Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Сейсморазведка неоднородных и анизотропных сред методом преломленных волн
ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых
Автореферат диссертации по теме "Сейсморазведка неоднородных и анизотропных сред методом преломленных волн"
Р г(усуд^ствен11ый комитет российской федерации , по высшему образованию
е- - Государственная академия нефти и газа
имени и.м.губкина
УДК 550.834 На правах рукописи
Богоявленский Василий Игоревич
СЕЙСМОРАЗВЕДКА НЕОДНОРОДНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ СРЕД МЕТОДОМ ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН
Специальность 04.00.12 -Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва -1996
Работа выполнена в Государственной Академии нефти и газа имени И.М.Губкина на кафедре полевой геофизику и в лаборатории многомерной нефтегазовой геофизики Института проблем нефти и газа Российской Академии наук.
Официальные оппоненты: академик Академии естественных наук,
доктор геолого-минералошческих наук, профессор Я.П.Маловицкий; доктор технических наук, профессор О.А.Потапов; доктор технических наук, профессор А.Н.Лёвин
Ведущая организация: Государственное научно-производственное
предприятие "Спецгеофизика"
Защита диссертации состоится 13 февраля 1996 г. в аудитории 523 в 15.00 часов на заседании специализированного совета Д.053.27.08 при Государственной академии нефти и газа имени И.М.Губкина по адресу: 117917, Москва, ГСП-1, Ленинский пр., 65.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственной Академии нефти и газа имени ЛМ.Губкина.
Автореферат разослан "13" января 1996 г.
Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук, доцент
Л.П.Петров
общая характеристика работы
Актуальность темы. Необходимость увеличения сырьевых ресурсов требует поиска новых и доразведки открытых ранее месторождений полезных ископаемых и в первую очередь нефтегазовых. Расширение области применения геофизических методов вызывает необходимость разработки новых и совершенствования имеющихся методов сейсмических исследований, позволяющих получать достоверную информацию о строении среды в сложных геологических условиях.
Важнейшими задачами сейсмических методов разведки являются изучение строения осадочного чехла, картирование поверхности фундамента, выделение тектонических нарушений, структур и литоло-гических несогласий, перспективных в нефтегазоносном отношении. Одним из эффективных методов их решения является метод преломленных волн (МПВ), применение которого при решении ряда геологических задач рациональней наиболее широко используемого метода отраженных волн (MOB). Одно из основных достоинств МПВ по сравнению с MOB заключается в возможности определения граничной скорости, позволяющей судить о физических свойствах сейсмических горизонтов и их литологическом составе при практически неограниченной глубинности исследований. В большинстве случаев повышение эффективности сейсморазведки достижимо только путем комплекси-рования различных методов и в первую очередь MOB и МПВ. Однако имеющееся отставание МПВ по сравнению с MOB по технологичности полевых работ и степени автоматизации обработки данных снижает возможность его широкого применения.
Осповпой целью работы является повышение эффективности, точности и геологической информативности МПВ на основе применения технологичных систем полевых наблюдений и автоматизированной обработки данных. Для достижения этой цели потребовалось решить следующие задачи:
-выполнить комплекс теоретических исследований, математического и физического моделирований сейсмических волновых полей для исследования возможностей МПВ при решении задач изучения строения геологического разреза, изучении его неоднородностей в латеральной плоскости и азимутальной анизотропии;
-разработать новые способы и технологические приемы полевых наблюдений МПВ, включая комплексные работы МОВ-МПВ;
-создать программно-алгоритмическое обеспечение для обработки записей преломленных волн, получаемых при продольных и площадных профилированиях МПВ, MOB и МОВ-МПВ;
-опробовать разработанные способы и программно-алгоритмическое обеспечение в различных сейсмогеологических условиях.
Научная новизна. 1. По результатам комплекса аналити-ческих исследований и математического моделирования преломленных волн обосновано применение многократного профилирования и исследован характер временных разрезов МПВ для неоднородных сред с тектоническими нарушениями и литологическими замещениями по преломляющему горизонту и в покрывающей толще, градиентами скоростей по латерали и вертикали; обоснована необходимость и возможность приближения интервалов регистрации к начальным точкам преломленных волн;
2. Разработаны способы комплексных работ МОВ-МПВ с источниками колебаний разного типа, включая вибрационные (авторские свидетельства СССР N 1441944, 1575740 и 1674033), повышающие эффективность сейсморазведки в сложных сейсмогеологических условиях. Применение комплексных работ МОВ-МПВ в зонах развития траппо-вого магматизма в Восточной Сибири позволило получить новую геолого-геофизическую информацию о строении разреза.
3. Разработаны научно-методические основы, способы и программно-алгоритмическое обеспечение для изучения неоднородностей ВЧР и расчета статических поправок при продольных и площадных сейсмических наблюдениях, дающие новую геолого-геофизическую информацию и повышающие достоверность и точность сейсмических методов отраженных и преломленных волн.
4. Разработан комплекс способов и программно-алгоритмическое обеспечение для изучения анизотропных свойств среды по записям преломленных и проходящих волн при кольцевом сейсмопрофилирова-нии (авторские свидетельства СССР N 1484111, 1542263, 1818992 и 1829654) и вертикального сейсмопрофилирования с непрерывно движущимися зондами (авторские свидетельства СССР N 1311442, 1818991).
5. Изучены анизотропные свойства и выявлены основные системы субвертикальных трещин в различных комплексах пород осадочного чехла, в том числе нефтегазоносных в условиях Арктического шельфа (Баренцево, Печорское и Карское моря), Черного и Азовского морей, Атлантического океана и моря Росса (Антарктида).
Практическая ценность работы заключается в разработке:
- технологичных способов сбора и обработки данных сейсморазведки МПВ и МОВ-МПВ при продольных и площадных системах разной плотности наблюдений, позволяющих получать новую геологическую информацию;
- комплекса программно-алгоритмического обеспечения для решения прямых и обратных задач сейсморазведки МПВ и МОВ-МПВ. Комплекс позволяет получать информациюо глубинном строении разреза; выявлять латеральные неоднородности в ВЧР и устранять их ис-
кажающее влияние на сейсмические волновые поля; изучать пространственную анизотропию кинематических и динамических характеристик распространения сейсмических волн.
Эффективность разработанных способов, обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждена путем анализа и обобщения комплекса теоретических исследований, математического и физического моделирований, полевых экспериментов и обработки реальных данных, полученных с различными типами источников колебаний в различных сейсмогеологических условиях суши и моря.
Реализация работы в производстве. Методические рекомендации по проведению полевых работ и цифровой обработки записей МПВ, разработанные способы и программно-алгоритмическое обеспечение внедрены более чем в 20 производственных и научно-исследовательских организациях России, Белоруссии, Туркмении, Грузии, Азербайджана, Латвии и Молдавии. Среди них основные: МАГЭ ПГО "Севмор-геология", тресты "Севморнефтегеофизика", "Южморнефтегеофизика" и "Каспнефтегеофизика" ПО "Союзморгео", ПГО "Иркутскгеофизика", ПО "Западнефтегеофизика", Западная, Аму-Дарьинская ГЭ и Ашхабадская МЭ ПО "Туркменгеология", трест "Грузнефтегеофизика", ПО "Азнефтегеофизика", трест "Краснодарнефгегеофизика", НИИМоргео-физика и Краснодарская ОМЭ ПО "Союзморгео", ВМНПО "Союзмор-инжгеология", Прикаспийское отделение НВНИИГГ, АО "Саратов-нефтегеофизика", Институт геофизики Грузинской АН, ИО РАН и др. Расчетный экономический эффект от внедрения пакета программ обработки данных МПВ только в одной производственной организации ИОМЭ АСУ ПГО "Иркутскгеофизика" в ценах до 1990 г. составил 277,5 тыс.руб. в год.
Апробация работы. Способы проведения полевых работ и программно-алгоритмические разработки автора прошли опробование в различных сейсмогеологических условиях Мирового океана: Арктический шельф (Баренцево, Печорское и Карское моря), Черное, Азовское и Каспийское моря, Атлантический и Тихий океаны, море Росса (Антарктида) и суши: Белоруссия, Европейская часть России, Восточная Сибирь, Грузия, Азербайджан, Туркмения, Узбекистан, Северная Африка (Ливия) и др.
Основные научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:
-на международных конгрессах: 8ЕО/Москва-92, ЗЕО/Москва-ЭЗ; "Геофизика и современный мир" (Москва,1993);
-на международных конференциях: "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе" (Москва,1992); "Кас-
пийский регион: экономика, экология, минеральные ресурсы" (Москва,1995);
-на 55 и 56 международных геофизических конгрессах EAEG (Ставангер,1993, Вена,1994);
-на всесоюзных конференциях: "Молодежь и научно-технический прогресс в нефтяной и газовой промышленности" (Москва,1981); "Проблемы комплексного освоения нефтяных и газовых месторождений" (Учкекен,1984); "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР" (Москва,1986,1990); "Геодинамические основы прогнозирования нефтегазоносности недр" (Москва, 1988);
-на конференциях: МГУ (1981); МИНХ и ГП (1982); ВНИИГеофи-зики (1983); "Изучение и учет ВЧР при геофизических работах на нефть и газ" (Пермь, 1985); "Автоматизация приемов обработки геофизической информации при поисках нефти и газа" (Пермь,1986); Азербайджанской ССР (Баку, 1988); Научно-технической конференции (Пермь, 1991);
-на семинарах: ВНИГНИ (1982); МИНХ и ГП (1984); ВНИИГео-физики (1983); ИПНГ РАН (1992,1994,1995); Queen's University of Kingston (Канада, Кингстон, 1993); компании "Seismograph Service" (Москва,1992); компании Mobil (США, Даллас,1993); ГАНГ, ИПНГ совместно с компаниями Shell (Москва,1992) и Amoco (Москва,1993); ИПНГ и University of Utah, USA (Москва,1993); компании Simon Petroleum Technology (Лондон,1994);
-на Заседании Экспертного Совета Мингео СССР по проблеме совершенствования МПВ (Тюмень,1982);
-на Всесоюзных совещаниях по невзрывной технике (Гомель, 1985, 1987) и 22 Советско-Французском геофизическом совещании (Иркутск, 1989);
-на Научно-технических советах: ПО "Союзморгео" (1985,1987); треста "Севморнефтегеофизика" (1983,1986,1987,1989); МАГЭ ПГО "Севморгеология" (1985,1986,1987); треста "Грузнефтегеофизика" (1983); ПГО "Севморгеология" (1985); ПГО "Иркутскгеофизика" (1990).
Результаты работы экспонировались на ВДНХ СССР (1982, бронзовая медаль), международных геофизических выставках SEG/ Москва-92 и SEG/Москва-ЭЗ, Международной выставке "Программное и аппаратное обеспечение геологических служб нефтегазовой отрасли" (Москва, 1993) и на совместной презентации с фирмой IBM на 55 Международном Геофизическом Конгрессе EAEG (Ставангер, 1993).
Результаты, отраженные в диссертации, включены в решения ряда конференций и совещаний. Автор использовал их в лекциях и
практических занятиях со студентами и слушателями ФПК ГАНГ им.И.М.Губкина.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения; содержит 298 страниц, включая 131 рисунок. Список литературы составляет 263 наименования.
Публикации и личпый вклад автора. По теме диссертации опубликовано 59 работ, в том числе 9 авторских свидетельств на изобретения, 2 брошюры, глава "Обработка данных МПВ на ЭВМ" в справочнике "Сейсморазведка" (1990) и 47 статей. Результаты работы вошли в 15 научно-технических отчетов и положены в основу 3 методических рекомендаций, утвержденных ПГО "Иркутскгеофизика", ПО "Союзморгео", ПГО "Севморгеология", ИО РАН и др.
Работа выполнялась в 1979-1990 гг. на кафедре полевой геофизики ГАНГ им.И.М.Губкина и в 1990-1995 гг. в лаборатории многомерной нефтегазовой геофизики ИПНГ РАН. Основные выводы и научные результаты получены лично автором. Автор организовывал и непосредственно участвовал в лабораторных экспериментах и полевых испытаниях, внедрял созданные способы, методические приемы и разработки в производственных и научных организациях.
Выполнению работы способствовала возможность сотрудничать и обсуждать результаты работы с ведущими специалистами: ГАНГ им.И.М.Губкина, ИПНГ РАН, ИО РАН, ИФЗ РАН, МГУ, ПГУ, ВНИИГеофизики, ЗапСибВНИИГеофизики, АзИНефтехима, ИГ ГССР, НИИМоргеофизики, НВНИИГГ.
Неоценимую помощь в формировании научных взглядов и поддержку в выполнении исследований автору оказали профессора Л.А.Рябинкин, А.М.Епинатьева, М.Б.Рапопорт и А.К.Урупов.
Успешному завершению работы способствовали постоянное внимание и поддержка со стороны академика А.Н.Дмитриевского.
Автор признателен сотрудникам руководимой им геофизической лаборатории: С.В.Добрынину, С.А.Филину, Э.Б.Трушникову, Т.А.Буда-говой и Л.Ю.Мирзояну за активное участие в выполнении и внедрении разработок.
Автор благодарен руководству и сотрудникам МАГЭ ПГО "Севморгеология", трестов "Севморнефтегеофизика", "Южморнефтегео-физика" и "Каспнефтегеофизика" ПО "Союзморгео", ПГО "Иркутскгеофизика", ПО "Западнефтегеофизика", Западной, Аму-Дарьинской ГЭ и Ашхабадской МЭ ПО "Туркменгеология", ПО "Азнефтегеофизика", трестов "Грузнефтегеофизика", "Краснодарнефтегеофизика", ПГО "Уз-бекгеофизика", АО "Саратовнефтегеофизика", Саратовской и Прикаспийской ГЭ НВНИИГГ, ДГЭ, КГЭ НПО "Нефтегеофизика", ГГП "Спецгеофизика", МНТЦ "Геос", НИИМоргеофизики, ИО РАН, ИГ АН
ГССР, ИГ и Г АН МССР, фирмы "Seismograph Service" (Англия) за возможность постановки опытно-методических работ, помощь при внедрении разработок и предоставление полевых материалов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении определены актуальность, основные цели и направленность диссертации, изложено научное и практическое значение работы, приведена информация 96 апробациях и внедрениях и дана общая характеристика работы.
Первая глава посвящена анализу современного состояния, путям развития и основным задачам МПВ.
Основоположниками развития физических основ и разработки способов сбора и обработки данных МПВ являются И.С.Берзон, Г.А.Гамбурцев, А.М.Епинатьева, И.П.Косминская, Ю.В.Ризничеснко и др. Опубликованная ими в 1952 г. монография даже в настоящее время является актуальной. За прошедшие годы объем работ МПВ претерпевал существенные изменения как в большую, так и в меньшую сторону. Последний спад связывается с широкомасштабным внедрением MOB ОГТ. При этом считалось, что разработан универсальный способ сейсморазведки, позволяющий решать любые задачи. Дальнейший ход событий несмотря на все большее совершенствование MOB ОГТ показал ошибочность такой точки зрения.
Достоинства МПВ по сравнению с MOB заключаются в возможности определения граничных скоростей, по величине которых можно судить о физических свойствах среды и ее литологическом составе; в применимости при решении различных задач в практически неограниченном диапазоне глубин и в сложных сейсмогеологических условиях с интенсивным фоном поверхностных и многократных волн-помех. Кроме того, давно известен факт, что некоторые четкие преломляющие границы являются плохо отражающими (Г.А.Гамбурцев и др.). Основной недостаток МПВ по сранению с MOB - меньшее число разведуемых границ. Традиционно считаемая низкая разрешающая способность МПВ обусловлена в основном субъективными факторами.
Последнее двадцатилетие характеризуется развитием физических основ МПВ, его техническим и методическим перевооружением, о котором можно судить по публикациям отечественных и зарубежных авторов: А.Г.Авербуха, В.И.Богоявленского, А.Г.Ведринцева, Г.М.Голо-шубина, А.М.Епинатьевой, О.В.Куколенко, А.Л.Литвина, Ф.М.Ляховиц-кого, В.К.Монастырева, Ю.В.Непрочнова, Ю.В.Ознобихина, А.ДПавлен-кина, В.Н.Пилипенко, Н.Н.Пузырева, М.Б.Рапопорта, М.Е.Старобинца, А.К.Урупова, V.Cerveny, A.Clement, E.Jones, D.Palmer, R.Peraldi, L.Gardner, R-Garotta, U.Hirschleber, E.Kilenyi, G.Muller, P.Stoffa и др.
Постановка экспериментальных работ на эталонных площадях в комплексе с другими сейсмическими методами (ВСП, МОГТ) позволила изучить характер волновых полей МПВ при разных соотношениях длин волн и размеров вертикальных и горизонтальных неоднороднос-тей среды и наметить основные задачи и направления совершенствования МПВ: переход на цифровую регистрацию; повышение разрешающей способности; разработка способов многократного продольного и площадного профилирований; автоматизация процесса обработки данных и др.
Применение в МПВ модифицированных принципов MOB ОГТ (В.И.Богоявленский, Г.М.Голошубин, В.К.Монастырев, Ю.В.Ознобихин, М.Б.Рапопорт и др.) потребовало постановки комплекса теоретических исследований и математического моделирования с целью выяснения особенностей временных разрезов МПВ при неоднородном строении разреза, включающего тектонические нарушения и литологические замещения (сбросы и вертикальные контакты) по преломляющему горизонту и в покрывающей толще, горизонтальные и вертикальные градиенты скоростей в преломляющей толще и др.
Необходимость проведения нефтегазопоисковых исследований в районах со сложным геолого-геофизическим строением, повышение требований к глубинности, детальности и точности сейсмических исследований вызвали необходимость совершенствования способов изучения верхней части разреза (ВЧР). ВЧР представляет собой толщу пород мощностью до 500-1000 м, характеризующихся относительно невысокими скоростями распространения продольных волн (до 2000-3000 м/с) и неоднородным строением в вертикальном и горизонтальном направлениях. Самая приповерхностная часть мощностью до 50-100 м обычно характеризуется зоной малых скоростей (ЗМС), сложенной песками, суглинками и супесью со скоростями 300-700 м/с и другими низкоскоростными породами. За счет сезонных изменений режима водонасы-щения и температурных вариаций скорость в ЗМС может претерпевать изменения в 5-17 раз.
Изменчивость рельефа местности и латеральная скоростная неоднородность приводят к значительным кинематическим искажениям полей отраженных и преломленных волн. Ситуация существенно усложняется в районах с чередованием палеомерзлых (до глубин в 200-600 м) и растепленных пород в северных широтах, горным рельефом местности и повышенным развитием траппового магматизма, в которых наличие ЗМС чередуется с зонами скоростей, до 5000-7500 м/с. К таким районам относятся обширные территории в Восточной Сибири, на которых применение MOB ОГТ эффективно лишь на 10-15 % площади в так называемых "оазисах информативности" - участках практически не пораженных трапповым магматизмом. Вместе с тем
применение сейсморазведки МПВ позволяет повсеместно получить информацию о строении разреза.
MOB не нашел широкого применения при изучении ВЧР на суше из-за сложности перехода в область высоких частот, которые сильно поглощаются в ЗМС, специфики обработки МОГТ и сложности подавления интенсивных волн-помех вблизи источника колебаний. Однако имеются примеры успешного применения MOB для картирования зон карстообразования и в морских условиях при инженерно-геологических изысканиях в малоканальной модификации (НСП) (А.В.Калинин, Ф.М.Ляховицкий, Л.Р.Мерклин, Ю.П.Непрочнов, В.А.Теплицкий и др.). Известны способы учета влияния ВЧР при автоматической коррекции статических поправок на ЭВМ по записям отраженных волн как правило требующие предварительного ввода априорных статических поправок (Г.Н.Гогоненков, В.И.Мешбей, Ю.В.Ознобихин, С.Н.Птецов и др.). Однако при сложных сейсмогеологических условиях с неблагоприятным соотношением сигнал/шум их применение затруднено и малоэффективно.
Решение задачи изучения ВЧР и расчета статических поправок может быть достигнуто более полным извлечением информации о мелких границах с использованием преломленных волн, регистрируемых в начальных частях сейсмограмм при стандартных работах MOB ОГТ (В.И.Богоявленский, Г.М.Голошубин, А.М.Епинатьева, В.М.Карасик, В.Х.Кивелиди, А.Л.Литвин, Ф.М.Ляховицкий, Ф.М.Марголин, В.К.Мона-стырев, Ю.В.Ознобихин, А.Д.Павленкин, Б.А.Спасский, М.Е.Старобинец, F.Baixas, R.Garotta, RFarrel, R.Yuvena и др.). Большая часть работ ориентирована на разработку программно-алгоритмического обеспечения на основе традиционных способов и их модификаций, описанных еще в 50-х годах (Г.А.Гамбурцев и др.). Появление новых способов изучения ВЧР по записям первых вступлений MOB ОГТ с построением временных и глубинных динамических разрезов МПВ и временных разрезов равных удалений (терминология Н.Н.Пузырева) существенно расширило возможности и область применения МПВ. При этом практически впервые появилась возможность широкомасштабного комплек-сирования двух основных методов сейсморазведки в едином графе обработки всего информационного потока, получаемого при многократном профилировании.
Одним из перспективных направлений, обеспечивающих получение дополнительной информации о строении и свойствах геологических сред, повышение детальности структурных построений и достоверности прогнозирования залежей нефти и газа, представляет изучение анизотропных свойств среды. Неучет влияния анизотропии может приводить к значительным до 20-30 % погрешностям глубинных построений MOB и МПВ (М.В.Невский).
Анизотропию физических характеристик среды вызывает наличие упорядоченных неоднородностей в ее строении (слоистость, трещи-новатость, текстурные особенности) и неравностороннее напряженное состояние. Проведенный в работах Г.М.Авчяна, М.М.Багринцевой, А.М.Епинатьевой, Ф.М.Ляховицкого, Н.Н.Пузырева, Б.К.Прошлякова, Е.М.Смехова, А.К.Урупова, S.Crempin и др. анализ свидетельствует о преимущественном влиянии на сейсмическую анизотропию трещи-новатости горных пород.
Важность изучения анизотропных свойств среды обусловлена тем, что около 60 % мировой добычи нефти и газа осуществляется из трещиноватых коллекторов в карбонатных и карбонатно-глинистых породах (Т.В.Дорофеева). На основе многолетнего опыта разработки нефтегазовых месторождений Ю.П.Желтов пришел к выводу, что трещиноватыми являются не только карбонатные породы, но и большинство терригеных. Трещиноватость играет важную роль в формировании резервуаров углеводородов и их фильтрационных свойств.
Таким образом, данные об анизотропных свойствах разреза представляют большой интерес при изучении вещественного состава и текстуры горных пород, выявлении зон повышенной трещиноватости и направленности основных систем трещин пород-коллекторов углеводородов для прогнозирования возможных путей их миграции и оптимизации первичной или вторичной разработки месторождений.
Проявление эффекта анизотропии на кинематических и динамических характеристиках упругих волн на реальных объектах в полевых и лабораторных условиях в сейсмическом и ультразвуковом диапазонах частот и на основе аналитических исследований изучали Г.М.Авчян, М.М.Багринцева, В.И.Богоявленский, Л.Ю.Бродов, С.В.Добрынин, Т.В.Дорофеева, Г.В.Егоркина, А.М.Епинатьева, А.М.Жуков, Ф.М.Левитова, Л.Д.Лаврова, С.И.Лапин, В.А.Ляховский, Ф.М.Ляховиц-кий, В.А.Магницкий, Ю.Д.Мирзоян, ЛЛ.Неволин, М.В.Невский, Г.И.Пет-рашень, Ю.Г.Пименов, Ю.В.Ризниченко, А.И.Савич, Е.М.Смехов, Б.А.Спасский, А.В.Степанов, С.А.Стрижков, Ю.В.Тимошин, Э.Б.Трушни-ков, А.КУрупов, Е.М.Чесноков, S.Crampin, R.Carlson, R.J.Dramont, R.Garotta, D.Michon, R.P.Moore, G.B.Morris, R.W.Raitt, R.S.White и др.
В зависимости от соотношения размеров упорядоченных неоднородностей (d) и длины волны (А) среды подразделяются на слоистые й/Х» 1, неоднородные d/A = 1 и анизотропные d/Л« 1 (В.А.Магницкий, Е.М.Чесноков). Частным случаем анизотропных сред являются тонкослоистые по отношению к длине волны среды, которые Ю.В.Ризниченко назвал квазианизотропными. Таким образом, понятия слоистые, неоднородные, анизотропные и квазианизотропные являются относительными, зависящими от длин волн. Идиальной может быть названа анизотропия, вызванная строением кристаллической решетки
и упорядоченным под действием суперпозиции различных внешних факторов (сил) расположением микрочастиц и включений, слагающих породу. Внешними силами являются гравитационные и электромагнитные поля Земли, а также направленные тектонические напряжения (Г.М.Авчян, И.С.Берзон, А.К.Урупов и др.).
Гравитационные силы являются наиболее сильным фактором, влияющим на формирование вертикальной упорядоченности среды в процессе осадконакопления (горизонтальная слоистость) и вызывающим анизотропию в вертикальной плоскости. Электромагнитные силы и тектонические напряжения вызывают анизотропию в латеральной плоскости (Г.М.Авчян, А.Я.Власов, Г.Г.Маркосян и др.). Упорядоченное положение микровключений приводит к анизотропии прочностных свойств среды и появлению в дальнейшем ориентированных систем трещин и разломов, а также согласованных с ними вытянутых структурных форм - ловушек углеводородов, характерные примеры которых наблюдаются на севере Тимано-Печорской провинции и в других регионах.
Широкий диапазон изменения коэффициента анизотропии и характера индикатрис физических параметров среды в связи с упорядоченной трещиноватостью и флюидонасыщенностью показали результаты ультразвукового прозвучивания образцов разного состава (Г.М.Авчян, М.М.Багринцева, Б.К.Прошляков, А.К.Урупов и др.). Это открывает важные перспективы на пути количественного прогнозирования трещиноватости и проницаемости пород-коллекторов углеводородов.
Изучение анизотропных свойств сейсмическими методами проводят по записям продольных и поперечных проходящих (прямых) волн, регистрируемых на разных уровнях в скважине, отраженных и преломленных волн, регистрируемых на поверхности, в водной толще или в скважине. Хотя проявление анизотропии скоростей поперечных волн сильнее чем продольных, преимущество последних заключается в возможности и простоте их возбуждения в условиях суши и моря, а также их выделении в области первых вступлений, практически свободной от интерференции. В общем случае последнее справедливо для преломленных волн. Кроме того, основной объем сейсмических наблюдений (более 99 %) выполняется с помощью продольных волн. Поэтому изучение влияния анизотропии среды на кинематические и динамические характеристики продольных волн представляется очень важным.
Приведены примеры применения МПВ при изучении анизотропных свойств среды в различных условиях. В частности, в ходе сейсмических исследований в Атлантическом и Тихом океанах С.Е.Кееп, Н.Ь.Могпб, Р.БЬеагег, Л.Б.БЬог, И.БЛУЪНе и др. опробовали ряд способов, предусматривающих регистрацию преломленных волн одной или
несколькими приемными станциями, расположенными: в точке пересечения двух ортогональных профилей, в центре кольца, в вершинах треугольника или параллелограмма. При этом были получены данные об анизотропных свойствах верхней мантии и фундамента.
Необходимо отметить, что имеются способы изучения анизотропных свойств среды по записям волн разного типа, регистрируемым от естественных источников колебаний землетрясений (Л.П.Винник, Г.В.Егоркина и др.) для изучения анизотропии мантии и фундамента. Основными недостатками этих способов являются: невозможность изучения различных толщ осадочного чехла, сложность учета искажающего влияния ВЧР в месте регистрации колебаний и длительность экспериментов. Кроме того, для получения недостающей информации по некоторым азимутам часто возникает необходимость в применении дополнительных искусственных источников колебаний, имеющих другой амплитудно-частотный спектр. За счет возможных дисперсии скорости и различных путей распространения волн результаты комплексной интерпретации обладают дополнительной погрешностью.
Применение МОВ в различных модификациях при изучении анизотропии в латеральной плоскости (В.М.Карасик, А.КУрупов, А.Н.Левин и др.) усложняется необходимостью обработки волн в зонах интерференции с интенсивными волнами-помехами разного типа и необходимостью учета анизотропии в вертикальной плоскости. Значения получаемых эффективных и пластовых скоростей "дают искаженное, резко преувеличенное представление об анизотропии" (А.КУрупов).
А.М.Жуков, Ю.Д.Мирзоян, В.В.Стрельченко, А.КУрупов и др. разработали способы скважинных исследований анизотропных свойств среды. Однако данные способы характеризуются: ограниченной областью применения (необходима скважина); потребностью отработки как минимум двух кольцевых профилей разного радиуса; существенной дороговизной.
На основе проведенного анализа сформулированы основные цели и поставлены задачи диссертационной работы.
Во второй главе проведен анализ различных систем наблюдений, применяемых в МПВ и при комплексных работах МОВ-МПВ при решении разнообразных задач. При этом многократные системы имеют большее распространение, так как позволяют автоматизировать обработку полевых материалов и решать задачи сейсморазведки с наименьшей погрешностью. Хотя применение многократного профилирования МПВ приводит к получению больших объемов полевых данных, это незначительно увеличивает стоимость полевых работ, что обусловлено возможностью уменьшения мощности возбуждаемых колебаний за счет регистрации и обработки на меньших удалениях.
Отмечено, что успех применения МПВ зависит от методики использования технических средств, большинство которых унаследованы от MOB ОГТ, и приведены конкретные примеры. В частности, необходимость увеличения баз регистрации колебаний при комплексных работах МОВ-МПВ в Восточной Сибири по авторскому свидетельству 1575740 [55] потребовала спаривания двух сейсмостанций "Прогресс" (96 каналов на базе 9.6 км).
Традиционное использование в МПВ низкочастотных источников колебаний привело к его восприятию как метода невысокой точности исследований, используемого, в основном, на региональных этапах глубинных исследований. Возможность накапливания и разделения волн при обработке данных многократного профилирования МПВ позволяет уменьшить величину применяемых зарядов взрывчатых веществ и перейти на экологически безопасные невзрывные источники колебаний.
Среди невзрывных источников на суше наибольшие перспективы связаны с применением вибраторов, позволяющих одновременно с повышением производительности полевых работ управлять частотным диапазоном генерируемых колебаний с сохранением их энергии за счет накапливания. Не вызывает сомнений возможность регистрации колебаний стандартных виброисточников на удалениях 10-30 км и специальных низкочастотных мощных виброисточников на удалениях до 300 км (ЛБ.Крылов, В.И.Юшин, [30] и др.).
Отмечено, что применение больших баз группирования источников и приемников колебаний приводит к нежелательному ухудшению качества прослеживания преломленных и отраженных волн от мелких границ разреза и влияет на эффективность изучения ВЧР. Особенно это сказывается при широкополосном возбуждении колебаний. Определен допустимый теоретический диапазон изменения длины базы группирования. На конкретных примерах моделирования и экспериментов в Саратовской и Астраханской областях, в Краснодарском крае и в горных условиях Юго-Западной Туркмении показано, что даже при точечном положении приемников с группированием 5 вибраторов на базе 80 м или группировании 19 приемников на базе 54 м при одном вибраторе, качество первых вступлений становится мало пригодным для изучения ВЧР. При практически равных базах группирования 5 источников (100 м) или 38 приемников (108 м) ослабление преломленных и отраженных волн от границ в ВЧР в первом случае значительнее. Поэтому рекомендовано чередовать две группы источников колебаний (при одном положении косы), одна из которых направлена на регистрацию отраженных волн от глубоких границ, а другая -на выделение преломленных и отраженных волн от мелких границ. Универсальным подходом является уменьшение баз группирования и расстояния между ними с увеличением числа приемных каналов. Это
позволяет синтезировать различные базы группирования источников и приемников при обработке материалов на ЭВМ, ориентируясь на решение различных геологических задач. На данный способ комплексных работ МОВ-МПВ получено авторское свидетельство 1674033 [56].
Для расширения частотного диапазона сейсморазведки применимы вибрационные источники, позволяющие компенсировать частотные и фазовые искажения сигналов, возникающие при их распространении в среде. Эта компенсация достигается путем комбинированного линейно-частотного или нелинейно-частотного модулирования (JI4M, НЧМ) сигналов, учитывающих неравномерное пропускание сейсмических волн средой на различных частотах [30-33,52].
При комбинированном возбуждении JI4M колебаний управление их спектром осуществляется числом накапливаний в разных частотных диапазонах, шириной частотного диапазона свип-сигналов или длительностью их генерации. Изменяемые параметры выбираются на основе расчета отношений амплитуд коррелограмм или их спектров в различных частотных диапазонах. Методика НЧМ сигналов основана на генерации сигнала с переменной скоростью изменения частоты свип-сигнала, ориентированной на выравнивание амплитудного спектра регистрируемых колебаний. За счет уменьшения скорости изменения частоты достигается генерация большей энергии в диапазонах частот с большим поглощением сейсмических волн.
Приведены примеры опробований в Ярославской и Саратовской областях и в горных условиях Грузии (1983-1988) совместно с КГЭ НПО "Нефтегеофизика", трестом "Грузнефтегеофизика" и НВНИИГГ. Работы проводились с вибрационными источниками СВ-5-150 при генерации от 3 до 10 разночастотных свип-сигналов. Применение методики позволило повысить среднюю частоту регистрируемых колебаний в 1.52 раза.
Основными источниками колебаний, применяемыми при работах МПВ на море, являются пневматические, позволяющие регистрировать целевые волны до 150 км и более (Ю.П.Непрочнов и др.). Расширение частотного диапазона регистрируемых колебаний осуществляется за счет оптимизации спектра генерируемых колебаний групп пневмо-источников.
В морских условиях кроме стандартных многоканальных сейсмо-станций и донных или буксируемых пьезокос распространены автономные донные сейсмографы (АДС) и плавающие сейсмические радиобуи (СРВ). Применение АДС и СРВ позволяет проводить работы МПВ в односудовом варианте. Отмечены достоинства применения многоканальных телеметрических систем при исследованиях в морских и переходных зонах суша-море, а также в труднодоступных условиях и при площадных работах.
При многократном профилировании МПВ на акваториях особый интерес представляет технологичная система многократного комбинированного (МОВ-МПВ) профилирования в двухсудовом варианте, опробованная НПО "Южморгео", МАГЭ ПГО "Севморгеолошя", фирмой Pracla-Seismos и др. Эффективность таких исследований показана в работах (Л.И.Коган, А.ДЛавленкин, [1,7,19] и др.). Оценены возможные искажения, возникающие при цифровой обработке данных МПВ за счет смещения пьезокосы по вертикали и горизонтали от линии профилирования. Показано, что наименьшие погрешности результатов возникают в случае, когда судно с приемной косой ведущее, а судно с источником колебаний ведомое. Для выбора параметров систем наблюдений МПВ и МОВ-МПВ получены аналитические зависимости и построены номограммы расчета оптимальных параметров для подавления регулярных волн помех при обработке [1,3].
Рассмотрены основы применения модифицированных принципов МОГТ для обработки записей преломленных волн при многократном профилировании и связанные с этим новые возможности. Основные исследования в данном направлении проводились в работах А.М.Епина-тьевой, Г.М.Голошубина, О.В.Куколенко, В.К.Монастырева, Ю.В.Озно-бихина, М.Б.Рапопорта и автора [1-3,19-22,29] и др. Под термином ОГТ применительно к МПВ понимается то, что получаемый на временном разрезе преломленных волн суммарный сигнал (определяющий время /0) относится к общей (одной) глубинной точке (данная терминология используется в работах автора, А.М.Епинатьевой, М.Б.Рапопорта, Б.А.Спасского, М.Е.Старобинца и др.). В работах В.КМонастырева и др. применяется название МПВ ОГП (общая глубинная площадка), не меняющее сути способа. В результате данного подхода строятся временные разрезы МПВ и определяются скорости редукции
= (1) соs<p
где Vr - граничная скорость; <р - угол наклона преломляющей границы. Скорость V,, является приближением Уг с погрешностью
av = (1/cosp -1)100 %. (2)
Согласно (2), для углов наклона преломляющей границы до 8° погрешность av не превышает 1 %, в то время как при суммировании записей по ОПВ или ОПП отличие Vr от Vr достигает 10-25 %. Описан способ определения угла <р по временным разрезам МПВ [1,3].
Возможность обработки записей многократного профилирования МПВ по технологии, разработанной для MOB ОГТ, позволяет использовать широкий набор имеющихся алгоритмов. На их основе может быть создана полная система цифровой обработки записей преломлен-
ных волн (головных и рефрагированных). Одним из первых примеров такой системы является пакет программ ГОС-Ю-МПВ (М.Б.Рапопорт, А.Л.Малкин, В.И.Богоявленский и др.), внедренный в 1982-1989 годах на сухопутных и судовых ВЦ ряда организаций Мингео СССР, Мин-нефтегазпрома и АН СССР. Граф обработки записей многократного профилирования МПВ включает:
-предварительную обработку: ввод и демультиплексацию полевых записей, редактирование, частотную фильтрацию, ввод поправок, сортировку по ОГТ и др. (стандартные для МОГТ программы); -изучение ВЧР и расчет статических поправок; -программы выделения и вычитания регулярных волн, веерной фильтрации;
-анализ скоростей преломленных волн по алгоритмам сканирования, расчета вертикальных и погоризонтных спектров скоростей и эффективных параметров среды;
-построение временных и глубинных динамических разрезов
МПВ.
Рассмотрены особенности алгоритмов обработки данных МПВ, даны рекомендации и приведены конкретные примеры работы отдельных процедур на сухопутных и морских материалах (Прикаспийская впадина, Восточная Сибирь, Баренцево море, Тихий океан и др.), полученных с различными типами источников и приемников колебаний по системам разной плотности наблюдений.
Особое внимание уделено процедурам анализа скоростей редукции. Отмечено, что при малой интенсивности целевых волн точность анализа скоростей при сканировании повышается с применением накапливания соседних суммарных сейсмограмм ОГТ. Высокоточный анализ скоростей достигается с применением при расчете спектров скоростей логэкспоненциального оператора [1,29] (погрешность анализа скоростей по модельным материалам не превысила 0,1 %).
Результаты анализа скоростей в районах со сложным строением ВЧР однозначно свидетельствуют о необходимости ввода статических поправок. При вводе статических поправок наблюдается существенное изменение энергетической выраженности спектров скоростей и их значений (до 200-600 м/с в Восточной Сибири).
Анализ скоростей распространения сейсмических волн в покрывающей толще является одной из наиболее сложных задач МПВ. От точности их расчета зависит и точность результата обработки данных многократного профилирования МПВ - глубинного динамического разреза. Для решения этой задачи применяется весь арсенал имеющихся способов и методов, включая данные MOB ОГТ и ВСП. Записи, получаемые при комплексных работах МОВ-МПВ содержат отраженные и
преломленные волны от мелких и глубоких границ разреза, что повышает точность определения скоростей.
Для анализа эффективных скоростей в покрывающей толще получены формулы для двух моделей среды: с горизонтальной границей и градиентом УГ(Х) и с криволинейной преломляющей границей с постоянной Уг. При этом рассчитываются производные скоростей редукции и времен /„, определяемых по временным разрезам МПВ.
Для первой модели эффективная скорость в покрывающей толще определяется по формуле:
У = У,
1 +
(„V.
1/2
где !„= — , V„, = или по формуле ах п (¡х г J
у =
ОоЛМ'Л)2'
(3)
(4)
где /Оо, /04, Ура * УрЬ - времена /0 и скорости УР для двух точек профиля А и В.
Для модели среды с криволинейной преломляющей границей где эффективный угол наклона границы <р определяется по формуле
р = агс1ё ЕГ (б)
| р охх
Опробование формул расчета эффективных параметров проведено при численном моделировании и обработке реальных записей, полученных в Баренцевом море и Прикаспийской низменности. Расчетные скорости отличаются от заданных при моделировании не более чем на 0,5 %. Точность повышается при небольших базах пробега преломленной волны вдоль границы (база осреднения), т.е. при смещении интервала регистрации колебаний в область начальных точек преломленных волн.
Дополнительно разработан алгоритм расчета скоростей в ВЧР с использованием корреляционной связи значений статических поправок и абсолютных отметок рельефа местности, описанный в главе 3.
Отмечено, что скорости в покрывающей толще, используемые для построения глубинных разрезов МПВ по временным разрезам МПВ ОГТ, должны осредняться с учетом положения на профиле всех ПВ и ПП, трассы которых участвуют в формировании суммотрассы временного разреза:
r = -Z(rm(i) + rm<0). (7)
я i'=l
где y„B(i), Кпп(0 - скорости в покрывающей толще в ПВ и ПП г'-ой трассы, относящейся к данной точке ОГТ; п - число трасс, суммируемых по ОГТ.
При построении временных разрезов МПВ до суммирования записей по ОГТ вводятся кинематические поправки x/Vp(tJC), где Vr(tpC) скорость редуцирования, переменная вдоль профиля (X) и по глубине (время t). При наличии нескольких преломляющих границ значения скоростей Vp задаются в виде ступенчатой функции Vr (tji). При построении временных разрезов МПВ, в отличие от МОВ ОГТ, деформация частоты суммируемых сигналов не происходит.
Независимо от способа обработки данных МПВ особое внимание всегда уделялось выделению таких структурных особенностей, как контакты разноскоростных блоков пород, тектонические нарушения, зоны разломов и др. Проявление этих элементов на записях МПВ с помощью теоретических исследований, анализа полевых сейсмограмм и специальных работ по физическому моделированию изучали И.С.Бер-зон, А.М.Епинатьева, Г.А.Гамбурцев, В.В.Кун, О.И.Рогоза, Г.Г.Стадник и др. В качестве критериев обнаружения структурных нарушений предложена совокупность изменений кинематических и динамических параметров преломленных волн (А.М.Епинатьева и др.).
При обработке данных многократного профилирования МПВ предварительными результатами, предшествующими построению глубинного разреза, являются временной разрез и скорости редукции. Поэтому большой интерес представляет выяснение влияния на них различных структурных элементов и физических особенностей строения среды. Данная задача решена в работах автора [1,20,21,36, 47 и др.] для сред с вертикальными контактами и сбросами по преломляющему горизонту и в покрывающей толще, а также градиентами скоростей в преломляющей толще. Моделирование записей МПВ осуществлено для сред с параметрами близкими к реальным по фланговым многократным системам наблюдений. Для приближения модельных записей к реальным в трассы введен аддитивный гаусовский шум.
При моделировании среды с погребенным вертикальным контактом разноскоростных блоков пород учитывались все типы волн (прямые, отраженные, преломленные и преломленно-дифрагированные волны), для которых получены и проанализированы уравнения годографов ОГТ. Показано, что одним из основных признаков обнаружения вертикального контакта на временном разрезе МПВ является смещение по времени осей синфазности преломленных волн от контактирующих блоков и появление в районе контакта характерной
наклонной оси синфазности (результат суммирования преломленных волн, прошедших оба блока). Значение скорости редукции Ур и наклон
суммарной оси синфазности ¿Х/Л определяются зависимостями [20]:
у _ . (8)
^ ■ (9) л (К2-К,)'
где К2 и К3 - скорости в контактирующих блоках. Отмечено, что выделение наклонной оси синфазности зависит от частоты регистрируемых колебаний и различия скоростей в контактирующих блоках.
С целью выяснения влияния параметров системы наблюдений на точность изучения строения разреза проведено моделирование вертикально-слоистой среды на примере среды с двумя субвертикальными контактами разноскоростных блоков пород. Осуществлен расчет ряда модельных профилей по фланговой 12-кратной системе наблюдений с выносом от 4,3 до 10 км. Построены временные разрезы МПВ, графики скоростей редукции и глубинные разрезы. Выявлена зависимость временного разреза МПВ от таких параметров системы наблюдений, как минимальное и максимальное удаления ПВ-ПП. Показано, что погрешность восстановления глубинного положения границ для модели с малым выносом не превисила 0,7 %, а для большого выноса - 10 %.
В случае сброса по преломляющему горизонту, кроме простых типов волн образуются волны сложного типа, связанные с дифракционными явлениями в угловых точках уступа [1,21]. Для всех типов волн получены уравнения годографов ОГТ, по которым построен обобщенный схематичный временной разрез МПВ и отмечены его характерные особенности, подтвержденные численным моделированием.
На примере исследований для среды с двумя погребенными на разную глубину блоками пород в толще, покрывающей горизонтальную преломляющую границу, показано, что наличие неоднородностей в покрывающей толще также может привести к разрывам осей синфазности преломленных волн на временных разрезах. Сделан вывод о необходимости изучения и учета строения покрывающей толщи, особенно ВЧР.
Для выяснения влияния градиента граничной скорости проведено численное моделирование для среды с постоянной скоростью в покрывающей толще и меняющейся вдоль профиля граничной скоростью. В результате анализа скоростей редукции выявлено их превышение по отношению к заданным граничным скоростям на 0.5 %, объясняемое смещением центра базы пробега головной волны вдоль границы относительно ОГТ в сторону увеличения граничной сокрости. На временном разрезе МПВ наблюдается наклон оси синфазности с незначительной кривизной, обусловленной нелинейностью функции /Д К; (А')). С по-
мощью формул определения эффективной скорости в покрывающей толще (3) и (4) получены осредненные вдоль профиля значения скорости с погрешностью до 0.3 %, использованные для построения глубинного динамического разреза. Погрешность глубинных построений не превысила 0.7 %.
Рассмотрено влияние возможной рефракции преломленных волн, возникающей в среде с положительным вертикальным градиентом скорости. Численное моделирование проведено для среды с наклонной преломляющей границей с использованием уравнений распространения рефрагированных волн (А.Г.Авербух и др.) для разных коэффициентов Д определяющих быстроту изменения скорости с глубиной. Показано, что при реальных ув точность решения задачи повышается с приближением базы приема к ПВ.
Из всех результатов моделирований следует, что при многократном профилировании МПВ в районах со сложным геолого-геофизическим строением возникает необходимость в максимально возможном приближении интервалов регистрации к ПВ. В таких интервалах может быть получена достоверная информация о характере преломляющих горизонтов, глубине их залегания и граничных скоростях. Моделирование показало существенное отличие временных разрезов МПВ от разрезов MOB. Наличие тектонических нарушений характеризуется разрывом, смещением и появлением наклонных осей син-фазности преломленных волн в районе вертикальных контактов раз-носкоростных блоков. Расположение осей синфазности для разных исследованных моделей различно и это может служить интерпретационным критерием.
Алгоритм построения глубинного динамического разреза по временному разрезу МПВ основан на известном способе окружностей, согласно которому глубинное положение преломляющей границы определяется по касательной к окружностям, проведенным из ряда точек на линии наблюдения с радиусами, равными соответствующим значениям эхо-глубин [1]. Сущность алгоритма близка применяемому в МОГТ Д-преобразованию временных разрезов отраженных волн (Ю.В.Тимошин и др.). При этом на первом этапе осуществляется трансформация суммотрассы временного разрезы МПВ в глубинную трассу (глубинный масштаб). Показано, что при построении глубинного динамического разреза происходит деформация сигнала. Однако, при реальных параметрах среды и углах наклона границы до 20' коэффициент деформации незначителен (1-6 %). Работоспособность способа подтверждена на ряде модельных и реальных профилей.
Разработанные способы и методические приемы многократного профилирования и обработки данных МПВ подробно описаны в 2 методических рекомендациях, утвержденных ПГО "Иркутскгеофизи-
ка", ПО "Союзморгео", ПГО "Севморгеология" и др. Особенности и результаты проанализированы на примерах экспериментов в различных сейсмогеологических условиях суши и моря (Арктический шельф, Каспийское море, Восточная Грузия, Прикаспийская низменность, Туркмения, Восточная Сибирь и Северная Африка). Результаты обработки показали возможность получения новой информации о строении разреза в районах низкой эффективности MOB ОГТ (акватория Новой Земли и Шпицбергена в Баренцевом море, Восточная Грузия, Восточная Сибирь). В частности, в Восточной Грузии изучено строение разреза до глубин 3-4 км в районе практически полного отсутствия регулярных отраженных волн. Результаты работ в Саратовской области показали высокие перспективы применения МПВ с вибрационными источниками колебаний.
На примере обработки преломленных волн в условиях соляно-купольной тектоники на Джакуевской площади Астраханского свода при низкой кратности системы наблюдений (2-6) показана эффективность предварительной многоканальной фильтрации по сейсмограммам ОПВ. Характер временного разреза МПВ со смещениями и разрывами осей синфазностей хорошо объясняется результатами математического моделирования для сред с вертикальными контактами по преломляющему горизонту и тектоническими нарушениями.
Показаны большие перспективы сейсморазведки МПВ в Восточной Сибири. К особенностям строения разреза относятся: высокоскоростной характер осадочной толщи (3-6 км/с) при ее малой мощности (1-2 км) и большое число трапповых интрузий, характеризующихся сложной формой и высокой скоростью распространения сейсмических волн (5-7,5 км/с). Все это приводит к значительному снижению эффективности сейсморазведки MOB ОГТ. Опробование различных систем наблюдений MOB ОГТ и новейших пакетов обрабатывающих программ (включая фирмы CGG) незначительно повысило эффективность метода. В данном регионе силами ПГО "Иркутскгеофизика" проведен большой объем комплексных работ МОВ-МПВ согласно способа [55] и повсеместно изучено строение разреза.
В ходе обработки записей преломленных волн выяснено, что качество временных разрезов МПВ, построенных раздельно по фланговым 6-кратным и встречным 12-кратным наблюдениям, отличается в пользу первых, несмотря на вдвое меньшую плотность [2]. Это обусловлено тем, что при построении временных разрезов по встречным наблюдениям суммировались записи, для коррекции которых требуются не две зависимости статических поправок (за ПВ и ПП), а четыре (по две за ПВ и ПП) за счет различных уходов отметки момента взрыва и путей распространения преломленных волн в ВЧР.
Опыт применения многократного профилирования МПВ в различных сейсмогеологических условиях показал возможность картирования 2-4 преломляющих горизонтов и решения геологических задач даже в районах низкой эффективности MOB ОГТ. Особые перспективы открываются при постановке комплексных работ МОВ-МПВ, что существенно снижает затраты на проведение полевых наблюдений, обработку и интерпретацию данных.
Третья глава посвящена изучению неоднородностей ВЧР и расчету статических поправок (СП) по записям преломленных волн. Решение данной задачи повышает эффективность сейсморазведки и дает существенный экономический эффект за счет исключения или сокращения специальных наблюдений МСК (микросейсмокаротаж) и МПВ с регистрацией преломленных волн во встречных направлениях.
В зависимости от размеров по латерали неоднородностей в верхней и средней частях разреза составляющие СП делят на высоко-, средне- и низкочастотные [3]. Первые из них обусловлены локальными неоднородностями размером 1-5 расстояний между ПП или ПВ; вторые и третьи - размером до и более длины базы приема. Очевидно, что такое деление носит весьма условный и относительный характер, так как зависит от параметров системы наблюдений. Однако, придерживаясь данной терминологии, отметим, что на качество получаемых временных разрезов MOB и МПВ оказывают решающее действие высоко- и среднечастотные составляющие СП. Среднечастотные составляющие СП в значительной степени влияют и на достоверность результатов анализа скоростей отраженных и преломленных волн.
Теоретически для отраженных волн от разных границ (п) в зависимости от расстояния ПВ-ПП (х) нужно вносить индивидуальные СП, описываемые для каждой точки на профиле двумерной зависимостью t(n,x), а для преломленных волн - одномерной t(n). В большинстве случаев основное искажающее влияние оказывают неоднородности ЗМС. При этом различие СП в зависимости Цп,х) не превышает 3-5 % и, как правило, не превышает шаг дискретизации. Данная погрешность уменьшается с увеличением глубины исследований и позволяет ограничиться для профиля двумя зависимостями СП за ПВ и ПП.
В работах В.Х.Кивелиди, А.Л.Литвина, И.Ю.Митюниной, Б.А.Спасского, Р.С.Фаррела, [1,2,6,12] и др. большое внимание уделено изучению строения ВЧР, используемого для расчета низкочастотных составляющих СП. Большая часть разработанных алгоритмов расчета СП по записям преломленных волн предусматривает построение встречных годографов с их последующей обработкой одним из известных способов: полей времен, "/„", разностных годографов и др. Часто предпочтение отдается способу t0 в силу его простоты и экономичности. Дока-
зана эффективность изучения ВЧР по временным разрезам МПВ от мелких границ разреза (Г.М.Голошубин, ФЖМарголин, Ю.В.Озноби-хин, [1,2,6,12,50] и др.).
Разработан способ расчета СП, основанный на обработке записей первых и последующих вступлений на временных разрезах однократного непрерывного профилирования (ОНП) МПВ, которые в случае когда шаг по ПВ равен шагу по ПП являются разрезами равных удалений. При различных шагах по ПВ и ПП из сейсмограмм ОПВ выбираются группы в К трасс, где К - коэффициент пропорциональности между шагом по ПВ и ПП. При этом вводятся кинематические поправки х/Уг (а: - расстояние ПВ-ПП; Уг - граничная скорость). Это позволяет сжать информацию в узком временном окне и строить 10-20 разрезов ОНП МПВ при однократном обращении к магнитному носителю в компактной форме, удобной для визуализации и автоматического фазового прослеживания. Способ отличается от аналогов своей ориентацией на высокоточный (за счет статистической обработки) анализ высоко- и среднечастотных составляющих СП, которые в дальнейшем дополняются низкочастотными СП, определяемыми по временным разрезам МПВ или стандартными способами. Данный подход позволил разработать способ комплексных работ МОВ-МПВ (а.с. 1575740 [55]).
В общем случае аномалии времен прихода преломленных волн на временных разрезах ОНП МПВ представимы в виде квазисинусоидальной функции с переменными вдоль профиля периодом и амплитудой колебаний, обусловленными геологическими факторами (изменчивой формой рельефа местности и неоднородностями в строении ВЧР), уходом отметки момента взрыва, изменчивым вертикальным временем при возбуждении колебаний в скважинах и др.
Аномалии времен прихода преломленных и отраженных по нормали к границе волн, обусловленные геологическими факторами, связаны коэффициентом пропорциональности К. При изменчивой форме рельефа местности и горизонтальной преломляющей границе в ВЧР коэффициент К < 1. Показано, что наличие в ВЧР погребенных скоростных неоднородностей приводит к К > 1. В реальных условиях, как правило, одновременно при изменчивом рельефе местности присутствуют и скоростные неоднородности в ВЧР. Результаты обработки различных сейсмических материалов и математическое моделирование показывают, что коэффициент К близок к 1 с погрешностью в среднем 3-15 %. Это свидетельствует о возможности прямого использования СП, рассчитанных по записям преломленных волн, для коррекции кинематических искажений как преломленных, так и отраженных волн.
В алгоритме расчета СП реализован итерационный подход, основанный на применении принципов РНП при обработке массивов аномалий времен прихода преломленных волн. В результате суммирования
массивов по ОПВ получаются СП за ПВ, обусловленные геологическими факторами, временем ухода отметки момента взрыва и др. При этом регулярные составляющие, вызванные геологическими факторами по ПП, и случайные составляющие (за счет погрешности фазового прослеживания) статистически ослабляются. При суммировании зависимостей времен по координатам ОПП получаются СП за ПП. Погрешность этих значений СП достигает 24 %. Полученные первые приближения СП за ПВ и ПП поочередно вычитаются из исходных массивов аномалий времен с расчетом новых значений СП. Гистограммы погрешности расчета СП RESTAT, построенные в результате решения прямой и обратной задач для 66 моделей с изменчивым рельефом местности и погребенными скоростными неоднородностями, показали снижение погрешности до 0.5 % на четвертом итерационном цикле.
Отмечено, что наличие криволинейности профиля (слалом-профиль) не оказывает влияния на погрешность расчета СП, при этом главное условие - истинные расстояния ПВ-ПП. Особое внимание уделено вопросу линии приведения суммарных по ОГТ сигналов при вводе разночастотных составляющих СП.
Растущий объем трехмерных (3D) сейсморазведочных работ сделал актуальной проблему разработки программно-алгоритмического обеспечения для расчета СП по площадным системам наблюдений. Универсальность алгоритма RESTAT позволяет использовать его модификацию RESTAT-3D для обработки сейсмических данных 3D сейсморазведки MOB ОГТ. На первом этапе формируются монтажи разрезов ОНП МПВ отдельно по профилям общих пунктов взрыва (ОПВ), составляющим площадную систему наблюдений, и рассчитываются СП. На втором этапе СП для равных координат увязываются в результирующих значениях:
A iz(X,Y) = -Y,AIi(X,Y), (10)
" ы
где Дг,(Х,Г) - СП за ПВ или ПП, определенные по профилям ОПВ; п -число линий взрыва (для СП за ПП) или приема (для СП за ПВ), соответствующих координатам (X,Y). При этом в суммировании массивов аномалий времен прихода волн по ОПВ и ОПП участвуют наблюдения с азимутально различных направлений с многократным перекрытием, что дополнительно (по отношению к двухмерным наблюдениям) статистически ослабляет случайные составляющие и повышает точность расчета СП за ПВ и ПП.
Опробование пакета RESTAT-3D проведено путем численного моделирования для системы площадных наблюдений типа "крест". Приведены изометрические и топографические изображения расчетных СП за ПВ и ПП. С учетом успешного применения пакета программ RESTAT для расчета СП при двухмерных наблюдениях MOB ОГТ и
МПВ в различных сейсмогеологических условиях мы не видим принципиальных препятствий для успешного применения разработанного алгоритма для обработки реальных данных ЗБ-сейсморазведки.
Одной из сложных задач МПВ является определение скоростей в покрывающей толще, и, в частности, в ВЧР. Особую важность представляет изучение ЗМС, оказывающей из-за своей сильной неоднородности и малых значений скоростей основное искажающее воздействие на регистрируемые волновые поля МОВ-МПВ. Для решения этой задачи разработан способ изучения скоростей в ВЧР, основанный на корреляционно-регрессионном анализе зависимостей альтитуд рельефа местности h(i) и статических поправок t(i). В случае, если неоднородность ВЧР обусловлена только изменчивостью рельефа местности, коэффициент корреляции массивов СП t(i) и h(i) равен 1. Для заданного числа п значений этих массивов скорость определяется в виде
"Ладг -
К = —-
1>(0
(11)
M (=1 i=I
Выполнение расчетов в скользящем вдоль профиля окне (база анализа) с отнесением получаемых скоростей к его середине позволяет получить зависимость скоростей для всего профиля V(i). Оптимальная база расчетов определяется из условия максимизации коэффициента корреляции входных данных. Для дополнительного повышения надежности расчета скоростей используется фильтрация (сглаживание) входных массивов СП и реальефа местности на небольших базах, позволяющая снизить влияние случайных высокочастотных погрешностей. Этот. эффект сопровождается повышением среднего коэффициента корреляции. Отмечено, что точность расчета скоростей снижается с увеличением влияния погребенных скоростных неоднородностей. При этом снижается и коэффициент корреляции Кк массивов t(i) и h(i), что служит интерпретационным критерием. При низких Kt результаты расчетов используются только для анализа положения погребенных скоростных неоднородностей на профиле и их характера. Совместно с Т.А.Будаговой оценена погрешность разработанного алгоритма и даны рекомендации по его применению.
Параллельно с моделированием опробование алгоритма расчета скоростей начато на материалах, полученных в различных сейсмогеологических условиях Туркмении, Восточной Сибири и Северной Африки. Обработка данных, полученных в условиях Центральной Туркмении и Северной Африки, показала высокую корреляционную связь (0.9S) альтитуд рельефа местности и статических поправок, рассчитанных пакетом программ RESTAT. Это свидетельствует о высоких
перспективах применения разработанного алгоритма анализа скоростей в пустынных условиях, в которых основное искажающее влияние ВЧР заключается в сильно меняющихся рельефе местности и скоростях ЗМС.
Разработанные алгоритмы легли в основу пакета программ RESTAT (авторы. В.И.Богоявленский, С.В.Добрынин, С.А.Филин, Т.А.Будагова и др.), реализованного на различных типах ЭВМ, включая ЕС, ПС 2000 и ПЭВМ. Модификации пакета RESTAT внедрены в ряде организаций Миннефтегазпрома и Мингео СССР. Наиболее удобной для пользователей оказалась версия RESTAT для ПЭВМ. Пакет программ RESTAT для обработки записей на ПЭВМ включает следующие основные процедуры:
-построение монтажа разрезов ОНП МПВ для первых вступлений (программа LCOVEL);
-программы полосовой (BANFIL) и многоканальной (MIXER) фильтраций;
-автоматическое прослеживание осей синфазности целевых волн (FAZAN) с интерактивной графической редакцией (GTRACK); -расчет значений СП (программа RESTAT);
-ввод СП в записи ОПВ-ОПП-ОГТ (STATIN) и в монтажи разрезов ОНП (STALC1N) для контроля надежности расчета СП; -расчет скоростей в ВЧР (программа STAVEL); -расчет линии приведения для разрезов ОГТ и низкочастотных составляющих СП (программа LINRES);
-программы визуализации сейсмических записей и прослеженных осей синфазности на дисплей, принтер/плоттер и другие сервисные программы.
При низком качестве прослеживания осей синфазности на разрезах ОНП МПВ дополнительно предусмотрены многоканальные фильтрации по сейсмограммам ОПВ в процессе построения временных разрезов ОНП (LCOVEL) и по самим временным разрезам ОНП (MIXER).
Автоматическое фазовое прослеживание осуществляется программой FAZAN одновременно по всем разрезам ОНП МПВ, при этом на первой трассе задаются времена прослеживаемых осей синфазности. При фазовом прослеживании применяются комбинации основных режимов прослеживания, включающих определение положения максимума первой производной сейсмической трассы, расчет ФВК соседних трасс разреза ОНП, логарифмирование исходных трасс для повышения эффективности прослеживания в условиях ухудшенного отношения сигнал/шум. Результаты фазового прослеживания корректируются в интерактивном режиме (программа-редактор GTRACK).
Кроме расчета линий приведения за счет ввода высоко- и среднечастотных составляющих СП программа LINRES позволяет
рассчитать и низкочастотные составляющие СП. Расчет осуществляется с использованием скоростей, определенных программой STAVEL и по другим данным (МСК, МПВ ОГТ для ВЧР и др.).
В качестве примеров приведены особенности и результаты изучения ВЧР в различных сейсмогеологических условиях суши и моря с различными типами источников колебаний.
Изучение ВЧР на акватории Баренцева моря проводилось по записям 24-кратного профиля МОГТ на Своде Федынского, полученным трестом "Севморнефгегеофизика" ПО "Союзморгео". Характер построенного временного разреза МПВ на участке профиля хорошо согласуется с данными численного моделирования вертикально-слоистых сред при регистрации преломленных волн вблизи начальных точек.
Записи другого 24-кратного профиля МОГТ получены МАГЭ ПГО "Севморгеология" на восточном побережье Шпицбергена. Район работы характеризуется низкой эффективностью MOB ОГТ из-за наличия сильных реверберационных помех, обусловленных неглубоким залеганием консолидированных осадочных пород. При обработке записей преломленных волн первых вступлений изучено два горизонта в ВЧР с граничными скоростями 3.5-3.7 и 3.8-3.9 км/с.
Приведенные примеры свидетельствуют о возможности выделения и изучения горизонтальных скоростных неоднородностей даже при незначительном изменении граничных скоростей вдоль преломляющего горизонта (до 150 м/с) и между соседними горизонтами (до 200 м/с).
По строению ВЧР мелководные зоны часто близки береговым - в разрезе с относительно небольшими скоростями распространения волн присутствуют скоростные неоднородности разного характера и размеров. Кроме того, при работах в прибрежных зонах Арктического шельфа обнаружены палеомерзлотные эффекты. Поэтому при работах MOB и МПВ на мелководных акваториях проблема учета искажающего влияния неоднородностей в ВЧР является не менее важной чем на суше.
Работы MOB ОГТ на мелководье в Тазовской губе в районе палеомерзлых пород проводились МАГЭ ПГО "Севморгеология" в старт-стопном режиме. В результате применения пакета программ RESTAT, внедренного на ВЦ МАГЭ, построены временные разрезы MOB лучшего качества.
Проведена комплексная обработка записей MOB ОГТ на мелководье Северного Каспия вблизи полуострова Бузачи, полученных трестом "Южморнефтегеофизика" ПО "Союзморгео" в старт-стопном режиме. В начальных частях сейсмограмм содержатся высокочастотные (4060 Гц) записи преломленных волн от двух горизонтов в юрских продуктивных отложениях с граничными скоростями около 3.0 и 3.6 км/с. Качество прослеживания границ на построенных временных разрезах
МПВ выше, чем на разрезах MOB. Анализ временных разрезов MOB и МПВ свидетельствует о возможности эффективного поиска залежей углеводородов по записям преломленных волн начальных частей сейсмограмм MOB ОГТ.
Большой объем примеров успешного изучения ВЧР по записям MOB ОГТ, полученных со взрывными и невзрывными источниками колебаний, в сравнении с данными специальных наблюдений МСК и МПВ приведен для различных условий Туркмении (песчаные барханы и предгорья Западной Туркмении, Центральные Каракумы и др.). Во всех случаях получено, что более правильным является ввод в сейсмические записи MOB ОГТ СП, полученных по первым вступлениям этих же записей. СП RESTAT использованы при комплексной обработке записей отраженных и преломленных волн, повысившей эффективность сейсморазведки MOB и МПВ. Пакет программ RESTAT внедрен на ВЦ ряда геофизических экспедиций ПО "Туркменгеология".
Сравнение результатов достоверности расчета СП пакетом программ RESTAT проводилось в ЦГЭ при обработке записей профиля MOB ОГТ, полученного в Краснодарском крае с применением виброисточников СВ-10-100. Приведены временные разрезы MOB до и после ввода СП, рассчитанных по данным МСК и с использованием пакетов программ STATPR (ЦГЭ) и RESTAT. Сравнение результатов свидетельствует о неполной компенсации влияния неоднородностей в ВЧР с помощью пакета программ STATPR. Временные разрезы, полученные с использованием СП детального МСК и пакета программ RESTAT, практически не отличаются.
Сложное строение ВЧР в районах повышенного развития трап-пового магматизма приводит к низкой эффективности сейсморазведки. Большой объем исследований выполнен для условий Восточной Сибири, в которых изучение строения разреза возможно только с применением комплекса геофизических методов и в первую очередь МОВ-МПВ. При этом по записям преломленных волн изучается строение ВЧР и рассчитываются СП, используемые для коррекции отраженных волн. Комплексные работы МОВ-МПВ в районах повышенного развития траппового магматизма поставлены ПГО "Иркутскгеофизика" с использованием разработанных способа (а.с. 1575740), методических рекомендаций и обрабатывающих программ [2,55].
Приведен ряд примеров изучения ВЧР и расчета СП. Показано, что траппы отображаются в виде аномалий СП за ПВ и ПП. Результаты свидетельствуют о возможности определения типа неоднородностей, вызывающих кинематические искажения волновых полей, по зависимостям СП и геологическому разрезу, получаемому при исследовании выходов пород на поверхность наблюдений. Кроме того, в случае погребенных траппов наблюдается взаимное смещение анома-
лий СП за ПВ и ПП за счет сейсмического сноса, что позволяет рассчитать глубину погребенных неоднородностей.
По результатам анализа скоростей в ВЧР в сложных сейсмо-геологических условиях Токминской площади показана возможность выявления литологического замещения песчаников четвертичного возраста трещиноватыми доломитами кембрия (увеличение скорости с 1500 м/с до 2400 м/с).
Опробование пакета программ RESTAT проведено совместно с фирмой Seismograph Service (Англия) при обработке профиля МОГТ в сложных сейсмогеологических условиях Северной Африки (Ливия) с вибрационными источниками колебаний. Сильно изрезанный рельеф местности (до 100 м на базе 1000 м) при средней скорости в ЗМС около 850 м/с привел к кинематическим искажениям регистрируемых волновых полей до 140 мс на базе 1000 м. Применение пакетов программ фирм CGG и GMG (Green Mountains) показало низкую эффективность первого и недостаточный хотя и хороший учет СП второго. Приведены результаты сравнения трех массивов СП и временные разрезы, свидетельствующие о более точном расчете СП пакетом программ RESTAT. Объяснением низкой эффективности применения пакета CGG может служить погрешность расчета скоростей в ЗМС, необходимых для определения СП. Применение программы STAVEL показало высокую корреляционную связь СП RESTAT и альтитуд рельефа местности. Среднее значение коэффициента корреляции Кк входных данных К, =0.98 получено при базе анализа 3000 м. За счет фильтрации входных данных среднее для профиля значение Кк достигло 0.99. При этом получены значения скоростей в приповерхностной толще, меняющиеся вдоль профиля от 700 до 1100 м/с.
Четвертая глава посвящена изучению анизотропных свойств среды и дисперсии скоростей по данным МПВ.
Несмотря на большой объем работ по математическому и физическому моделированию анизотропных сред (Л.П.Неволин, М.В.Невский, Г.И.Петрашень, Е.М.Смехов, С.А.Стрижков, А.К.Урупов и др.) при разработке способов и обработке данных кольцевого сейсмо-профилирования (КСП) МПВ [13-16,26,49,53,54,58,59] возникли проблемы, связанные с недостаточной обоснованностью критериев интерпретации индикатрис кинематических и динамических характеристик преломленных волн. Это потребовало постановки новых исследований с помощью математического и физического моделирований.
При трехмерном моделировании на ЭВМ среды, состоящей из покрывающей и преломляющей толщ с системами вертикальных трещин, заданы эллипсоидальные распределения скоростей сейсмических волн и декрементов поглощения, описанные в явной аналитической форме [16,43]. Для моделирования различной азимутальной ориентации систем трещин в покрывающей и преломляющей толщах предус-
мотрена возможность взаимного поворота главных осей соответствующих эллипсоидов. Приведенные формулы положены в основу алгоритма программы моделирования записей КСП МПВ для пяти моделей сред, различающихся ориентацией и параметрами эллипсоидов, описывающих пространственные изменения скоростей и декрементов поглощения в покрывающей и преломляющей толщах. Величины параметров моделей выбраны с учетом условий строения разреза Мурманской структуры Баренцева моря [43]. Приведены индикатрисы граничных скоростей, аномалий времен и видимых частот преломленных волн при разных радиусах кольцевого профилирования. Основными методическими выводами моделирования являются следующие:
-форма индикатрис аномалий времен, частот и амплитуд преломленных волн обладает высокой чувствительностью к пространственному изменению физических параметров геологического разреза в покрывающей и преломляющей толщах;
-острота направленности индикатрис динамических характеристик зависит от радиуса профилирования;
-основным результатом кинематической обработки должны быть индикатрисы граничной скорости, так как индикатрисы аномалий времен прихода преломленных волн могут иметь неоднозначную интерпретацию;
-изучение анизотропных свойств среды в преломляющей толще по данным МПВ необходимо проводить по комплексу кинематических и динамических характеристик с учетом влияния покрывающей толщи.
Одной из основных причин постановки физического моделирования анизотропных сред явилась неоднозначность интерпретации результатов обработки записей КСП МПВ в Карском море (см.ниже). В частности, в ходе поиска оптимальных характеристик распространения преломленных волн, была выявлена значительная изменчивость форм индикатрис амплитуд и энергии преломленных волн для разных частот. При этом на некоторых из частот индикатрисы хорошо коррели-ровались с результатами кинематической обработки, а на некоторых наблюдалась противоположная картина. Отмечена наибольшая выраженность индикатрис предложенного параметра относительной интенсивности амплитудно-частотного спектра Р^), рассчитываемого из условия [24,26,35,42,48,49]
= ^% (12)
где ЛС/,/„) и Л (/,/,) - значения амплитудно-частотного спектра на частотах /„ и /„, при этом /„ определяется положением наиболее высокочастотного максимума спектра для разных азимутов наблюдений Решение стоящих вопросов стало возможным только после постановки специальных исследований на физических моделях трещиноватых сред, выполненных совместно с Э.Б.Трушншсовым [35,42]. В качестве двухмерных физических моделей использовались диски из технического стекла диаметром 39 и 56 см при толщине 4 мм с иници-
ированными системами непрерывных параллельных трещин. При этом модели отличались числом систем трещин (1-4), их различной взаимной ориентацией и плотностью, характеризуемой числом трещин и расстоянием между ними.
В результате физического моделирования получены индикатрисы скоростей, амплитуд и энергии, а также описаны и исследованы особенности анизотропии спектральных характеристик продольных волн. При этом, наряду с подтверждением известных фактов, были установлены новые закономерности и исследована информативность различных характеристик сейсмических волн [24,26,35,42,48,49]. В частности, для двух ортогональных систем трещин максимумы скоростей ориентированы вдоль трещин, а максимумы амплитуд и энергии - по биссектрисам углов между системами трещин. В известных работах по физическому моделированию (С.А.Стрижков, Л.П.Неволин и др.) данный эффект оставался практически незамеченным. Вместе с тем, он явился ключевым при интерпретации данных КСП МПВ на акватории Карского моря. При анализе модельных и реальных сигналов в спектральной области отмечаются характерные скачкообразные изменения частоты максимума спектра.
Результаты спектрального анализа данных физического моделирования для двух разноориентированных систем трещин показали, что индикатрисы гармоник абсолютных спектров, также как индикатрисы амплитуд и энергии регистрируемых сигналов, имеют максимумы, ориентированные по биссектрисам острых углов между этими системами. Низкочастотные аномалии спектров наблюдаются в секторе тупого угла между двумя системами, ограниченном перпендикулярами к этим системам. Практически все индикатрисы параметра Р имеют явно выраженный остронаправленный вид, позволяющий выделять направления систем трещин даже при углах около 45° и доминировании одной из них по числу (плотности) трещин в 5 раз. Не мешает его информативности и применение низкочастотных сигналов.
Материалы проведенного моделирования в совокупности с данными других работ (Л.П.Неволин, М.В.Невский, Г.ИЛетрашень, Е.М.Смехов, С.А.Стрижков, А.К.Урупов и др.) положены в основу сводной таблицы результатов физических моделирований, позволяющей определять ориентацию одной или двух систем трещин. Дополнительно показано, что существует зависимость кинематических характеристик распространения упругих волн от их частоты - дисперсия скорости. Кроме того, наблюдается и анизотропия дисперсии этих характеристик. Основные результаты физического моделирования следующие:
-установлены закономерности проявления анизотропии и изменения формы индикатрис кинематических и динамических характеристик продольных волн в зависимости от числа систем трещин, их взаимной ориентации и количественных характеристик;
-доказана высокая информативность индикатрис параметра относительной интенсивности спектральных составляющих Р (12) для определения ориентации систем трещин в среде и разработаны интерпре-
тационные критерии прогнозирования ориентации систем субвертикальных трещин по данным КСП МПВ по комплексу кинематических и динамических параметров.
Результаты математического и физического моделирования использованы в качестве научно-методической основы при создании комплекса способов изучения анизотропных свойств среды, разработанного совместно с А.К.Уруповым, С.В.Добрыниным и др. (а.с. СССР N 1484111, 1542263, 1818992 и 1829654 [53,54,58,59]). Данные способы применимы в морских и сухопутных условиях. При этом в качестве источников и приемников колебаний могут использоваться стандартные устройства, разработанные применительно к работам MOB ОГТ и МПВ.
Особенностью сейсморазведочных работ на море является необходимость использования времен прихода водных волн для определения расстояния ПВ-ПП. В общем случае водная толща представима в виде вертикально-слоистой среды, приводящей к рефракции водных волн, учесть которую можно изучив зависимость скорости от глубины VB(!i). Один из способов определения VB(h), защищенный авторским свидетельством 1818991 [57], предусматривает проведение ВСП в водной толще с помощью движущегося одноканального или многоканального зонда с приемниками давления. В практике работ, с учетом малых градиентов скорости с глубиной, водную толщу обычно принимают за однородную среду со средней скоростью распространения упругих волн VB (А.Д.Павленкин, А.М.Епинатьева, Ю.П.Непрочнов и др.). В этом случае уравнение годографа водной волны имеет вид
где 1Ю - время, соответствующее минимуму годографа водной волны. В формуле (13) учтено возможное смещение линии движения судна с источником колебаний относительно проекции приемного устройства на поверхность моря. Проанализированы особенности годографов водных волн в зависимости от положения ПВ и ПП, даны рекомендации по повышению надежности их выделения при обработке на ЭВМ и оценены погрешности при изучении анизотропных свойств среды.
Разработан способ КСП МПВ, предусматривающий размещение приемников колебаний у устья скважины и на глубине залегания изучаемого преломляющего горизонта (а.с. 1484111 [53]). Радиус кольцевого профилирования К задается из условия прослеживания преломленных волн от целевого горизонта в первых вступлениях в обоих пунктах приема. Граничная скорость определяется из условия
где Т" и Т" - суммарные времена прихода преломленных волн из диаметрально противоположных точек КСП до скважинного (Т") и до устьевого (Г") приемников. Дополнительно определяются лучевые скорости. В большом диапазоне углов наклона границы значением соБ<р в (14) можно принебречь. При этом погрешность такого допущения
(13)
определяется по формуле (2), из которой следует, что при угле наклона границы <р < 8° погрешность не превышает 1 %.
При отсутствии скважины возможна другая модификация способа, согласно которой используются два пункта поочередного возбуждения колебаний - один в центре кольцевого профиля, а другой -на окружности. При этом применяется телеметрическая система или многоканальная коса, расположенная по дуге окружности.
В морских условиях точность движения судна по заданной траектории зависит от ряда факторов, основными из которых являются точность навигационной привязки и дрейф судна из-за возможных течений и ветра. В связи с дискретностью определения координат судна по спутниковым навигационным системам теоретическое движение судна представимо в виде квазисинусоидальной функции аномалий радиуса КСП Щу) (где ] - азимут наблюдений) со средним периодом, равным двойному времени обсервации. Применительно к этому разработан способ, основанный на корреляционно-регрессионном анализе времен прихода преломленных волн и радиуса профилирования, определяемого по временам прихода водных волн 1В О) в виде (а.с. 1542263 [54]):
Я'0,) = ^Ш-УЙУ-(НП-НИУ, (15)
где Нп и И„ - глубины погружения приемника и источника колебаний. Азимутальная зависимость кажущихся скоростей преломленных волн определяется в виде:
И'ЩЬ——^-
>>
(16)
«I к а а, /и. ц
где - время прихода преломленных волн; п - число значений
массивов Щ,Ь) и П'(),Ь), участвующих в расчете скорости в окне анализа длиной Ь. Величина Ь определяется автоматически из условия максимизации коэффициента корреляции фильтрованных массивов Щ,Ь) и П'(],Ь). Выполнение расчетов в скользящем окне Ь с отнесением получаемых скоростей к его середине позволяет получить зависимость скоростей для всего профиля.
Для среды с наклонной преломляющей границей граничная скорость может быть рассчитана по кажущимся скоростям в диаметрально противоположных направлениях по формуле
IV'V"
При этом погрешность расчета граничной скорости определяется зависимостью (2). Путем численного моделирования показана допустимая погрешность расчета скоростей, которая снижается с уменьшением угла наклона границы и уменьшением коэффициента анизотропии граничных скоростей. Точность расчета скоростей значительно
возрастает с увеличением аномалий радиуса профилирования Я'(],Ь) и уменьшением их среднего периода.
Для учета искажающего влияния неоднородностей в ВЧР дополнительно на судне, движущемся по кольцевому профилю, осуществляют регистрацию сейсмических волн с помощью одноканального или многоканального приемных устройств. Как правило даже при однократном непрерывном профилировании (ОНП) в морских условиях удается выделить неглубокие отраженные волны. Коррекция массива аномалий времен прихода преломленных волн Ц],Ь) осуществляется с учетом аномалий времен прихода отраженных волн /0(у',£):
Щ,Ь) = Щ,Ь) - Ки,ЬиоиЛУ (18)
где К(],Ь) - коэффициент, определяемый итеративным путем из условия максимизации коэффициента корреляции и /„(./',£) в
окне анализа Ь, которое может корректироваться с учетом того же условия. В дальнейшем рассчитываются кажущиеся и граничные скорости по формулам (16) и (27).
Специально для работ в морских условиях разработан способ КСП МПВ, предусматривающий регистрацию волн в водной толще по крайней мере двумя разнесенными по вертикали (точки Б и Т) сейсмо-приемниками (а.с. 1674033 [56]). При этом основные достоинства способа заключаются в возможности постановки наблюдений в условиях отсутствия скважин, независимости результатов от изменчивости радиуса профилирования и наличия неоднородностей в покрывающей толще. Кажущиеся скорости преломленных волн определяются в виде:
2 Г"2
1 (Г*-Гг) (19)
Г=
У I («г -HsY
где Ts и Тт - времена прихода преломленных волн в приемники, помещенные на глубинах Hs и Нт. Граничные скорости определяются по формуле (17). Важное достоинство данного способа заключается в том, что за счет использования в формуле разности времен Ts и Тт исключается влияние неоднородностей, расположенных в покрывающей толще вдоль кольцевого профиля. Точность расчета скоростей повышается с применением вертикальных многоканальных зондов [57].
Отмечено, что записи КСП МПВ, полученные различными приемниками упругих колебаний по способу [56] могут быть подвергнуты раздельной обработке с получением дублирующих индикатрис кинематических и динамических характеристик способами [54,58] с их последующим осреднением, что дополнительно повышает точность изучения анизотропии сейсмических характеристик.
Разработанная методика изучения анизотропных свойств среды по данным КСП программно реализована в интерактивной диалоговой системе обработки "ANIS" для ПЭВМ, совместимой с системой СЦС-3. Основными авторами программно-алгоритмического обеспечения являются В.И.Богоявленский, С.В.Добрынин и С.А.Филин [14,26,28]. Обработка ориентирована на комплексное изучение анизотропных свойств среды по морским или сухопутным записям проходящих волн, регист-
рируемых в скважинах, и преломленных волн, регистрируемых вне скважин или в скважинах с помощью многокомпонентных зондов. Пакет программ пригоден для обработки записей продольных и поперечных волн.
Приведена блок-схема комплексной обработки, включающей анализ кинематических и динамических параметров, описаны особенности основных процедур и уделено внимание анализу природы регистрируемых волновых полей. Одной из положительных особенностей пакета ANIS является преемственность ряда алгоритмов обработки с применяемыми в пакете программ RESTAT при изучении ВЧР (программы LCOVEL, BANFIL, FAZAN, GTRACK, STAVEL и др.). Дополнительно разработан ряд специальных программ кинематической и динамической обработки и сервиса. При этом программы визуализации VISTAB, VISIND и VISCOM позволяют строить индикатрисы параметров в полярных и декартовых координатах с различными вариантами осреднений входных данных.
Реализуемый на первом этапе обработки анализ кинематических параметров включает серию программ расчета скоростей сейсмических волн, разделяемых по типам регистрируемых волн (преломленные и проходящие). При обработке проходящих волн использованы известные в МОВ формулы (А.К.Урупов, А.Н.Левин и др.), позволяющие рассчитывать лучевые, эффективные и пластовые скорости с учетом удалений источника и глубины приемника в скважине (программы VELRAY, VELINT). Расчет кажущихся и граничных скоростей осуществляется программами VELREF и STAVEL по формулам, приведенным выше. Во всех программах реализована возможность использования в качестве информации о расстоянии ПВ-ПП времен прихода водных волн или данных системы SYLEDIS. Как показали наши исследования [26] использование времен прихода водных волн предпочтительнее.
При динамической обработке осуществляется: расчет азимуталь-но зависимых амплитудных спектров (программа AMSPEC) с выбором их разночастотных составляющих (программа HARPI), расчет параметра относительной интенсивности гармоник (программа RELINT). Пакет программ и методические рекомендации по КСП МПВ внедрены в тресте "Севморнефтегеофизика" и НИИМоргеофизика ПО "Союзмор-гео", МАГЭ ПГО "Севморгеология" и др.
Опробование разработанных способов изучения анизотропных свойств среды и пакета программ ANIS проведено на модельных и реальных материалах, полученных в условиях Арктического шельфа (Баренцево, Печорское и Карское моря), Черного и Азовского морей, моря Росса (Антарктида) и в Атлантическом океане. Для проверки достоверности результатов, получаемых при обработке данных КСП МПВ, проводились специальные исследования в Баренцевом и Черном морях, заключающиеся в повторных независимых наблюдениях.
Исследования анизотропных свойств осадочной толщи в Баренцевом море проводились силами ПО "Союзморгео" на Мурманском га-
зовом месторождении около скважины 26. Система наблюдений предусматривала отработку 5 разноориентированных продольных и 3 кольцевых профилей средними радиусами 0.6, и 2 км с регистрацией колебаний на глубинах 2460 и 3100 м. Расстояние ПВ-ПП определялось с помощью высокоточной системы радиогеодезической привязки БУЬЕБге.
Построены серии индикатрис скоростей проходящих и преломленных волн для разных комплексов пород. Доказано практически однородное строение первого преломляющего горизонта со средней граничной скоростью 1.9 км/с (коэффициент анизотропии 0.4 %) и выявлено увеличение коэффициента анизотропии с глубиной. Выделены два основных направления максимумов скоростей - юго-западное и юго-восточное. Показано, что погрешность результатов, полученных с использованием для контроля расстояния ПВ-ПП водных волн (0.10.4%) значительно ниже, чем с использованием системы 5УЬЕВ1Б (12.4%). Большая погрешность результирующих индикатрис, полученных с использованием данных ЗУЬЕШБ, возможно обусловлена различным позиционным положением приемо-передающей антенны этой системы и пневматического источника колебаний, вынесенного за корму на расстояние около 25 м.
На Поморской структуре в Печорском море КСП МПВ проводилось совместно с Институтом Океанологии (Л.Р.Мерклин и др.) с использованием СРБ. Система наблюдений включала 7 продольных (радиальных) и 1 кольцевой профиль средним радиусом 2 км со средним азимутальным шагом 22' (976 трасс). При обработке построены индикатрисы для преломляющих горизонтов с граничными скоростями около 2.3 и 3 км/с (коэффициены анизотропии 0.7 и 6 %). Выделены два основных направления максимумов скоростей северо-западной и северо-восточной ориентации, согласующиеся с результатами обработки данных КСП на Мурманской структуре и в Карском море.
Работы КСП МПВ в Карском море проводились совместно с МАГЭ ПГО "Севморгеология" с использованием АДС при среднем радиусе КСП 15 км, обеспечившем выделение преломленных волн от горизонта с граничной скоростью около 4,5 км/с. При числе трасс кольцевого профиля 501 азмутальный шаг наблюдений менялся в диапазоне 40-50'. Расчетный коэффициент корреляции времен прихода преломленных и водных волн составил 0.995, а коэффициент анизотропии - 1.6 %. При этом получено, что максимумы индикатрис энергии ориентированы по направлениям минимумов скоростей; выявлено смещение максимумов амплитудно-частотных спектров в область меньших частот; подтверждена эффективность параметра Р (12). Проведено сопоставление результатов комплексной обработки записей КСП МПВ в Карском море с результатами физического моделирования, показавшее их соответствие со всеми характерными особенностями и позволившее определить ориентацию двух основных систем трещин - северо-западую и северо-восточную.
При изучении анизотропных свойств около скважины 1 на Карки-нитской структуре на северо-западном шельфе Черного моря (ПО "Союзморгео") использованы 4-компонентные трехточечные группы приемников (Ю.Д.Мирзоян и др.), размещенные на глубинах выше и ниже продуктивной толщи (2080 и 2740 м). Для анализа волновых полей построены монтажи продольного и кольцевого профилирований радиусом 2.7 км. Результаты комплексной кинематической и динамической обработки записей проходящих и преломленных волн хорошо согласуются по форме индикатрис. Их характер и степень выраженности для разных углов распространения волн по сравнению с вертикалью позволяет сделать вывод о наличии субвертикальной системы трещин, имеющей одинаковую ориентацию в северо-западном направлении для разных комплексов пород. Показано незначительное различие индикатрис скоростей, получаемых при независимых наблюдениях (до 0.2-0.4 %).
Изучение анизотропных свойств осадочного чехла на мелководье Азовского моря проводилось ПО "Союзморгео" на Октябрьской и Геологической структурах с применением продольного и кольцевого профилирований с регистрацией колебаний донной трехкомпонентной симметричной установкой при радиусах КСП от 0.6 до 5.1 км. Построены серии индикатрис граничных скоростей, по которым доказана латеральная однородность донных отложений и выделена одна преобладающая система субвертикальных трещин в неогеновых отложениях северо-восточного направления.
Работы КСП МПВ в море Росса проводились силами МАГЭ ПГО "Севморгеология" с применением АДС и среднем радиусе профилирования 28.5 км, обеспечившем регистрацию преломленных волн от горизонта с граничной скоростью около 3.1 км/с. При среднем азимутальном шаге наблюдений 29' число трасс кольцевого профиля - 760. Коэффициент корреляции массивов времен прихода преломленных и водных волн составил 0.975. Приведена индикатриса граничной скорости, по которой выделяются два основных экстремума северо-восточной и северо-западной ориентации. Коэффициент анизотропии равен 2.6 %.
Эксперимент в Центральной части Атлантического океана проведен совместно с МАГЭ ПГО "Севморгеология" с АДС при глубине моря 5150 м, радиусе профилирования 13.5-17.5 км и азимутальном шаге наблюдений 27' (650 трасс). Для изучения и учета неоднород-ностей в придонных отложениях осуществлялась регистрация колебаний с помощью спущенных за борт 8 секций (8 каналов) стандартной пьезокосы. Кроме того, проводилось непрерывное эхолотирование. Траектория движения судна была задана в виде синусоиды с 9 периодами, вписанной по периметру окружности радиусом 15 км.
После фильтрации входных массивов времен прихода преломленных и водных волн на оптимальных базах, практически для всего профиля получены значения коэффицентов их корреляции свыше 0.996. При среднем значении граничной скорости 2.2 км/с коэффициент анизотропии составил 6 %. Форма индикатрисы дает основание прог-
нозировать наличие субвертикальных трещин в кайнозойской части осадочного чехла, ориентированых в субмеридиональном направлении. Показано, что при работах КСП МПВ особую важность имеет определение положения АДС. Реальное положение АДС определено с помощью записей водных волн по формуле (15) с погрешностью до 10 м за счет большой статистики расчетов (650). При этом смещение АДС от планового составило около 1500 м.
Важным достоинством разработанных способов КСП МПВ является их применимость для изучения дисперсии скорости в диапазоне частот регистрируемых колебаний [40,48,49]. При этом записи преломленных волн подвергаются полосовой фильтрации в различных диапазонах частот с их перекрытием. Значения скоростей определяются по формуле (16) с использованием аномалий времен прихода водных и преломленных волн и относятся к средней для изучаемого диапазона частоте. Это делает результирующие скорости независимыми от фазовых сдвигов, искажающих времена прихода целевых волн при их узкополосной фильтрации и осложняющих изучение тонкого эффекта дисперсии скорости. Применение статистического подхода к расчету скоростей (16) и большого количества пар входных данных, достигающих в реальных экспериментах 400-1000, делает описанный способ наиболее достоверным и точным по сравнению с другими.
В результате изучения дисперсии скоростей по данным КСП МПВ в Баренцевом и Печорском морях выявлен эффект аномальной дисперсии. При этом средние коэффиценты дисперсии составили: для частот 20-40 Гц на Мурманской структуре 3 %, для частот 15-40 Гц на Поморской структуре 5 %.
В заключении сформулированы основные результаты работы:
1. На примерах численного моделирования сред с вертикальными контактами и сбросами по преломляющему горизонту и в покрывающей толще, градиентами скоростей по латерали и вертикали исследован характер временных разрезов МПВ и выработаны интерпретационные критерии; обоснована необходимость приближения интервалов регистрации к начальным точкам преломленных волн.
Разработаны и внедренны в ряде производственных организаций методические рекомендации и программно-алгоритмическое обеспечение для обработки записей многократного профилирования МПВ.
2. Разработаны способы комплексных работ МОВ-МПВ с источниками колебаний разного типа, включая вибрационные (авторские свидетельства СССР N 1441944, 1575740 и 1674033), повышающие эффективность сейсморазведки в сложных сейсмогеологических условиях. Применение комплексных работ МОВ-МПВ в зонах развития траппового магматизма в Восточной Сибири позволило получить новую геолого-геофизическую информацию о строении разреза.
3. Разработан комплекс способов и программно-алгоритмическое обеспечение для изучения неоднородностей ВЧР и расчета статических
поправок по записям преломленных волн, регистрируемых при продольных и площадных наблюдениях МПВ и MOB ОГТ. Методические рекомендации по изучению ВЧР и пакет обрабатывающих программ внедрены в ряде производственных организаций.
В результате применения разработанных способов и программно-алгоритмического обеспечения при обработке реальных материалов, полученных в различных сейсмогеологических условиях суши и моря, повышена достоверность и точность сейсмических методов отраженных и преломленных волн, а также получена новая геолого-геофизическая информация.
4. Разработаны научно-методические основы, комплекс способов и программно-алгоритмическое обеспечение для изучения анизотропных свойств среды по записям преломленных волн при кольцевом сейсмо-профилировании (авторские свидетельства СССР N 1484111, 1542263, 1818992 и 1829654) и вертикального сейсмопрофилирования с непрерывно движущимися зондами (авторские свидетельства СССР N 1311442, 1818991). Эффективность способов и достоверность получаемых результатов подтверждена результатами математического и физического моделирований и реальных экспериментов в различных условиях морских акваторий.
5. В результате применения способов изучения анизотропных свойств среды выявлены основные системы субвертикальных трещин в различных комплексах пород осадочного чехла, в том числе нефтегазоносных, в условиях Арктического шельфа (Баренцево, Печорское и Карское моря), Черного и Азовского морей, Атлантического океана и моря Росса (Антарктида). Выявлены закономерности:
-коэффициент азимутальной анизотропии скоростей имеет минимальные значения в относительно молодых, слабоконсолидированных донных отложениях и возрастает с глубиной;
-в мезозой-кайнозойских осадочных отложениях на акваториях Арктического шельфа России преимущественно выделяются две взаимно ортогональные системы субвертикальных трещин, а на акваториях южных морей СНГ - одна система субвертикальных трещин.
Основные защищаемые положения следующие:
1. Способы комплексных работ МОВ-МПВ с источниками колебаний разного типа, включая вибрационные, повышающие эффективность сейсморазведки в сложных сейсмогеологических условиях, и критерии интерпретации временных разрезов МПВ для неоднородных сред.
2. Комплекс способов и алгоритмов изучения неоднородностей ВЧР и расчета статических поправок по записям преломленных волн,
регистрируемых при продольных и площадных наблюдениях МПВ и MOB ОГТ.
3. Научно-методические основы, комплекс способов и алгоритмов изучения анизотропных свойств среды по записям преломленных и проходящих волн при кольцевом и вертикальном сейсмопрофили-рованиях.
4. Результаты изучения анизотропных свойств среды в различных комплексах пород осадочного чехла в условиях Арктического шельфа (Баренцево, Печорское и Карское моря), Черного и Азовского морей, Атлантического океана и моря Росса (Антарктида).
Основпые положения диссертации опубликованы в следующих работах
1. Методические рекомендации по цифровой обработке и интерпретации данных многократного профилирования МПВ на море./ ВЛБогоявленский, М.Б.Рапопорт, А.К.Урупов и др.; под ред. А.М.Епинатьевой. - М.: МИНХ и ГП, 1985. - 66 с.
2. Богоявленский В.И. Многократное профилирование методом преломленных волн в сложных сейсмогеологических условиях. М.:ИПНГ РАН, 1992. - 52 с.
3. Богоявленский В.И. Обработка данных МПВ на ЭВМ. В кн.: Сейсморазведка. Справочник геофизика. Книга вторая, гл.2. М.: Недра, 1990. - с.90-115.
4. Богоявленский В.И. Расчет статических поправок по записям преломленных волн в сложных сейсмогеологических условиях. ЭИ ВНИИЭГазпром, вып.6, 1988, с.13-16.
5. Богоявленский В.И. Современное состояние и перспективы развития морской сейсморазведки методом преломленных волн. - В сб.реф. докл. Международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе". - М., 1992, с.8-12.
6. Богоявленский В.И. Изучение неоднородностей в верхней части разреза и расчет статических поправок по записям преломленных волн. - Бюллетень Ассоциации Нефтегеофизика, вып.2, 1992,с.16-21.
?. Богоявленский В.И., Гринько Б.Н., Дергунов Н.Т. Многократное профилирование и цифровая обработка записей МПВ на море. - В кн.: Разведочная геофизика. М.: Недра, 1986, вып.104, с.58-63.
8. Авчян Г.М., Урупов А.К., Богоявленский В.И. Палеомагнитная анизотропия физико-механических свойств горных пород и ее геодинамические последствия. - Тез.докл. 1 Всесоюзн. конф. "Геодинамические основы прогнозирования нефтегазоносности недр". М.: МИНГ, 1988, т.1, с.72-73.
9. Богоявленский В.И. Автоматизированная система обработки записей преломленных волн. - В сб.докл. Всесоюзн.конф. "Молодежь и научно-технический прогресс в нефтяной и газовой промышленности". - М., 1981, с.52.
10. Богоявленский В.И. Современное состояние и перспективы применения метода преломленных волн на море. - Тез.докл. 2 Всесоюзн. конф. "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". М.: МИНГ, 1990, ч.1, с.216-217.
11. Богоявленский В.И. Применение многократного профилирования и цифровой обработки записей преломленных волн в районах со сложными сейсмогеологическими условиями. - В сб.докл. Всесоюзн. конф. "Проблемы комплексного освоения нефтяных и газовых месторождений". - М.: МИНХ и ГП, 1984, с.25.
12. Богоявленский В.И. Цифровая обработка записей преломленных волн, получаемых при работах МОГТ. - М.: ВНИИЭГазпром, деп. N 769-гз от 23.10.85, с.16-20.
13. Богоявленский В.И., Добрынин C.B., Будагова Т.А. Изучение строения верхней части разреза в нефтегазовой сейсморазведке. - В сб. Международной научной конференции "Геофизика и современный мир". М., 1993, с.268-269.
14. Богоявленский В.И., Добрынин C.B., Урупов А.К., Филин С.А., Будагова Т.А. Методика и программно-алгоритмическое обеспечение для изучения анизотропных свойств среды. - В сб.реф. докл. Международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе". - М.: 1992, с.32-33.
15. Богоявленский В.И., Будагова Т.А., Кузнецов В.К. Перспективы применения метода преломленных волн в Каспийском регионе. В сб. рефератов Международной конференции "Каспийский регион: экономика, экология, минеральные ресурсы", М.: РАН, 1995, с.56-57.
16. Богоявленский В.И., Филин С.А. Возможности изучения анизотропных свойств среды по записям преломленных волн. - Сер. "Геология, бурение и разработка...". М.: ВНИИЭГазпром, 1986, вып.З, с.5-6.
17. Богоявленский В.И., Филин С.А. Повышение эффективности выделения и обработки записей преломленных волн при невзрывном возбуждении колебаний.-В сб.докл. респ.конф.Баку:Элм,1988,с.86-87.
18. Богоявленский В.И., Добрынин C.B. Применение метода преломленных волн для изучения анизотропных свойств геологического разреза на акваториях.-В сб. докл. респ.конф. Баку: Элм, 1988, с.89-90.
19. Богоявленский В.И., Филин С.А., Богданович А.Н., Малина КБ. Особенности многократного профилирования МПВ на море. - Сер. "Геология, бурение и разработка...". М,: ВНИИЭГазпром, 1986,вып.4,с.6-8.
20. Епинатьева A.M., Богоявленский В.И. Математическое моделирование задач метода преломленных волн при многократном профилировании. Вертикальный контакт. - Геофиз. журнал, 1982, том 4, N 4, с. 58-67.
21. Епинатьева A.M., Богоявленский В.И. Математическое моделирование задач метода преломленных волн при многократном профилировании. Сброс. - Геофиз. журнал, 1983, том 5, N 6, с. 15-26.
22. Епинатьева A.M., Урупов А.К., Богоявленский В.И., Литвин А.Л. Перспективы применения метода преломленных волн на акваториях. - Тез. докл. 1 Всесоюзн. конф. "Комплексное освоение
нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". М.: МИНХ и ГП, 1986, ч.1, с.153-154.
23. Изучение анизотропии сейсмических характеристик геологического разреза на акваториях по записям прямых и преломленных волн./А.К.Урупов, В.И.Богоявленский, С.А.Филин и др. - Тез. докл. 1 Всесоюзн. конф. "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". М.-.МИНХ и ГП, 1986,ч.1,с.160-162.
24. Интерпретация результатов исследования сейсмической анизотропии на акваториях./А.КУрупов, В.И.Богоявленский, Т.А.Будагова и др. - В сб. докл. конф. "Построение физико-геологической модели и системный подход при истолковании результатов геофизических исследований". Пермь, 1990, с.26-27.
25. Комплексирование методов сейсморазведки и ГИС при изучении геологических разрезов на акваториях./ А.К.Урупов, В.В.Стрель-ченко, В.И.Богоявленский и др. - В сб. трудов МИНГ. М., 1987, вып.198, с.89-99.
26. Мирзоян Ю.Д., Урупов А.К., Богоявленский В.И., Добрынин C.B. Изучение зон повышенной трещиноватости сейсмическими методами. - Бюллетень Ассоциации Нефтегеофизика, вып.З, 1992, с. 19-22.
27. Непрочнов Ю.П., Рапопорт М.Б., Богоявленский В.И., Гринько Б.Н. Усовершенствование методики машинной обработки записей донных сейсмографов при ГСЗ в океане. - Океанология, М.: 1983, т.23, вып.З, с.520-527.
28. Программно-алгоритмическое обеспечение для исследования анизотропных свойств среды по кинематическим и динамическим характеристикам проходящих и преломленных волн./ А.К.Урупов, В.И.Богоявленский, С.А.Филин и др. - Тез. докл. научно-техн. семинара "Автоматизация приемов обработки геофизической информации при поисках нефти и газа". - Пермь: ПГУ, 1986, с.4-5.
29. Рапопорт М.Б., Малкин A.JL, Богоявленский В.И. Пакет программ цифровой обработки сейсмических записей преломленных волн. -Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. М.: ВНИИОЭНГ, 1981, N 7, с. 35-41.
30. Рапопорт М.Б., Богоявленский В.И., Филин С.А. Применение вибрационного возбуждения при многократном профилировании методом преломленных волн. - Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. ЭИ ВНИИОЭНГ, вып.1, 1986, с. 22-24.
31. Рапопорт М.Б., Богоявленский В.И., Храпов А.Н., Акопьянц С.А. Комбинированное возбуждение вибросейсмических колебаний для коррекции искажений при распространении волн. - Сер. "Нефтегазовая геология, геофизика и бурение". М.: ВНИИОЭНГ, 1984, N 1, с.20-23.
32. Рапопорт М.Б., Богоявленский В.И., Храпов А.Н., Филин С.А. Комбинированное возбуждение вибросейсмических колебаний для повышения разрешающей спсобности. - В сб.: Разработка и исследование
источников сейсмических сигналов и методов невзрывной сейсморазведки. М.: ВНИИОЭНГ, 1986, с. 29-31.
33. Рапопорт М.Б., Филин С.А., Богоявленский В.И. Повышение эффективности нелинейной частотной модуляции и комбинированного возбуждения вибросейсмических сигналов. - В сб.: "Разработка и исследование невзрывных источников сейсмических сигналов. Проблемы вибрационной сейсморазведки.-М.: ВНИИОЭНГ, 1989, с.60-64.
34. Сейсмические методы изучения азимутальной анизотропии горных пород на преломленных и прямых волнах./ А.КУрупов, В.И.Богоявленский, С.А.Филин и др. - Тез. докл. Всесоюзн.конф. "Геодинамические основы прогнозирования нефтегазоносности недр". М.: МИНГ, 1988, т.1, с.105-106.
35. Трушников Э.Б., Урупов А.К., Богоявленский В.И. Интерпретация результатов изучения сейсмической анизотропии на основе данных ультразвукового физического моделирования. - В сб.реф. докл. Международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе". - М.: 1992, с.35-36.
36. Урупов А.К., Богоявленский В.И. Определение эффективных параметров среды по временным разрезам преломленных волн. -Изв. ВУЗов, Нефть и газ, Баку: 1986, N 2, с.3-9.
37. Урупов А.К., Богоявленский В.И. Изучение ВЧР при многократном профилировании МПВ и цифровой обработке записей. - Тез. докл. конф. "Изучение и учет ВЧР при геофизических работах на нефть и газ". Пермь: ПГУ, 1985, с. 7-8.
38. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Добрынин C.B. Природа азимутальной анизотропии и сейсмические методы ее изучения. -В сб.рефератов Международной Геофизической Конференции SEG/ Москва'92. М., 1992, с.412-413.
39. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Добрынин C.B. Комплексные исследования анизотропных свойств среды на макро- и микроуровнях. - В сб.рефератов Международной Геофизической Конференции SEG-ЕАГО/Москва'ЭЗ. М., 1993, т.1, с.38.
40. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Добрынин C.B., Рыжков В.И. Изучение квазидисперсии скоростей распространения сейсмических волн на акваториях. - Тез.докл. 2 Всесоюзн. конф. "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". М.:МИНГ, 1990, ч.1, с.216-217.
41. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Добрынин C.B., Мирзоян Л.Ю. Результаты изучения анизотропных свойств среды на акваториях. - В сб.реф. докл. Международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе". -М.:1992,с.33-35.
42. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Трушников Э.Б. Физическое моделирование распространения продольных волн в средах с несколькими системами трещин. - Тез. докл. научно-техн. конф. -Пермь: ППИ, 1991, с.57.
43. Урупов А.К., Богоявленский В.И., Филин С.А. Проявление анизотропных свойств среды на записях преломленных волн. - В сб.: "Геофизические методы поисков...". Пермь: ПГУ, 1987, с.11-18.
44. Филин С.А., Богоявленский В.И., Мирзоян Ю.Д. Непрерывное вертикальное сейсмическое профилирование на акваториях. - В сб.реф. докл. Международной конференции "Сейсмические методы разведки месторождений нефти и газа на шельфе". - М.: 1992, с.19-20.
45. Филин С.А., Богоявленский В.И., Мысина Л.Г., Смирнов А.В. Новая технология работ ВСП. - В сб.: "Передовой произв. и научно-техн. опыт, рекомендуемый для внедрения в газовой промышленности". М.: ВНИИЭГазпром, 1989, вып.З, с.7-12.
46. Цифровая обработка записей многократного профилирования МПВ на море./А.К.Урупов, М.Б.Рапопорт, В.И.Богоявленский и др. -Тез.докл. 1 Всесоюзн. конф. "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР". М.: МИНХ и ГП, 1986, ч.1, с.155-156.
47. Epinatieva А.М., Bogoyavlensky V.I. Mathematical modelling for seismic refraction survey in multiple shooting. Vertical contact. Geophys.J., Vol.4, 1982, p.595-611.
48. Bogoyavlensky V., Filin S., Dobrynin S. Complex of seismic methods on reflected and refracted waves. - Business Contact N 4, 1992, p.23-27.
49. Bogoyavlensky V., Dobrynin S., Urupov A., Mirzoyan L. Seismic methods for investigation of anisotropic properties of media (offshore surveys). - EAEG, 55th Meeting, Stavanger, 1993. -C025.
50. Bogoyavlensky V., Dobrynin S. The refracted wave method - the potential for oil and gas exploration. - EAEG, 56th Meeting, Vienna, 1994. - P161.
Авторские свидетельства на изобретения
51. Мирзоян Ю.Д., Стрельченко В.В., Богоявленский В.И., Филин С.А. Способ скважинной вибрационной сейсморазведки: А.с. СССР N 1311442 от 29.12.84.
52. Рапопорт М.Б., Филин С.А., Богоявленский В.И. Способ вибрационной сейсморазведки: ,А.с. СССР N 1441944 от 23.05.86.
53. Способ изучения геологического разреза: А.с. СССР N 1484111 от 03.09.87. / А.К.Урупов, В.И.Богоявленский, С.А.Филин, Л.Р.Мерклин, Ю.Д.Мирзоян.
54. Способ изучения геологического разреза по данным сейсморазведки: А.с. СССР N 1542263 от 02.12.87. / А.К.Урупов, В.И.Богоявленский, С.В.Добрынин, В.А.Бурбо, С.А.Нечхаев.
55. Богоявленский В.И., Бернштейн Г.Л., Карапетов К.К., Бобылев С.И. Способ сейсмической разведки: А.с. СССР N 1575740 от 28.06.88.
56. Богоявленский В.И., Филин С.А., Лугинец А.И., Брудно В.А. Способ вибросейсмической разведки: А.с. СССР N 1674033 от 21.09.88.
57. Богоявленский В.И., Мирзоян Ю.Д., Филин С.А. Способ сейсмической разведки: А.с. СССР N 1818991 от 31.06.90.
58. Способ изучения геологического разреза по данным сейсморазведки: A.c. СССР N 1818992 от 19.09.90/ А.К.Урупов, В.И.Богоявленский, С.В.Добрынин, Т.А.Будагова, В.Н.Яковлев, В.А.Фомичев.
59. Богоявленский В.И., Будагова Т.А. Способ изучения геологического разреза на акваториях: A.c. СССР N 1829654 от 16.08.90.
Соискатель Г/пЛИ/Ъг/лХ^-^ В.И.Богоявленский
Подписано в печать 5.01.96. Объем 2,0 уч.-издл. Тираж 150 экз.
ООП РАО "Газпром"
-
Богоявленский, Василий Игоревич
-
доктора технических наук
-
Москва, 1996
-
ВАК 04.00.12
- Комбинирование квазипродольных отраженных и рефрагированных сейсмических волн для оценивания анизотропных параметров геологической среды
- Изучение верхней части разреза по поверхностным волнам Рэлея
- Разработка способов изучения неоднородностей в верхней части разреза на основе сейсморазведки МПВ
- Исследование трехмерных волновых полей для решения задач многоволновой сейсморазведки
- Создание технологии формирования изображений среды по данным многоволновой сейсморазведки в условиях сложно построенных сред
