Совместное использование преломленных и отраженных волн для построения глубинно-скоростной модели среды
Скачать 363.58 Kb.
|
Численное сходство средней скорости  , полученной по сейсмической томографии первых вступлений, и предельной эффективной скорости позволяет создать методику построения глубинно-скоростной модели среды по данным отраженных и преломленных волн. Методика обеспечивает увеличение глубинности и детальности МОВ-ОГТ и МПВ-ГСЗ. Результаты миграции сейсмограмм на основе построенной по предложенной методике скоростной модели характеризуются более высокой амплитудной разрешенностью по сравнению с миграцией на основе скоростей, полученных только по данным отраженных волн.Глубинно-скоростная модель земной коры вдоль опорного профиля 5-АР, построенная по предложенной в работе методике, учитывает динамические свойства отраженных волн, зарегистрированных при работах МОВ-ОГТ, характеризуется большей детальностью и разрешенностью по сравнению с предыдущими моделями, и позволяет дать дополнительную геолого-геофизическую информацию о строении региона. Численное сходство средней скорости , полученной с помощью томографии по первым вступлениям, и предельной эффективной скорости позволяет использовать формулу Урупова-Дикса (Урупов, Левин, 1985; Dix, 1955) для определения интервальных скоростей в среде. Следовательно, зная распределение скоростей , можно определять интервальные скорости в тех частях сейсмического разреза, где отсутствуют выраженные отражающие горизонты, например, в области синрифтового комплекса (рис. 5) или ниже поверхности акустического фундамента. Это открывает новые возможности при построении глубинно-скоростной модели земной коры, поскольку теперь при построении такой модели можно учитывать динамические свойства волнового поля отраженных волн, зарегистрированных при работах МОВ-ОГТ.Построим глубинно-скоростную модель земной коры на примере опорного профиля 5-АР (Восточно-Сибирское море), вдоль которого компанией ФГУНПП “Севморего” были сделаны работы МОВ-ОГТ и МПВ-ГСЗ. Обработка материалов МОВ-ОГТ вдоль профиля была выполнена в программном пакете “Focus” и ”Geodepth” (Paradigm Geophysical). Граф обработки сейсмограмм включал следующие основные процедуры: редакция сейсмических записей, удаление преломленных волн, полосовая фильтрация и когерентная фильтрация, коррекция амплитуд за сферическое расхождение и деконволюция. Скоростной анализ был выполнен в несколько этапов: сначала сделан расчет и анализ вертикальных спектров скоростей суммирования с шагом 3125 м по профилю, затем - временная миграция сейсмограмм и последующий анализ вертикальных спектров остаточной кинематики с шагом 1000 м по профилю. Следует отметить, что скорости в консолидированной коре определялись путем экстраполяции скоростного закона из области плитного чехла в область коры. Итоговый скоростной разрез был сглажен и с ним выполнена окончательная временная миграция сейсмограмм и суммирование. Главный недостаток изложенной выше обработки материалов отраженных волн заключается в использовании заведомо некорректной скоростной модели при миграции сейсмограмм. Действительно, даже при наличии устойчивых отражающих горизонтов, эффективные скорости нельзя определить по данным отраженных волн с требуемой точностью на глубинах, значительно превышающих длину приемной расстановки. Например, погрешность в определении скорости на глубине 10 км в области прогиба Вилькицкого составляет около 10%, что наглядно продемонстрировано в диссертации. Следует отметить, что глубина акустического фундамента в прогибе Вилькицкого достигает 17 км, и на этих глубинах погрешность еще выше. Ниже поверхности акустического фундамента устойчивые отражающие горизонты и вовсе отсутствуют, следовательно, определить скорости в этих областях по данным отраженных волн даже примерно нельзя. Однако, можно оценить скорости с помощью томографии по материалам МПВ-ГСЗ. Сейсмотомографическая обработка материалов МПВ-ГСЗ была выполнена в программном пакете “Xtomo-LM” с использованием программы “XTomo-DPU” для считывания первых вступлений. Преломленные волны, зарегистрированные на больших удаления (более 200 км) позволили определить средние скорости на всю глубину разреза, вплоть до границы Мохо.Начальная скоростная модель для томографии была задана с учетом резких скачков скорости в среде, которые приурочены к границе осадочный чехол - акустический фундамент, расположенной в верхней части разреза Геральдско-Врангелевского террейна. Положение поверхности акустического фундамента  и пластовая скорость в вышележащих породах были определены по данным МОВ-ОГТ на основе анализа горизонтальных спектров, причем один из горизонтов, вдоль которых рассчитывался спектр, совпадал с поверхностью в диапазоне пикетов от 0 км до 380 км. На остальных пикетах (в районе прогиба Вилькицкого) поверхность располагается на глубине 15-18 км, и резкого скачка скорости не происходит, поэтому ее учитывать не обязательно. Скорость непосредственно под поверхностью фундамента была определена по преломленным волнам, также зарегистрированным на сейсмических записях МОВ-ОГТ. Граничная скорость преломленных волн, связанных с поверхностью , варьировалась вдоль профиля в диапазоне 4500 – 4900 м/с. Ниже данной поверхности среда рассматривалась как градиентная с линейным возрастанием скорости с глубиной таким образом, чтобы на глубине 35 км (усредненная глубина границы Мохо для исследуемого района) скорость составила 8000 м/с. Скорости также плавно уменьшались в северном направлении профиля, поскольку там расположен прогиб Вилькицкого, выполненный низкоскоростными породами. Сейсмическая томография была сделана в пять итераций. При первой итерации параметр регуляризации  = 5; коэффициент  = 25. При второй итерации = 3; = 25. При третьей итерации = 1; = 25. При четвертой итерации = 0.5; = 25. При пятой итерации = 0.1; = 25.Полученная скоростная модель была пересчитана в модель средних скоростей с целью временной миграции данных МОВ-ОГТ с этими скоростями. Следует отметить, что в результате временной миграции сейсмограмм с использованием скоростей произошло улучшение прослеживаемости отражений в консолидированной коре (рис. 6). Это связано с корректной фокусировкой амплитуд при использовании более точной скоростной модели для миграции данных. Сейсмотомографическая скоростная модель вдоль профиля 5-АР, ввиду редкой системы наблюдений (шаг между донными станциями 10 км), уступает в детальности скоростной модели, построенной в рамках РНА. Кроме того, ввиду малой плотности лучей в самой верхней части модели (1 – 1.5 км ниже уровня моря), скорости при выполнении томографии в этой части меняются незначительно. Таким образом, результат томографии для самой верхней части разреза требует дальнейшей корректировки. Вместе с тем, точность сейсмотомографии при определении скоростей на глубинах, превышающих длину приемной косы, а также в консолидированной коре значительно выше, чем в РНА. Следовательно, только лишь совместное использование обоих методов позволит устранить недостатки каждого способа в отдельности, а также позволит получить достоверный и детальный скоростной разрез. Сочетание двух методов проводилось в несколько шагов. Сначала, по полученному сейсмическому разрезу были выделены сейсмостратиграфические комплексы в осадочном чехле, а также интервалы, расположенные ниже поверхности акустического фундамента. Вдоль каждого выделенного горизонта рассчитывался горизонтальный спектр скоростей суммирования. Затем, рассчитанные горизонтальные спектры сопоставлялись со средними скоростями, определенными по томографии. После этого выполнялась пикировка рассчитанных горизонтальных спектров скоростей суммирования с учетом результатов томографии: при наличии четкого и устойчивого горизонтального спектра пикировались максимумы когерентности, а при отсутствии четко выраженных максимумов использовались результаты томографии. Таким образом, происходило уточнение и детализация скоростной модели, определенной по томографии. На последнем этапе рассчитывались пластовые скорости в среде по формуле Урупова-Дикса и полученная модель преобразовывалась из временной области в глубинную (рис. 7). Таким образом, методику совместного использования отраженных и преломленных волн можно представить в виде последовательности нескольких этапов:
Данная методика построения глубинно-скоростной модели учитывает все достоинства РНА и сейсмической томографии, позволяет резко увеличить глубинность и детальность обоих способов. Следует подчеркнуть, что построенная таким образом глубинно-скоростная модель вдоль опорного профиля 5-АР сама по себе представляет важный геолого-геофизический результат, поскольку, в отличие от предыдущих исследований (Сакулина и др., 2011), при создании скоростной модели учитывались динамические свойства волнового поля отраженных волн, зарегистрированных при работах МОВ-ОГТ. Данная модель подчеркивает блоковое строение региона, на ней выделяется сильная низкоскоростная аномалия в верхней части прогиба Вилькицкого (пикет 430-450 км) и область с пониженной скоростью относительно соседних пород в верхней части Геральдско-Врангелевского террейна (пикет 185-225 км). Низкие значения пластовых скоростей (4.9 – 5.5 км/с) ниже поверхности акустического фундамента свидетельствуют о наличии промежуточного комплекса. Конфигурация и положение границы Мохо в принципиальном плане совпадает с результатами предыдущих исследований. Более подробно описанные выше исследования и итоговые результаты рассмотрены в главе 3 кандидатской диссертации.
Преломленные волны, выходящие в первые вступления и зарегистрированные при работах МОВ-ОГТ вдоль опорного профиля 5-АР, были обработаны по способу общей глубинной площадки (Телегин, 2004) и в результате получен динамический разрез преломленных волн. В верхней части разреза прогиба Вилькицкого, в диапазоне пикетов 435 км – 445 км, наблюдается резкое различие между разрезами отраженных и преломленных волн. Границы, залегающие субгоризонтально по данным отраженных волн (рис. 8а), проявляются на динамическом разрезе преломленных волн в виде явно выраженной синклинали (рис. 8б). Разная конфигурация одних и тех же геологических границ объясняется наличием низкоскоростной аномалии, вытянутой по латерали и расположенной над ложной синклиналью. На данную аномалию отраженные и преломленные волны реагируют по-разному. Очевидно, что отраженные волны проходят скоростную аномалию субвертикально, по наименьшему пути, следовательно практически не чувствуют эффекта уменьшения скорости, в то время как преломленные волны распространяются субгоризонтально, следовательно, они проходят больший путь вдоль низкоскоростных пород и являются более чувствительными к вытянутым по латерали неоднородностям, чем отраженные волны. С геологической точки зрения локальное понижение скоростей сейсмических волн может быть связано с резким увеличением трещиноватости пород в данной области, а также с заполнением части порово-трещинного пространства углеводородами. Поскольку на данном участке дизъюктивных нарушений не наблюдается, а на других участках, содержащих выраженные дизъюктивные нарушения, подобные скоростные аномалии отсутствуют, то второй из названных факторов выступает в качестве главной причины существования низкоскоростной аномалии. При анализе мигрированного временного разреза в верхней части разреза прогиба Вилькицкого выделяется аномалия типа “яркое пятно” (рис. 9а, аномалия №1), местоположение которой совпадает с низкоскоростной аномалией, полученной на этапе построения глубинно-скоростной модели среды. Скорость в данной области падает на 18% относительно скоростей в соседних породах. Кроме того, при прохождении сейсмического сигнала через аномалию наблюдается понижение частотного состава волн и падение уровня амплитуд. Совокупность данных признаков указывает на наличие углеводородов. С целью окончательной проверки данного предположения был выполнен AVO – анализ (Воскресенский, 2001; Хилтерман, 2010), который позволяет с высокой вероятностью подтвердить или опровергнуть факт наличия углеводородов в разрезе, что многократно доказано мировой практикой проведения сейсмических работ (Ross, 2002; Hilterman et al., 2000). Для оценки соотношения между скоростями продольных и поперечных волн использовалась аргиллито-глинистая линия (Castagna et al., 1985), а при расчете плотности пород соотношение Гарднера (Gardner et al., 1974). Были определены следующие атрибуты: AVO – пересечение, AVO – градиент, AVO – произведение, произведение плотности породы на коэффициент Ламе (ρλ) и угловые суммы. На разрезе AVO-произведения (рис. 10) и произведения плотности породы на коэффициент λ (ρλ) (рис. 9б) исследуемая область проявляется в виде сильной аномалии амплитуд, а при сравнении угловых сумм также наблюдается резкое изменение коэффициентов Пуассона (рис. 9в). Таким образом, по совокупности признаков, аномальная зона обусловлена наличием углеводородов. Прогнозируемый перспективный на нефть и газ объект находится на глубине 640 м и приурочен к структуре куполообразной формы, шириной 6 км (в плоскости сечения профилем). Мощность все толщи, перспективной на углеводороды и имеющей аномально высокие значения амплитуд, составляет 1100 м. Структура, к которой приурочена потенциальная залежь, названа структурой Челюскинской (Половков, 2011). Следует также отметить наличие аномалий типа “яркое пятно” в подстилающей толще (рис. 9а, аномалии №2, 3), которые на разрезах преломленных волн дают ложные синклинали (рис. 8), обусловленные понижением скорости сейсмических волн. Следовательно, эти аномалии тоже могут быть связаны с углеводородами. Более подробно описанные выше исследования рассмотрены в главе 4 кандидатской диссертации. |
под самой нижней выделенной границей определяется по преломленным волнам. Похожие:
 | С. М. Коробейников А. В., Мелехов, Илюшов Н. Я Резистивное поглощение энергии снижает амплитуду проходящих и отраженных электромагнитных волн. Механизмом, обеспечивающим рост высокочастотного... |  | «Модели компьютерного обеспечения иос. Использование цифрового интерактивного... Постепенное оснащение школы средствами икт определо педагогические модели применения информационных и коммуникационных технологий... |
| Модели уроков на основе использования эор В модели обучения с использование эор целесообразно реализовывать различные типы уроков | | Деятельность учителя Деятельность учащегося Цель урока: сформировать понятие механических волн, раскрыть природу механических волн, познакомить обучающихся с закономерностями,... |
| Свойства электромагнитных волн. Распространение и применение электромагнитных волн | | Занятие №57 Механические колебания. Гармонические колебания. Резонанс. Колебания Цель урока: сформировать понятие механических волн, раскрыть природу механических волн, познакомить обучающихся с закономерностями,... |
| М. А. Леган, В. А. Блинов, 2013 совместное использование метода граничных... Учебно-методический комплекс по «Психологии и педагогике» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного... | | Конспект урока по физике Тема урока: Механические волны. Фио (полностью)... Цель урока: сформировать понятие механических волн, раскрыть природу механических волн, познакомить обучающихся с закономерностями,... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема: Использование циклических алгоритмов для построения геометрических орнаментов | | Краеведческая работа в школе «Федеральная экспериментальная площадка» для реализации проекта «Построение модели гражданско-информационного общества для преобразования... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В качестве компьютерной среды моделирования выбирались графические редакторы, электронные таблицы, среды программирования. В 11-ом... | | Учебно-методический комплекс дисциплины нанотехнологии Специальность... Специальность – 280201. 65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» |
| Образования Российской Федерации томский государственный университет... Алгоритм построения совокупной модели пересечения трехмерных объектов, 3ds формат, dll, плагин для 3ds max | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Трехуровневая система организации бд. Модели данных. Классификация моделей данных. Семантические модели данных. Модель полуструктурированных... |
| Календарно-тематическое планирование по физической культуре для 5 класс История лёгкой атлетики. Высокий старт от 10 до 15 м. Бег с ускорением от 30 до 40 м. Скоростной бег до 40 м. Бег на результат 60... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Технологии: 1 использование интерактивной доски для построения графиков показательных функций с использованием табличного редактора... |
