Побудова сейсмічних границь за даними годографів

5.6.1 Мета і завдання роботи

Мета роботи: набуття навиків і засвоєння методики побудови сейсмічних границь за даними годографів відбитих хвиль.

Завдання роботи - визначити положення границь відбиття пружних хвиль в розрізі за заданими годографами та швидкостями розповсюдження сейсмічних хвиль.

5.6.2 Короткі теоретичні відомості

Для побудови сейсмічних границь необхідно мати такі дані: 1) годографи, отримані в результаті кореляції корисних хвиль, зареєстрованих на сейсмограмах, первинних чи трансформованих, або безпосередньо ці записи представлені сейсмограмами та динамічними часовими розрізами; 2) узагальнені дані про швидкісні параметри товщі порід, що в розрізі залягають вище тих сейсмічних границь, які треба побудувати.

Сейсмічні границі будують із застосуванням різних методів, вибір яких залежить від характеру сейсмогеологічного розрізу, ступені вивченості його швидкісних властивостей та очікуваної точності результатів. Методи мають відповідати прийнятій моделі покривної товщі. При виконанні сейсмічних побудов найширше застосовують метод середніх швидкостей, в основу якого покладено припущення, що середовище між поверхнею землі (чи поверхнею приведення) та будь-якою точкою границі є однорідним, тобто має постійну швидкість, яка дорівнює середній швидкості до цієї точки. За простих умов, коли відсутні різкі зміни швидкостей у розрізі, метод середніх швидкостей забезпечує досить високу точність побудови сейсмічних границь.

Якщо ці умови не виконуються, то середовище не може бути представлено як однорідне, застосовують більш складні і точні методи побудови сейсмічних границь у неоднорідних середовищах. Ці середовища можуть бути як градієнтними, так і шаруватими.

Найбільш простими методами побудови границь відбиття є спосіб засічок, спосіб , спосіб взаємних точок та спосіб . Розглянемо більш детально кожний із способів.

Спосіб засічок. За плоскої відбивної границі існує фіктивне джерело коливань , з якого начебто виходять усі промені (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 – Побудова границі відбиття способом засічок

Довжина кожного із таких променів дорівнює , де - час у ій точці годографа. Щоб відновити ці промені з декількох точок реєстрації ( ), проведено дуги кіл з радіусами та відповідно. Ці дуги (засічки) за правильного вибору перетнуться у точці . Провівши лінію , знаходимо положення відбиваючої границі як перпендикуляр до середини відрізка , обмеженого з обох боків крайніми променями та . Довжина побудованої таким способом відбивної границі дорівнює приблизно половині довжини годографа .

Спосіб . Спочатку за часом приходу відбитої хвилі в точку збудження обчислюється ехо-глибина в цій точці профілю (рис. 5.2):

. (5.1)

Рисунок 5.2 – Побудова сейсмічної границі способом

Якщо провести коло з центром у точці та радіусом , то це коло буде визначати ізохрону відбиття, одна із точок якої буде належати границі.

При проведенні подібних кіл із центрами в точках радіусами відповідно отримаємо сімейство кіл, обвідна яких буде границею, яку треба було побудувати.

Спосіб взаємних точок. Для застосування цього способу достатньо мати елементи годографів відбитих хвиль, узгоджених у взаємних точках із часом , та значення позірних швидкостей та у цих точках (рис. 5.3). Знаючи та , визначимо кути підходу відбитої хвилі до денної поверхні за формулою .

Рисунок 5.3 – Побудова сейсмічної границі способом

взаємних точок

Проведемо згідно зі знайденими кутами та промені із точок та . Їхній перетин – це точка відбиття . Елемент межі у цій точці залягає перпендикулярно до бісектриси кута між променями. Довжина цього елемента приблизно дорівнює половині довжини коротшого з двох елементів годографів, що використовувалися для побудови границі.

Завдання 1 – Побудова відбивної границі способом засічок.

1 За даними, що наведені в таблиці 5.2 побудувати зустрічні годографи і .

2 Розрахувати радіуси засічок (дуг кіл) для точок по профілю через 100 м. Середні швидкості по варіантам завдання вказано під таблицею 5.2 (для годографа ).

3 Віднайти уявний пункт збудження ( ) як точку перетину дуг. Якщо перетинаючись, дуги утворюють багатокутник, то точка, яка відповідає знаходиться у центрі багатокутника.

4 Знайти положення границі відбиття.

5 Повторити п.2-4 для годографом .

6 Порівняти результати визначення границь за годографами і .

Завдання 2 – Побудова відбивної границі способом .

1 За даними таблиці 5.2 обчислити ехо-глибину для точок і .

2 Побудувати кола радіусами і та провести дотичну до цих кіл. Дотична і буде границею відбиття.

3 Порвняти результати завдання 1 і 2.

Завдання 3 - Побудова відбивної границі способом взаємних точок.

1 Побудувати за даними таблиці 5.2 годографи і , узгодивши у взаємних точках.

2 Розрахувати позірні швидкості і у точках і .

3 Визначити кути підходу відбитої хвилі до денної поверхні і .

4 Віднайти точку відбиття .

5 Побудувати елемент границі відбиття.

6 Порівняти результат побудови границі відбиття з результатами завдання 1 і 2.

Таблиця 5.2 – Результати сейсмічних спостережень на інтервалі профілю (0 – 900 м)

Варіант 1

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,784		0,647	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =809 м. = 2500 м/с.
	0,782		0,649
	0,781		0,652
	0,779		0,654
	0,778		0,657
	0,777		0,660
	0,776		0,662
	0,775		0,665
	0,774		0,669
	0,773		0,672
	0,773		0,675
	0,773		0,679
	0,772		0,683
	0,772		0,686
	0,772		0,690
	0,772		0,694
	0,772		0,699
	0,773		0,703
	0,773		0,707
	0,774		0,712
	0,775		0,716
	0,776		0,721
	0,777		0,726
	0,778		0,731
	0,779		0,736
	0,780		0,741
	0,782		0,746
	0,784		0,752
	0,785		0,757
	0,787		0,763
	0,789		0,768
	0,791		0,774
	0,794		0,780
	0,796		0,786
	0,799		0,792
	0,801		0,798
	0,804		0,804

Варіант 2

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,713		0,575	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =790 м. = 2750 м/с.
	0,711		0,577
	0,709		0,579
	0,708		0,582
	0,707		0,584
	0,705		0,587
	0,704		0,590
	0,703		0,593
	0,702		0,596
	0,702		0,599
	0,701		0,603
	0,701		0,606
	0,700		0,610
	0,700		0,613
	0,700		0,617
	0,700		0,621
	0,700		0,625
	0,700		0,629
	0,700		0,634
	0,701		0,638
	0,701		0,642
	0,702		0,647
	0,703		0,652
	0,703		0,656
	0,704		0,661
	0,706		0,666
	0,707		0,671
	0,708		0,676
	0,710		0,681
	0,711		0,687
	0,713		0,692
	0,715		0,697
	0,717		0,703
	0,719		0,708
	0,721		0,714
	0,723		0,720
	0,725		0,725

Варіант 3

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,653		0,513	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =770 м. = 3000 м/с.
	0,652		0,516
	0,650		0,518
	0,649		0,521
	0,647		0,523
	0,646		0,526
	0,645		0,529
	0,644		0,532
	0,643		0,535
	0,642		0,538
	0,641		0,541
	0,641		0,545
	0,640		0,548
	0,640		0,552
	0,639		0,556
	0,639		0,560
	0,639		0,563
	0,639		0,568
	0,639		0,572
	0,639		0,576
	0,640		0,580
	0,640		0,585
	0,641		0,589
	0,641		0,594
	0,642		0,598
	0,643		0,603
	0,644		0,608
	0,645		0,613
	0,646		0,618
	0,648		0,623
	0,649		0,628
	0,651		0,633
	0,652		0,638
	0,654		0,643
	0,656		0,649
	0,658		0,654
	0,660		0,660

Варіант 4

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,622		0,477	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =752 м. = 3150 м/с.
	0,620		0,480
	0,619		0,482
	0,617		0,485
	0,616		0,488
	0,615		0,491
	0,613		0,494
	0,612		0,497
	0,611		0,500
	0,610		0,503
	0,609		0,506
	0,609		0,510
	0,608		0,514
	0,607		0,517
	0,607		0,521
	0,607		0,525
	0,606		0,529
	0,606		0,533
	0,606		0,537
	0,606		0,541
	0,607		0,546
	0,607		0,550
	0,607		0,554
	0,608		0,559
	0,608		0,564
	0,609		0,568
	0,610		0,573
	0,611		0,578
	0,612		0,583
	0,613		0,588
	0,614		0,593
	0,615		0,598
	0,617		0,603
	0,618		0,608
	0,620		0,613
	0,622		0,619
	0,624		0,624

Варіант 5

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,594		0,444	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =732 м. = 3300 м/с.
	0,592		0,446
	0,590		0,449
	0,589		0,452
	0,587		0,454
	0,586		0,457
	0,585		0,460
	0,583		0,464
	0,582		0,467
	0,581		0,470
	0,580		0,474
	0,579		0,477
	0,579		0,481
	0,578		0,485
	0,578		0,488
	0,577		0,492
	0,577		0,496
	0,576		0,500
	0,576		0,505
	0,576		0,509
	0,576		0,513
	0,577		0,518
	0,577		0,522
	0,577		0,527
	0,578		0,531
	0,578		0,536
	0,579		0,541
	0,580		0,545
	0,580		0,550
	0,581		0,555
	0,582		0,560
	0,583		0,565
	0,585		0,570
	0,586		0,575
	0,587		0,581
	0,589		0,586
	0,591		0,591

Варіант 6

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,568		0,410	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =708 м. = 3450 м/с.
	0,566		0,413
	0,565		0,416
	0,563		0,419
	0,561		0,422
	0,560		0,425
	0,558		0,428
	0,557		0,431
	0,556		0,435
	0,555		0,438
	0,554		0,442
	0,553		0,445
	0,552		0,449
	0,551		0,453
	0,551		0,457
	0,550		0,461
	0,550		0,465
	0,549		0,469
	0,549		0,473
	0,549		0,477
	0,549		0,482
	0,549		0,486
	0,549		0,491
	0,549		0,495
	0,549		0,500
	0,550		0,505
	0,550		0,509
	0,551		0,514
	0,552		0,519
	0,552		0,524
	0,553		0,529
	0,554		0,534
	0,555		0,539
	0,556		0,544
	0,558		0,549
	0,559		0,554
	0,560		0,560

Варіант 7

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,544		0,383	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =690 м. = 3600 м/с.
	0,543		0,386
	0,541		0,389
	0,539		0,392
	0,537		0,395
	0,536		0,398
	0,534		0,401
	0,533		0,405
	0,532		0,408
	0,531		0,412
	0,530		0,415
	0,529		0,419
	0,528		0,423
	0,527		0,427
	0,526		0,431
	0,525		0,435
	0,525		0,439
	0,524		0,443
	0,524		0,447
	0,524		0,452
	0,523		0,456
	0,523		0,460
	0,523		0,465
	0,523		0,469
	0,524		0,474
	0,524		0,479
	0,524		0,483
	0,525		0,488
	0,525		0,493
	0,526		0,498
	0,527		0,503
	0,527		0,508
	0,528		0,513
	0,529		0,518
	0,530		0,523
	0,532		0,528
	0,533		0,533

Варіант 8

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,523		0,355	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =665 м. = 3750 м/с.
	0,521		0,358
	0,519		0,361
	0,517		0,364
	0,516		0,367
	0,514		0,370
	0,512		0,374
	0,511		0,377
	0,510		0,381
	0,508		0,384
	0,507		0,388
	0,506		0,392
	0,505		0,396
	0,504		0,400
	0,503		0,404
	0,503		0,408
	0,502		0,412
	0,501		0,416
	0,501		0,421
	0,501		0,425
	0,500		0,429
	0,500		0,434
	0,500		0,438
	0,500		0,443
	0,500		0,448
	0,500		0,452
	0,500		0,457
	0,501		0,462
	0,501		0,467
	0,501		0,471
	0,502		0,476
	0,503		0,481
	0,503		0,486
	0,504		0,491
	0,505		0,496
	0,506		0,502
	0,507		0,507

Варіант 9

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,503		0,331	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =645 м. = 3900 м/с.
	0,501		0,334
	0,499		0,337
	0,497		0,340
	0,495		0,344
	0,494		0,347
	0,492		0,350
	0,491		0,354
	0,489		0,358
	0,488		0,361
	0,487		0,365
	0,485		0,369
	0,484		0,373
	0,483		0,377
	0,482		0,381
	0,482		0,385
	0,481		0,390
	0,480		0,394
	0,480		0,398
	0,479		0,403
	0,479		0,407
	0,478		0,412
	0,478		0,416
	0,478		0,421
	0,478		0,425
	0,478		0,430
	0,478		0,435
	0,478		0,439
	0,479		0,444
	0,479		0,449
	0,479		0,454
	0,480		0,459
	0,481		0,464
	0,481		0,469
	0,482		0,474
	0,483		0,479
	0,484		0,484

Варіант 10

Пункт збудження	Пункт збудження	Приміт-ка
Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі	Координати точок реєстрації приходу сейсмічної хвилі	Час приходу відбитої хвилі
	0,490		0,311	Для розрахунку годографа на ПК0 (по нормалі) =980 м, на ПК900 - =622 м. = 4000 м/с.
	0,488		0,314
	0,486		0,318
	0,484		0,321
	0,482		0,325
	0,481		0,328
	0,479		0,332
	0,478		0,336
	0,476		0,339
	0,475		0,343
	0,473		0,347
	0,472		0,351
	0,471		0,355
	0,470		0,360
	0,469		0,364
	0,468		0,368
	0,467		0,372
	0,466		0,377
	0,466		0,381
	0,465		0,386
	0,465		0,390
	0,464		0,395
	0,464		0,399
	0,464		0,404
	0,463		0,409
	0,463		0,414
	0,463		0,418
	0,463		0,423
	0,464		0,428
	0,464		0,433
	0,464		0,438
	0,465		0,443
	0,465		0,448
	0,466		0,453
	0,466		0,458
	0,467		0,463
	0,468		0,468

Аналіз результатів роботи

1 Порівняти результати, що отримані в результаті побудови границь відбиття різними способами.

2 Визначити спосіб побудови, який найкраще співпадає з реальними границями відбиття

Запитання для самоперевірки

1 Які дані необхідно мати для побудови сейсмічних границь за даними годографів відбитих хвиль ?

2 Які Ви знаєте способи побудови границь відбиття ?

3 У чому полягаєсуть способу засічок ?

4 Поясніть суть способу ?

5 Що лежить в основі способу взаємних точок ?

Література

1 Сейсморозвідка: Підручник / Г.Т. Продайвода, О.А. Три-пільський, С.С. Чулков. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008. – 351 с.

Лабораторна робота № 5.7