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

соли, согласно расчетам теоретических годографов, может регистриро­ ваться первой лишь на очень коротком интервале горизонтального про­ филя длиной до первых сотен метров[115].

Определение vr по данным наземных наблюдений проводилось спо­ собом полей времен. Поскольку при этом использовались системы встречных годографов и базы определения vp значительно превышали базы определения vp по годографам ВСП, результаты, полученные по наземным наблюдениям, можно считать более надежными.

Приводимые в табл. 8 и 9 результаты показывают, что граничные скорости, по данным КМПВ, определенные по различным встречным си­ стемам, хорошо совпадают между собой, а также с точностью до 2% совпадают с граничными скоростями, определенными на тех же объек­ тах по ВСП. Отношение vr и vnjI на объектах I и II типов сохраняется таким же, как и по данным ВСП.

7.СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ

ОСКОРОСТЯХ И СЛЕДСТВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Внастоящем разделе сопоставляются результаты оценочных расче­

Было представлено несколько вариантов расчетов скоростей р и V11р по данным УЗК, отличающихся значениями исходных параметров Пр и m (см. табл. 7). Отличие скоростей V[_ р для различных вариан­ тов расчетов от собтветствующих значений пластовых скоростей, по сейсмокаротажу, не превышает 3%. Однако для сопоставления экспери­ ментальных и расчетных данных мы выберем такие варианты расчетов, при которых имеет.место наилучшее совпадение значений пластовых

160

принятыми при расчетах: 1 ) аппроксимацией реальной среды двухком­ понентной средой, 2 ) неучетом изменения плотностей и скоростей по­ перечных волн в тонких прослоях.

Значения коэффициентов анизотропии, определенных по данным не­ скольких независимых наблюдений, в интервале глубин 6 3 0 -7 5 0 м

равны кр = 1,13_+0,02; в интервале 7 5 0 -8 5 0 м кр = 1,07+ 0 ,01 .

Следует подчеркнуть, что применение независимых определений коэффи­ циентов анизотропии (определение лучевых скоростей по ВСП, гранич­ ных скоростей при различных пунктах взрыва по ВСП и КМПВ) дало возможность приближенно оценить погрешность измерения Кр и, следо­ вательно, достоверность полученных данных.

Для объекта II типа, представленного однородной чистой солью без заметной тонкой слоистости в распределении скоростей, граничные ско­ рости, определенные по ВСП и КМПВ, практически совпадают с пла­ стовой и расчетным значением Уцр, а также с лучевой скоростью, оп­ ределенной для направления, близкого к горизонтальному (в ~ 83°). Различие в значениях пластовой скорости и скоростей в горизонталь­ ном направлении, установленных экспериментально, в среднем не пре­ вышают 2%, т.е. вполне объясняются погрешностями эксперимента. Слабую анизотропию в чистой соли (кр = 1,0341 ,04), выявленную при измерениях на образцах, в полевых условиях из-за недостаточной точности определений скорости обнаружить не удается..По эксперимен­ тальным данным, значение коэффициента анизотропии в интервале глу­ бин 5 1 0 -7 0 0 м на объекте II типа кр = l,0 0 j;0 ,0 2 .

Таким образом, установлена анизотропия скоростей в толще слоис­ той соли. Коэффициенты анизотропии Р волн достигают 1,13. Экспери­ ментально доказано, что физической причиной анизотропии скоростей сейсмических волн в исследованной осадочной толще является тонкая слоистость в распределении скоростей. При этом степень проявления анизотропии, т.е. величина коэффициента к, тем больше, чем больше дифференциация среды по скоростям и чем ближе соотношение мощно­ стей чередующихся тонких прослоев ш к единице.

Аналогичные выводы получены и при анализе теоретических формул для коэффициентов анизотропии в главе II. Полученные результаты яв­ ляются прямым доказательством связи анизотропии скоростей сейсми­ ческих волн в осадочных толщах с тонкой слоистостью в распределении скоростей и показывают применимость теории сейсмической квазиани­ зотропии к реальной тонкослоистой среде. Следует отметить, что такие экспериментальные доказательства получены в сейсморазведке впервые.

Результаты экспериментов позволяют также обсудить физический смысл граничной скорости. Из приводимых, данных о соотношении vp и vnJ1 следует, что в тонкослоистой среде при сильной дифференциации по скоростям в тонких прослоях граничные скорости существенно пре­

163

Считалось, что с такими слоями связаны интенсивные головные волны, регистрируемые при наземных наблюдениях. Из-за малой мощности сло­ ев и повышенной скорости в них эти слои практически не оказывают влияния на пластовые и средние скорости, измеряемые в направлениях, близких к вертикальным.

В последующие годы в результате теоретических исследований Л.А. Молотковым и П.В. Крауклисом [120] установлено, что голов­ ные волны от тонкого слоя при жестком контакте его с вмещающей средой существовать не могут. В экспериментах А.М. Епинатьевой и

Е.В. Каруса [121] при наземных наблюдениях на объектах с детально изученным скоростным строением головные волны от тонких слоев ока­ зались настолько слабыми, что их не удалось зарегистрировать на поверхности. Е.И. Гальперину при исследованиях по ВСП на тех же объ­ ектах удалось зарегистрировать головные волны на вертикальном про­ филе в непосредственной близости от слоя [116]. При этом амплиту­ ды головных волн оказались примерно на два порядка меньше амплитуд отраженных волн от тонкого слоя. Вывод о весьма малой интенсивно­ сти головных волн от тонких слоев при жестком контакте с вмещающей средой подтверждается и результатами модельных экспериментов, обоб­ щение которых приведено в работе [79].

В силу указанных факторов, объяснение завышения граничной ско­ рости над пластовой скоростью, установленной по сейсмокаротажу, рас­ пространением головных волн по тонким слоям в настоящее время является неудовлетворительным. На основании экспериментальных и расчетных данных, приведенных в этой главе, можно дать иное объяс­ нение обсуждавшемуся факту и тем самым уточнить физический смысл граничной скорости. Так, в случае однородного полупространства, гра­ ничная скорость совпадает с пластовой скоростью, определенной по сейсмокаротажу. В случае ритмически построенных тонкослоистых толщ, скоростной разрез которых на сейсмических частотах аппрокси­ мируется серией мощных пластов с постоянными скоростями, граничная скорость совпадает со скоростью продольных волн сейсмического диа­ пазона частот в направлении, параллельном слоистости, и обычно пре­

чение коэффициента анизотропии в преломляющем слое.

vr

Предлагаемое объяснение соотношения — > 1 квазианизотропией упл

скоростей, естественно, не является пригодным для всех известных в практике случаев завышения vr над vnп. Иногда это соотношение мо­ жет быть объяснено неверным определением природы первых волн, ре­ гистрируемых при наблюдениях по КМПВ.

За исключением случая обратной анизотропии (IV тип).

164

Таблица 10

Коэффициенты анизотропии сейсмических волн по данным УЗК и промысловых видов каротажа (8 = pj/p2 = 1|0)

Мы обсуждали следствия экспериментов, имеющие в большей степе­ ни физический, нежели методический смысл. Сопоставление эксперимен­ тальных и расчетных данных позволяет также сформулировать некото­ рые заключения Методического порядка. Так, приведенные результаты показывают, что методика расчетов скоростей V^p и Уцр (т.е. коэффи­ циентов анизотропии к р ) по данным УЗК и промысловых видов карота­ жа (КС и НГК) на основании аппроксимации скоростных разрезов двух­ компонентной средой может применяться для оценки квазианизотропных свойств толши слоистой соли районов Припятского прогиба. Отметим также, что, поскольку существует некоторая неоднозначность в выборе параметров пр и ш по данным УЗК, КС и НГК, из возможных их зна­ чений для расчетов следует выбирать такие, которые дают наилучшее совпадение расчетных скоростей V р с пластовыми скоростями, опре­ деленными по сейсмокаротажу.

165

И 1257