Файл: Невский, М. В. Квазианизотропия скоростей сейсмических волн.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 66

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Для объекта II типа коэффициент суммарной анизотропии по расче­ там равен значению коэффициента анизотропии в чистой соли, принято­ му равным кр = 1,04.

Оценки, аналогичные

приведенным, были выполнены и для слоев

покрывающей подсолевой толщи для объектбв I

и Н типов. Поскольку

соотношение скоростей

в тонких прослоях надсолевой толщи в среднем

не превосходит nD 1 ,2 , отношение скоростей

V|IP

для нее не

——

р

 

Yip

 

более чем на 1- 2% отличается от единицы, т.е. заметная анизотропия отсутствует.

В заключение подчеркнем, что описанные методика и результаты расчетовносят характер прогнозной оценки. Для установления право­ мерности таких оценок ниже проводится сопоставление эксперимен­ тальных и расчетных данных по анизотропии скоростей на исследован­ ных объектах.

5.ИЗУЧЕНИЕ ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН

 

ПРИ НАБЛЮДЕНИЯХ ПО ВСЙ

При наблюдениях по

ВСП из удаленных пунктов взрыва (X = 6 5 0 и

8 0 0 м) на объектах I

и II типов в интервалах глубин, соответствую­

щих глубинам залегания пластов глинисто-галогенной толщи, на вер­ тикальных профилях в первых вступлениях зарегистрированы проходящие волны. Преобладающие частоты этих волн составляют 4 0 -5 0 гц, т.е. длины волн превышают мощности тонких прослоевне менее чем в 7 - 10 раз.

Годографы проходящих волн для этих объектов приведены на рис.47

и 48.

Вертикальные годографы первых вступлений проходящих волн, полу­ ченные при ВСП из удаленных от устья скважины пунктов взрыва, ис­ пользовались для определения скоростей сейсмических волн по наклон­ ным лучам. Сущность примененного способа удобно пояснить на приме­ ре двухслойной горизонтально-слоистой среды.

Пусть в двухслойной горизонтально-слоистой среде, верхний из

слоев

которой является изотропным,

а нижний - поперечно-изотропным,

изве­

стны скорость в первом слое

и мощность этого

слоя Н (т.е.

из­

вестно положение промежуточной границы раздела).

По вертикальному

годографу первых вступлений проходящей волны, полученному из пункта взрыва, удаленного на расстоянии X от устья скважин, требуется най­ ти скорости по наклонным лучам в поперечно-изотропном слое, т.е.

ч^б).

 

Задача определения скоростей

сводится к поиску истинных то­

чек преломления лучей на промежуточной границе при неизменном по­ ложении источника (X=const) и изменяющихся глубинах погружения приемника Z .

144

В самом деле, пусть

приемник расположен на некоторой глубине Z

и точка преломления луча найдена

(рис. 4 9 ,а). Тогда скорость можно

найти двумя путями:

 

 

 

 

1 ) по времени первого вступления проходящей волны

tH, т.е. по

формуле

 

 

 

 

 

 

v2((92)

Z -

Н

н

" И

 

(4 .2 )

cos в,2 L

V jC O S fljJ

’

где углы

и

при известном

положении источника,

приемника и

точки преломления луча легко вычислить или определить графически; 2) исходя из закона Снеллиуса, по углам падения и преломления

лучей.

Закон Снеллиуса для лучевых скоростей и углов падения и прелом­ ления лучей выполняется в поперечно-изотропной среде в форме (3 .2 5 ).

Однако в этой среде

при Q^ n / 2 d

v q .

В самом деле,

из формул

( 2 . 1 1 )

имеем

 

 

^

 

 

 

 

dlnv

dlnV

 

 

 

 

 

 

 

df

 

di

dlnV

 

(2 .2 4 ),

можно представить в виде

 

Выражение для

—-— (используя

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

d In V

f(i)cos i,

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

lim

f (i) ^ 0.

 

 

 

 

 

 

 

U tt/2

 

 

 

 

 

 

Отсюда имеем

 

 

 

 

 

 

i W

2

dl

 

 

 

 

 

 

Поскольку из (2 .1 1 )

следует,

что

 

 

 

 

Нш

в{\) = п/2,

 

 

 

 

 

 

 

i-*n/2

 

 

 

 

 

 

 

из приведенных формул получаем

 

 

 

 

Нш

 

j 1„

 

dl nv

 

 

 

 

 

 

--------=

Нш

— г—

= 0о

 

 

 

 

ип /2

di

 

dв в

 

 

 

 

 

в-+п/2

 

 

 

 

 

Таким образом,

начиная с

некоторого значения угла 02

выполняет­

ся

неравенство

 

 

 

 

 

 

/d in v 2 |

«1.

- j t r lc ,g e ‘

145

Я 10 1257.

V' м/сен

Х=100м

/ —S50m

X= 800м

.1257 10

Р и с .

47

. Годографы ВСП [1 0

7 ] при разноудаленных пунктах взрыва на объекте I

типа

 

 

 

 

1.2

-

границы толстых слоев в сопеносной толще

и годографы связанных с ни­

ми волн:

1 , 1 ; 2 ,2' - головных,

1,2 - отраженных, 1 ,2

- проходящих

V, м/сек

X = 50м

X= Б50м

Учитывая последнее неравенство, точное уравнение (3 .2 5 ) можно за­ менить приближенным

V1

v2(02)

 

 

 

(4 .3 )

sin в^

sin f?2 '

 

 

 

 

 

 

 

откуда получаем следующую формулу для определения v

(0

):

 

 

 

Z

Z*

 

 

sin в2

 

 

 

 

v 2 (02) - V1

sin0^

 

 

 

(4 .4 )

Если значения скоростей

^ и ? 2 , вычисленные

по формулам (4 .2 )

и (4 .4 ), совпадают в пределах заданной точности,

то

найденная

точка преломления является

истинной, а скорости ^

и

^

с заданной

погрешностью дают значения лучевой скорости в поперечно—изотропном слое в направлении в Если же различие между и ^2^2^ по абсолютной величине превышает заданную погрешность, то процесс поиска точки преломления следует продолжить.

Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее. Остановимся вначале на выборе первого положения точки преломления. Воспользуемся для пояснений чертежами на рис. 49,6.

По форме вертикального годографа первых вступлений можно каче­ ственно сделать вывод о соотношении скоростей в первом и втором

148

Х=800м

Р и с .

4 8 . Годографы головных (1) и проходяших

 

(2 ) волн по данным

ВСП для разноудаленных

 

пунктов взрыва

на объекте II типа

 

 

 

 

 

слоях, т.е. о том, больше или меньше скорость

 

сейсмических волн во втором слое по сравнению с

 

первым. Примем для определенности, что v^(6)b .

 

Тогда в качестве первого приближения за точ­

 

ку преломления примем середину отрезка между

 

точками А и В

(рис. 49,а ,б) промежуточной гра­

 

ницы. т.е. точку

с (1 ) . Если скорости

 

 

 

и

 

v2^ >

вычисленные по формулам (4 .2 )

к

(4.4),

 

при данном положении точки тоеломления ока­

 

жутся не равными, причем v ^

>

то

в

 

качестве последующего приближения^

С ^ )

спе_

 

дует

взять середину отрезка

границы раздела

 

 

между точками

С

и А.

Если

<

в(1)

» то

 

v 2

 

 

в качестве

^выбираем

середину отрезка

 

между точками

Сы;

и В и т.д.

 

 

 

 

Таким образом, способом половинного деления в результате после­ дующих приближений можно найти положение точки преломления луча с заданной точностью, одновременно определив и скорость v^62). При этом для выбора положений точек последующих приближений сле­

дует руководствоваться знаком

разности v^)_y(n) .

 

 

—(п) 1 _ , ч

р(п+1)

2

'

2

 

При

выбираем справа от точки

sign [v2(n) —v2

J - + 1 точку О

п ( п)

т.е. в области больших расстояний от

оси скважины;

при

sign

- v 2(n) ] =-1 - слева

 

Дп)

Указанные

правила

от точки С41" ,

можно получить, проанализировав формулы

(4 .2 ) и (4 .4 ).

 

Описанный способ

интерпретации годографов

проходящих волн без

ограничений применим для изотропных слоев. В рассматриваемом нами случае с поперечно-изотропным слоем способ является приближенным,

так как при выводе формулы

(4 .4 )

мы заменили точное уравнение

^

(3 .2 5 ) приближенным (4 .3 ).

Относительная погрешность величины

v

при такой замене равна

 

 

 

 

 

Id In vr

Id In v2 '

 

(4 .5 )

е(х*) - i

|ctg e2

 

ctg в2

d0

Г З Г Т ,

 

 

 

Положим для простоты,

что v2(6)

изменяется

по эллиптическому

закону. Тогда последняя формула запишется в виде

 

c ( v * ) = ( k 2

- 1 ) c o s 2 6>2 ,

 

 

 

 

 

149

откуда следует, что приближенная формула (4 .3 ) справедлива с погреш­ ностью f(v*) для углов преломления удовлетворяющих неравен­ ству

 

(4 .6 )

Например, при к - 1,10 и f(v*) =

4% неравенство (4 .6 ) дает

следующую область применения формулы

(4 .3 ): 6 4 ° <£ 6^ < 90°. Сле­

довательно, описанный способ применим для определения лучевых ско­ ростей при больших углах преломления. При малых углах он может привести к существенным погрешностям.

На рис. 4 9 ,в приведен пример применения указанного способа

на

теоретической модели двухслойной среды,

когда нижний слой является

поперечно-изотропным. На рисунке видно,

что для углов

в> 6 0 °

раз­

личия в заданной кривой и вычисленных значениях

(в)

малы,

при

меньших углах преломления они существенны.

 

 

 

Предложенный способ определения скоростей по наклонным лучам можно применять как графически, так и численно. В последнем случае его можно реализовать на ЭВМ, так как описанная процедура опреде­ ления скоростей по наклонным лучам по существу представляет собой алгоритм, удобный для программирования.

По описанному способу проведено определение скоростей сейсмиче­ ских волн по наклонным лучам на объектах I й II типов. Согласно дан­ ным УЗК и сейсмокаротажа, покрывающая надсолевая толща на этих объектах неоднородна в скоростном отношении. Поэтому при вычислении скоростей в соленосной толще необходимо было учесть неоднородность покрывающей толщи. Поскольку, согласно экспериментальным исследо­ ваниям в районе эксперимента, изменение скоростей в горизонтальном направлении мало [1 1 5 ], .а при интерпретации данных ВСП использо­ вались наблюдения из пунктов взрыва, удаленных не более чем на 8 0 0 м от оси скважины, мы предполагали, что горизонтальными неод­ нородностями покрывающей толщи можно пренебречь. Для учета неод­ нородностей по вертикали скоростные разрезы покрывающей толщи на объектах I и II типов на основании данных сейсмокаротажа и УЗК ап­ проксимированы однородно-слоистыми средами так, как показано на рис. 45 . Привлечение наряду с данными сейсмокаротажа данных УЗК позволило уточнить границы выделяемых толстых пластов и скорости в них. По скоростным разрезам рис. 45 были рассчитаны лучевые ди­ аграммы, с помощью которых проведен учет скоростных неоднородно­ стей покрывающей толщи при определении скоростей по наклонным лу­ чам. Кровля соленосной толщи на объектах I и II типов при этом счи­

талась горизонтальной, что подтверждается результатами интерпретации данных наземных наблюдений по КМПВ, по крайней мере при тех уда­ лениях от оси скважины, которые использовались для определения скоростей по наклонным лучам. Процедура определения скоростей по наклонным лучам с помощью лучевых диаграмм, т.е. в условиях неод-

150

Смотрите также файлы