Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Низкочастотная сейсмоакустика. В целях повышения глубины освещенности разреза до 500—1000 м сейсмоакустические исследования проводятся на частотах 50—500 Гц. При этом, естественно, снижается разрешенность изучения разреза, но в любом случае она существенно больше, чем при обычной сейсморазведке MOB на средних частотах. Можно считать, что рассматриваемый вид исследований занимает промежуточное положение между высокочастотной сейс-моакустикой и сейсморазведкой.
Непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСП) в данном варианте проводится только с искровыми источниками. А.В.Калинин с соавторами [1983] показали, что преобладающие частоты возбуждаемых импульсов в сильной степени зависят от электрической емкости конденсаторов в разряднике; при повышении емкости конденсатора частоты уменьшаются. Это дает возможность регулировать диапазон излучаемых частот при решении тех или иных конкретных задач. Так, например, в мелких водоемах и при глубине исследований до 200 м наблюдения возможно вести на частотах 400—500 Гц, обеспечивая разрешенность по вертикали порядка 2 м. Заметим, что в целях исключения шумов, создаваемых агрегатами на судне, излучатель и приемник (геофон) размещаются на расстоянии нескольких сотен метров от корабля. При высокочастотных наблюдениях влияние шумов корабля, а также волнения моря сказываются незначительно, в связи с чем датчики в некоторых случаях устанавливаются непосредственно на корпусе судна.
Типичный разрез НСП на частотах 100—120 Гц представлен на рис. 9.13 [Селезнев и др., 1995] как иллюстрация данных MOB по системе центровых лучей на озере. На нем отчетливо отображается характер слоистости придонных осадков с наличием несогласий, выклинивания и разломов. Обращает на себя внимание высокая интенсивность кратной волны от дна водоема, что, естественно, мешает расшифровке данных на больших глубинах.
Временной разрез по одному из профилей на Черном море при глубине дна 1800 м приведен на рис. 11.10. В данном примере отчетливо выявляется типичная форма диапира с постепенным увеличением углов наклона примыкающих осадочных пород по мере приближения к штоку. Существует предположение, что в теле диапира, во всяком случае в верхней его части, присутствуют газогидраты, т. ел газовая залежь при отрицательных температурах.
—J 300 м J— I
Поверх H ость нео огласия —
•».•. •
Sb' •V«..- "і, ¦ i^V. «язя
-?* • "«¦¦»¦.
V ; >;-ч . ^Hb Вт Й OTi орой реги ражающи ональ- ]. й горизон T
:? Сброс -- г- ¦''•¦>^; І '¦^
.•-•'.і V* vV >. ; V
І Ui..;1.-. ¦¦ "'•St Ч.. -V - І*. •¦ ' ¦
H' V.
f.V •';.:V,f?:
200
Глава П. Акустические исследования
Рис. 11.10. Сейсмоакустический временной разрез в центральной части Черного моря с наличием диапирового образования.
Некоторые вопросы интерпретации. Прежде всего отмстим, что применение способа центрового луча в случае границ малой кривизны, как уже рассматривалось в параграфе 9.2, в принципе не позволяет получать сведения о скоростях распространения волн в горных породах, залегающих под дном моря. Этот недостаток можно было бы исправить, если использовать два приемника, один из которых совмещен с источником, а другой вынесен на некоторое расстояние /. В этом случае можно построить два временных разреза соответственно при / = I1 = 0 и / = I2. Отождествляя отражающие границы на обоих разрезах, нетрудно рассчитать эффективную скорость по формуле
..2 _ Iі
2,2 г
0,00
0,20 км
,1 _ /2-'2 'О
(П.З)
3,0 с
Так как vn = U1 = 1500 м/с, то используя формулу (9.13), можно рассчитать пластовые скорости от дна моря до заданного горизонта. Аналогичным образом по той же формуле определяются пластовые скорости путем отождествления двух горизонтов на временных разрезах.
Поскольку рельеф дна моря слабо подвергается эрозии, то наклоны дна моря
могут быть весьма значительными, достигая в отдельных случаях 20—30° и более. Наклонная поверхность дна водоема приводит к искажению акустического отображения границы, расположенной внутри изучаемой твердой среды. Рассмотрим характер искажений на простейшем примере, когда поверхность дна на профиле залегает под углом <plt а нижняя граница с индексом 2 горизонтальна. Скорость в воде — U1, а в нижней среде — v2; V1Zv2 = п. Тогда для наклона оси синфазности нижней границы можно записать
rff?1= Л, dx dx
¦3?- -?(Vl -я* sin»*
(11.4)
n cos <px) ,
при этом sin ^1 = V1Jl-Ut01Z(Ix. Если ^1 = 0, тогда dt0l/dx**0, обе оси синфазности будут параллельны независимо от значений п. Если нижний горизонт находится в рыхлых осадках, когда V2 близко к U1, а п мало отличается от единицы, то нижняя граница сохранит наклон, близкий к истинному, независимо от наклона дна водоема. Это свойство, очевидно, справедливо и при у> * 0 для нижней границы. Возможное искажение в наклонах осей синфазности в случае, когда п заметно отличается от единицы, проиллюстрируем на примере. Положим п = 0,5 (и2 s 3,0 км/с, ^1 = 20°). Подставляя эти значения в формулу (11.4), получим
dtjdx = 0,51 dtjdx,
