Читать статью : Коган

КОГАН
А. Щ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРАТНЫХ ВОЛН
ДЛЯ КОРРЕЛЯЦИЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ
|
|
i
Кратные отражения, являющиеся в настоящее время одной И!
наиболее распространенных помех сейсморазведки при МО||
можно использовать для получения дополнительных геологичГ'
ских сведений о районе и превратить их, таким образом,, из во,
помех в полезные волны. Методика учета кратных волн разра<
таява на материалах, полученных сейсмическими парта
ВНИГРЕГ на Южном Мангышлаке. .
Специфической особенностью сейсмогеояогического разрез!
Южного Мангышлака является наличие трех резких сейсми1
границ, которые приводят к образованию многочисленных кр<
вых отраженных волн.
|
Этими границами являются кровля неогеновых извстняков
подошва олигоценовых глин, подстилаемых карбонатными
ложениями эоцена — верхнего мела, и подошва неокома. Мно:
кратные отражения, если они интерпретируются как однократны:
в значительной степени маскируют геологическое строение ра:
она, а также искажают эффективные скорости.определяемые
годографам отраженных волн. Последние являются пока ед:
ственным источником сведений о скоростном разрезе района, т;
как глубоких скважин там нет. Все это дало основание автору
няться вопросом распознавания и учета кратных волн по их к:
нематическйм особенностям.
АНАЛИЗ
ВЕРТИКАЛЬНОГО
ГОДОГРАФА
|
Прежде всего статистической обработке были подвергнутм
вертикальные годографы, полученные при массовом определения
эффективных скоростей одним из наиболее быстрых методов!
предложенных автором в 1957 г. Как видно на рис. 1, а, щ
котором изображен вертикальный годограф одного из участкот
Южного Мангышлака, точки, соответствующие отдельным опр«§|
делениям, ложатся довольно хорошо, «кучно», образуя узку|§
92
0 бяасть
до глубины 2000 м. Начиная -с этой глубины, облает*,
которую попадают точки, резко расширяется, причем за счет
больших времен, т. е. за счет малых скоростей. Вто происходит,
ло-видимому, в результате регистрации-многократных отражений.
в
•%с«*
та •
то
\ ли
Рис
1. Вертикальный сейсмический годограф по району Юж­
ного Мангышлака.
•а—«осреднение .по вертикали; б — осреднение по горизонтали; в ^-типы
кратных волн.
^Обычные методы 'осреднения наблюденных точек, т. е. нахо­
ждение среднего арифметического значения t для данного А (и
^о'борот), в этом случае, очевидно, не применимы. Поэтому было
Проведено изучение плотности точек по времени на вертикальном
93
годографе путем построения вариационных кривых в координа
тах t и число случаев в процентах га. Интервал, через которй
строились вариационные кривые, был выбран Ara = 1 0 0 j
Полученные кривые можно разбить на четыре типа (рис. 1, 61
I тип — кривые с явно выраженным одним максимумом; II тип i!
кривые с явно выраженным одним максимумом в интервале Mji
лых времен и намечающимся вторым максимумом; III тип — Kpi|
вые без явно выраженного максимума; IV тип — вновь кривы!
с явно выраженным одним максимумом, но уже" в области боли
ших времен.
Л
Кривые ^J и II типов преобладают в области малых времей;
Кривые IV типа, наоборот, преобладают в области больших врй
мен. III тип кривых занимает промежуточное положение.
)
По максимумам вариационных кривых, а также по испольЦ
ванным самым общим сведениям о геологическом строении $&Ц
она были проведены осредняющие линии (рис. 1, а), которые по
казали следующее.
"
J
До глубины 2000 м получается одна' ломаная линия, дающац
представление об изменении скорости с глубиной. Начиная^
указанной глубины, эта линия раздваивается (два максимума .Hi
кривых). В левой части области распределения точек осреднякр
щая прямая дает пластовую скорость около 4000 м/сек, а в лщ
вой части указанной области вначале выделяется, причем очей
уверенно, пластовая скорость 900 м/сек, а затем также ок
4000 м/сек. Из сказанного следует что, начиная с глуби;
2000 м, на сейсмограммах, полученных на Южном Мангышлак
и, следовательно, на разрезах, имеется большое число многокра|
ных отражений, которые, начиная с глубины около 3000 м, npj
обладают.
•
' " 'и
Кроме того, из анализа вертикального годографа совершен^
отчетливо устанавливается, что преобладающими являются, 4t
стично кратные волны от подошвы неокома, претерпевшие ;npi
межуточное отражение в самом верхнем слое (скорость 900 Mfcei
т. е. волны, пути которых показаны на рис. 1, е.
По левой ветви вертикального годографа можно определ:
зависимость средней скорости от глубины, которая в исследбва;
ном районе выражается формулами
Н = АГ<*и „г; = Мл*а-1
МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРАТНЫХ ВОЛН ДЛЯ ПОЛУЧЕН!
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СВЕДЕНИЙ О СЕЙСМИЧЕСКИХ ГРАНИДА^|
В исследуемом районе очень часто регистрируются кратй
волны I и II типов (рис. 1, в). Приведем способ статичёско^
учета этих отражений и способ построения при их помощи,
полнительных корреляционных сейсмических горизонтов. Йу(!
в исследуемом районе
—>
H = f(t).
Волна, претерпевшая промежуточное отражение в верхнем
мощностью hi и затратившая на это дополнительное время
Ь, прошла путь Hh = Н + hi за время tk = t + ti. Таким
образом, горизонт, от которого она отразилась, лежит на глу­
бине Н — Hh — hi, и время, которое необходимо затратить.
кратной волне на прохождение этого пути, равно t = tk — ti..Учитывая сказанное, для кратной волны II типа можно за­
писать следующие уравнения:
сЛ ое
H=
Hk-hx
Эта система содержит три неизвестных hi, ti, H и может быть
однозначно решена. Для района Южного Мангышлака, учитывая
выражение (1), можно записать
H = A(th-ttf
(3'>
/*! = - <
Аналитическое решение этой системы уравнений приводитк громоздким вычислениям, а точность исходных данных делает
эти вычисления неоправданными. Поэтому предлагается очень
простой и быстрый способ графического решения этой задачи.
Уравнение Н = A (tk — h)a в системе координат Н и t
является параболой а порядка. Уравнение Н = Hh — hi в си­
стеме координат Н и hi — есть прямая, проходящая под углом
45°.
Таким образом, если построить номограмму, в которой по оси
абсцисс отложить Н в выбранном масштабе, а по оси ординат —
hi в том же масштабе и-to. в зависимом от hi масштабе (hi = .
= Atf), то получится семейство парабол (параметр £й) и семейство
прямых (параметр Hk).
Далее, найдя для исследуемого отражения соответству­
ющую прямую, параметр которой Hk *=HB$, и соответствующую
параболу, параметр которой tk = t, можно определить точку их
пересечения.
Абсцисса этой точки будет равна .ff, т. е. действительной глу­
бине залегания горизонта, а ордината —- hi и h горизонта, на
котором волна претерпела промежуточное отражение.
Практически построение номограммы и ее использование еще •
проще.
Во-первых, нет необходимости строить семейство прямых,
Проходящих под углом 45°, достаточно нанести на ось абсцисс
Шкалу Н и осуществить устройство, позволяющее передвигать.
Прямую линию вдоль этой оси так* чтобы она всегда составляла
с
Последней необходимый угол. Для этого достаточно иметь угольПик и линейку или рейсшину, или плавающую рейсшину (линейку
с
Двумя роликами и соответствующим образом натянутую нитку).
95,
Во-вторых, дри «использовании номогракмы достаточно тольв;
двух абсдисж дрочек пересечения, так как'кратная волна типа 1
(рис. 1, в) претерпевает отражение на двух горизонтах, приче
глубина залегания любого из них может быть обозначена чащ
Ли, тогда глубина залегания другого будет Н. Величины h и ;
находить нет смысла, так как они будут получаться в соответствий
с зависимостью Н = Ata.
Таким образом, построение номограммы сводится к построе
нию только семейства парабол. Такая номограмма изображена Щ
рис. 2. Пользоваться ею нужно следующим образом.
•»:
Q
' 500
' [ЩО
1500
Z5W'
3000
3500 ' ШО
Рис. 2.
ШО
5000
5500
Щ
esoe worn
.к
Прямая, расположенная под углом 45° к оси абсцисс, переден?
гается вдоль последней пока не отсечет от нее - отрезок, pas
#вф исследуемого отражения. Далее из семейства парабол въйЩ
рают такую параболу, 4 которой соответствует Жданного отраяс!'1
ния, и находят точки пересечения указанных линий. Абсц
точек пересечения будут равны hi и Я . Такому анализу подверг
гается каждое отражение. При этом могут встретиться следуя»]
пять случаев.
1. Прямая пересекает кривую в двух точках; при этом дащ<
дят hi и Ц..«
2. Прямая касается кривой в одной точке; в этом *яу
находят hi = Н =^Щ- — двукратное отражение (тип I на рис
3. Прямая и кривая пересекаются на осях координат ж
вблизи них (50—100 л»); определяют hi ч= 0; Н = #<# кратное отражение.
8
4. Кривая и дрямая не пересекаются; кривая расположив!
выше прямой — отражение более высокой кратности, например
:
тип III на рис. \,е.
%
5. Кривая и прямая не пересекаются; кривая располагав'''""'
ниже прямой — частично кратное отражение, претерпевг
96
т
промежуточное отражение в каком-то слое с повышенным значепластовой скорости.
Первые три случая решают при помощи описанной номограммы.
Для решения задачи в четвертом и пятом случаях необходимы
другие номограммы. Для пятого случая, очевидно, можно по­
строить номограмму аналогично описанной выше, только по оси
ординат значение h надо откладывать в ином масштабе, исходя из
соотношения hi = г;пл h, где г;пл — скорость в пласте, в котором
по геологическим данным можно ожидать промежуточное отраже­
ние.
Номограмма для решения задачи в четвертом случае строится
.следующим образом.
По аналогии с изложенным выше можно записать
вИ ем
H=
A(tk-2t1)a,
Н = Hh — 2Ац
h = At*.
Обозначим 2hi — z; 2h = т. Чтобы найти связь между z
и т, умножим обе части третьего и написанных уравнений на 2":
2°Л1 = A (2*x)a; 2hx • 2a~l = А (2^)", откуда г =
£_t %a. В ре­
зультате получим систему из трех уравнений
Н = Hk — z,
H=
A(th-x)a,
А
~ъ
с тремя неизвестными Н, г и т , т. е. случай, аналогичный рассмо­
тренному выше.
Построение и использование номограммы аналогичны описан­
ному выше. Абсциссы точек пересечения Н и z=2hi. Все законо­
мерности, полученные выше для случая h = A V1, очевидно, спра­
ведливы и для любого другого случая h = / (t).
После того, как все полученные отражения проанализированы
указанным выше способом, возникает вопрос о построении по
ним сейсмических горизонтов.
Естественно, что каждому отдельному отражению верить
нельзя, так как Нэ$ определяется с большой ошибкой, и, следо­
вательно, Н и hi отдельных отражений, найденные по номограм­
мам, также имеют большие ошибки.
Поэтому предлагается статистическое определение глубины
З
алегания сейсмических горизонтов.
Для этого весь исследуемый район (профиль, площадь) разде­
ляется на участки с примерно одинаковыми глубинами) до сейсми­
ческих границ, и для каждого из этих участков строится вариаци°нная кривая распределения отражений по глубине. Для построе7 Заказ 641. ,
97
Ри(
Шзотис
ния такой кривой подсчитываема количество всех отражений,
зарегистрированных на данном участке, которое принимается
за 100%. Далее глубина Н, до которой встречаются отражения,
разбивается на равные промежутки АН и подсчитываетея коли­
чество отражений, попавшее в данный интервал глубин, в процен­
тах к общему числу отражений, которое относится к середине
интервала. Затем строится кривая, у которой по оси ординат от­
кладываются глубины, а на оси абсцисс — количество отражений
в процентах. Сопоставление полученных кривых с предполагаемым
геологическим разрезом и между собой показывает следующее.
Во-первых, все отражения, обработанные по описанным выше
номограммам, располагаются в большинстве случаев закономерно,
образуя четкие максимумы, которые хорошо коррелируются с гео­
логическим разрезом и приурочены к тонкому переслаиванию
пород на границе стратиграфических комплексов (рис. 3), где,
очевидно, происходит изменение физических свойств пород.
Во-вторых, кривые, построенные для различных участков, как
правило, хорошо коррелируются между собой (рис. 4, а, б).
Таким образом, построение сейсмических горизонтов сводится
к проведению корреляционных горизонтов, но последние необхо­
димо проводить с учетом в основном сгущения площадок, а не на­
клона их, так как все приведенные выше расчеты сделаны для го­
ризонтального случая, а при кратности отражений, как известно,
имеет место искажение угла. Поэтому при проведении корреляци­
онных горизонтов углы перенесенных отражающих площадок
являются лишь вспомогательными элементами, показывающими
качественно, в какую сторону наклонена граница.
Необходимо указать также, что предлагаемый метод учета
кратных отражений пригоден в том виде, как он изложен выше,
только для региональных исследований, так как для получения
каждой кривой необходимо объединять довольно большой участок
сейсмического профиля (около 10 км) и точность определения поло­
жения максимума около 100 м. Это делает метод непригодным для
детальных съемок, но зато при региональных исследованиях MOB
дает возможность избавиться от непрерывного профилирования
вдоль всего маршрута и заменить его короткими профилями,
разделенными участками, где наблюдения не велись. Достоин­
ствами метода являются также стратиграфическая привязка
условных горизонтов и автоматический учет небольших изменепий
скорости по площади, так как построения ведутся по эффективным
глубинам.
На рис. 4, а изображен региональный сейсмический профиль,
проведенный в западной части Южно-Мангышлакского прогиба,
построенный обычными методами (засечками с применением сред­
ней скорости), а на рис. 4, б тот же профиль, па который нанесены
вариационные кривые и проведены по ним корреляционные го­
ризонты.
Нетрудно видеть, насколько учет кратных волн дополняет
геологические сведения о районе, полученные обычной обработ7*
99
кой сейсмических данных MOB, и, кроме того, позволяет изба$
виться от ложных представлений, которые могут возникнуть, еслтф,
этого учета не делать. Как видно из рис. 4, б, отражения, которые?
фиксировались на глубинах свыше 3000—4000 м, оказались^
кратными, поэтому они не могут учитываться при геологическое;
интерпретации сейсмических данных. Однако будучи перенесенц;1
на те глубины, где они в действительности залегают, кратные!
отражения освещают верхнюю часть разреза, где вообще отражения;
не были получены, так как отражения на мелких глубинах^
как правило, не регистрировались из-за специфических сейсмогеологических условий Южного Мангышлака. Специфика этих/
условий заключается в наличии вблизи дневной поверхности!
мощной толщи третичных известняков, вызывающих интенсивную!
хаотическую запись на сейсмограммах до времени 0,8—1,5 секи
Из всего сказанного можно сделать следующие выводы. Разрабо$'|
тайная методика учета кратных отражений дает возможности;!
выделять на сейсмических разрезах маркирующие горизонты^
которые до этого не только не являлись таковыми, но даже не вьи|
делялись вообще. Кроме того, эта методика позволяет получить^
дополнительные сведения для стратификации сейсмических го^
ризонтов.
||
Мы полагаем, что способ статистического учета кратных волн*!
разработанный для Южного Мангышлака, может быть применещ(|
и в других районах со сходными сейсмогеологическими условиями.!
В частности, при морской сейсморазведке, когда имеется четкам
граница раздела вода — воздух, указанный способ может с ycnef|
хом применяться. Вариационные кривые, показывающие распреда^
ление количества отражений по глубине, могут применяться для!
стратификации и корреляции сейсмических горизонтов и тогда};
когда кратные волны не регистрируются.
~
ij
'!)
Профиль I
2500 -Просриль Ш
Профиль Y
Масштаб
10 1 23км
Ю
25,0
362,5 ПросрильЕ wo
Ш625П.ПР
675,0
I 775,0
К275027лр.
К5625Шлр
I
Профиль I )375
ГКПОаШпр
25,0\
КЮЭЬШпр.
137,5 ПрофильП
\
2500
ПродшльШ
137.5
8000W000-
/~.
— 7
-// Л°Л-Ш
-iv jm^v
>w
Рис. 4. Сейсмический профиль,
а — сейсмический разрез, построенный по MOB; б — сейсмический разрез, построенный по MOB, KM1IB и вариационным кривым,
отражающие площадки; II — опорные сейсмические горизонты (и совпадающие с ними корреляционные сейсмические горизонты): III — корреляционные сейсмические горизонты; IV — горивонты КМПВ;
V — горизонты КМПВ; VI — кривые распределения отражений по глубине и пикеты, к которым они относятся.
Зак. 641.