реликтами древней докембрийской складчатости,•прослеживающейся на щитах. В тоже время, северо-западное простирание депрессий центральной части грабена отражает более поздние движения субширотного направления, вызвавшие формирование и дальнейшее развитие Днепровско-Донецкой впацины.

На основании полученных результатов, в диссертационной работе делается вывод о необходимости дальнейших планомерных исследований по изучению строения поверхности кристаллического фундамента методом преломленных волн, особенно в пределах бортовых и приборто— вых участков ДЦв. ■

С целью выяснения возможностей метода преломленных волн .для прогнозирования зон возможного разуплотнения пород фундамента автором диссертационной работы совместно с Р.К.Радулом проведена обработка и интерпретация сейсмических данных, зарегистрированных на нескольких профилях вблизи скважины Хухрянскаяг-1, в которой получены промышленные притоки нефти и газа из пород фундамента. В результате получены данные, свидетельствующие об аномальном поведении динамических и кинематических характеристик преломленных волн, как в районе продуктивной скважины, так и на других участках Хух-рянской площади. Аномалии в поведении различных характеристик преломленных волн и площадном распределении интервальной граничной скорости могут рассматриваться как результат отображения в волновом поле зон вероятного разуплотнения кристаллических пород. В пределах площади установлено также наличие внутри фундамента преломляющей границы, которую можно рассматривать как границу, разделяющую разуплотненные и. консолидаровашше' кристаллические породы. Эту границу в волновом поле характеризует преломленная волна, регистрирующаяся на сейсмограммах совместно с преломленной волной от по-' ьерхности фундамента.

Предложен комплекс методических*приемов для прогнозирования

зон разуплотнения пород- фундамента:

1. Полевые наблюдения должны проводиться по равномерной сети профилей, отстоящих друг от друга на расстоянии 2-4 юл при '5-8 кратном прослеживании преломленных на поверхности фундамента волн. Зона прослеживания преломленных волн в пределах бортовых участков должна составлять не менее 40 км. При детальных исследованиях на перспективных в нефтегазоносном отношении участках должна отрабатываться более плотная сеть'профилей /через 0.5-1.0 км/ и с расстоянием между пунктами взрыва до 2-3 км.

2. Обработка и интерпретация сейсмических материалов наряду с составлением структурных карт гипсометрии поверхности фундамента должна включать в себя:

- тщательный анализ волновых полей преломленных волн как в первых, так и в последующих вступлениях с целью отождествления преломленных волн, связанных с поверхностью фундамента и его внутренними, приповерхностными границами;

- изучение динамических параметров преломленных волн/ амплитудные частотные спектры, энергетические характеристики, декременты поглощения и т.п./ и поиск участков с аномальным поведением этих параметров;

- изучение распределения интервальных граничных скоростей, определенных при различных базах осреднения;

- построение карт распределения интервальных граничных скоростей по площади и выявление участков , с которыми могут быть связаны зоны, возможного разуплотнения кристаллических пород.

Взаключении сформулированы выводы по диссертационной работе;

ОСНОВНЫЕ ЗА1Ш1АЕШЕ ПОЛОКЕНИЯ: '

1. Совместное использование послойного /в спектральной области/ и интегрального сейсмоголографического преобразований приводит к более полному учету реальных скоростных свойств сроды, позволяет получать глубинные изображения улучшенного качества и с высокой степенью достоверности судить о_структурных особенностях исследуемых преломляющих границ.

2. Методика Д-преобразования по отраженным волнам, регистрирующихся на сейсмограммах при больших удалениях от источника в случае крутонаклоненных сейсмических границ, позволяет получать сейс-г'^ческие ятооря^еняя хорсп'гго качества я, кроме того, позволяет ап-

томатизировать процесс обработки сейсмических данных в дальней зоне источника, в том числе и данных глубинного сейсмического зондирования. . '

3. Наряду с эффективным решением традиционных, структурных за-. дач, метод преломленных волн полезен и при прогнозировании зон разуплотнения пород кристаллического фундамента в условиях ДЦв. Для решения этой задачи предлагается комплекс методических приемов, . включающий в себя уплотнение сети полевых наблюдений, увеличение зоны прослеживания преломленных волн, тщательное изучение особенностей регистрации преломленных волн, их динамических и кинематичес-. ких характеристик, площадного распределения интервальных граничных скоростей.

4. Преломленные на поверхности фундамента волны достаточно устойчиво следятся как в бортовых и прибортовых участках, так и в погруженной части ДЦв. Поэтому их применение для картирования рельефа кристаллического фундамента вполне обосновано. Большинство волн от осадочной толщи, которые регистрируются на сейсмограммах как в первых, так и в последующих вступлениях, являются отраженными. Во многих случаях, при наличии в осадочном разрезе высокоскоростных пластов, волны, вероятно, являются подэкршшботраженными.

■ 5. Применение отраженных волн на больших удалениях от источника с целью картирования рельефа фундамента и низов осадочной толщи в условиях неоднородной покрывающей среда нецелесообразно из-за низкой точности и устойчивости структурных построений, что может приводить не только к ложным представлениям о глубине залегания исследуемых границ, но и к неправильным сведениям об особенностях их строения. Только з случае крутонаклонешшх границ по отраженным . волнам возможно получение дополнительных сведений о строении геологических сред.

6. Использование формулы для оценки оптимальной апертуры при Д-преобразовании по полю преломленных волн позволяет повысить технологичность цифровой обработки и точность построения глубинных изображений преломляющих границ.

7. Способ анализа времен прихода головных волн во взаимные точки позволяет на основе одной пары встречных сводных годографов проводить сопоставление всех тлеющихся на профиле взаимных точек, оценивать точность структурных построений и повысить технологичность пиТровой обработки сейсмических данных. .

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих статьях:

1. Алгоритм обращенного продолжения волновых полей КМПВ.// Вестн. Киев, ун-та. Геология.-198?.-Вып.6.-С.40-42 /в соавторстве с Ю.В.Тимошиным и С.А.Еирдусом/.

2. Применение Д-преобраэовапия по полю отраженных волн в дальней зоне источника.//Нефт. и газовая пром-сть.-1987.-й2,-С.15-17.

3. Послойное продолжение волновых полей КМПВ в нижнее полупространство. //В сб.:Матер,1 Респ. шк.-семин. мол. геофиз. Укршшн"-Ин-т геофиз. АН УССР.- 1987,- С.9-10./в соавторстве с С.А.Бнрдусом/.

4. Анализ точности структурных построений по отраженным волнам, регистрируемым при исследованиях КМПВ.- В сб.:"Матер. 1 Росп. шк.-семин. мол. геофиз. Украины,- Ин-т геофиз. АН УССР.-1987.-

С.11-12,

5. Методика поиска зоп возможного разуплотнения пород кристаллического фундамента в ДДВ.// Деп. в ВНИИОЭНГе 24.04.1989 г. -Д1726-т^9.- Киев,- 1989,- 15 е./ в соавторстве с Р.К.Радулом и А.Н.Марухняком/.

6. Анализ эффективности использования проломленных и отраженных волн, регистрируемых в дальней зоне источника при изучении рельефа фундамента в юго-восточной части ДДВ.//Деп. в ВНИИОЭНГе 24.04.1989 г.-М723-нг 89,- Киев.-1989.-19 с.

7. Методика сейсмоголографических преобразований по полю преломленных волн в юго-восточной части Днепровско-Донецкой впадины.// Деп. в ВНИИОЭНГе 24.04.1989 г.- Я1724-нг 89.- Киев.-1989.-19 с.

8. Изучение строения осадочного чехла ДДВ вдоль линии опорно-параметрического профиля Митайловкя-Прокопешси.//Деп. в ВНИИОЭНГе 24.04.1989 г.- Я1725- яг 89,- Клев,- 1989,- 12 е./ в соавторстве

с В.Ю.Шиманским и А.Н.Марухняком/,

Поди, к пе-г../:' и ПФ /■>'(•,' ■'> Формат .-г ' »V в Бумага

Ги-ч. о}":. Усл. псч. л. < > Уч.-шд л. г'?. Тираж 3;?к. Л ! / Тпч платно.

Кигчсюэ МПГ'Ч!'.-Ц1 'Р\"Н1)Л М'НП1, КнГГ'. Г"ЫПМ, !