Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Головные волны. Как отмечалось в предыдущей главе, глобальной особенностью Земли с рассматриваемых нами позиций является наличие в ней отчетливо выраженных границ раздела, на которых упругие свойства быстро изменяются (граница Мохо, раздел мантия—ядро и др.). Резкие перепады в скоростях типичны для многих разрезов осадочных отложений. Следует подчеркнуть, что выявление в геологической среде границ, различающихся по тем или иным характеристикам, — одна из главных задач не только сейсмологии, но и любых геологических и геофизических исследований. Поэтому метод преломленных головных волн занимает важнейшее место в МПВ. Обработка экспериментальных данных по головным волнам и решение обратных задач в настоящее время все еще производятся без широкого использования ЭВМ. Это объясняется отсутствием удовлетворительных алгоритмов одновременного перебора по нескольким параметрам (t01, V^p1V1) при условии сохранения динамических характеристик, отображающих локальные нерегулярности разреза.
В неавтоматическом режиме обработка сейсмограмм, записанных на магнитные пленки, начинается с воспроизведения их в видимой форме. Прежде всего получают перезапись на широкой полосе, а при необходимости — на одной или нескольких узкополосных фильтрациях применительно к наилучшему выделению тех или иных волн. Другие виды преобразований (например, смешение, суммирование по методике регулируемого направленного приема — РНП) проводятся не очень часто. Вслед за воспроизведением осуществляются операции по определению природы регистрируемых волн, выделению и прослеживанию целевых волн, построению годографов. В рамках данной книги, естественно, невозможно осветить все относящиеся сюда вопросы, поэтому остановимся только на некоторых этапах стандартной обработки.
Выделение и корреляция волн обычно осуществляются по сводным сейсмограммам, смонтированным для каждого пункта взрыва (источника). Их можно подразделить на два вида. В первом из них по вертикальной оси равномерно располагаются трассы записей в заранее выбранном масштабе, а по горизонтальной — равномерная временная развертка, размеченная от момента взрыва. Такой способ представления чаще всего используется для общей характеристики волновых полей в мелком масштабе, что затрудняет измерение времен и амплитуд.
Второй способ отличается от первого тем, что шкала ординат размечается во временах редукции (см. рис. 8.8). Величина V1 обычно соответствует среднему значению граничной скорости для целевой волны.
При построении годографов в обычной либо редуцированной форме предварительно вводятся (хотя и не всегда) поправки за неоднородность ВЧР и приведение к горизонтальной плоскости.
В процессе построения годографов прежде всего обращают внимание на соблюдение принципа взаимности монотипных волн и на оценку степени параллельности нагоняющих годографов. Если непараллельность достаточно велика, то перед составлением сводных годографов по ряду пунктов взрыва вводят специальные поправки за непараллельность, приводя наблюденные времена к наименьшим расстояниям источник—приемник.
При анализе сейсмограмм и построении годографов необходимо отмечать регулярные, особенно скачкообразные, изменения в амплитудах и характере записи, разрывы в осях синфазности, а также выделять дифрагированные волны, связанные с локальными нерегулярностями разреза, такими как сбросы, выклинивания, зоны литологических замещений. Большое значение имеют анализ и расшифровка зон интерференции волн. Изучение типов интерференции преломленных волн как друг с другом, так и с другими классами волн (дифрагированными, отраженными) играет подчас решающую роль в процессе выяснения природы и обеспечения корректного прослеживания волн. Протяженность зон интерференции тем больше, чем меньше различие в кажущихся скоростях интерферирующих волн и чем длительнее сейсмические импульсы.
При регистрации поперечных либо обменных волн PPS на двух горизонтальных компонентах важно обращать внимание на относительное изменение амплитуд и возможное различие времен вступлений на х- и ^-составляющих. Нередко различия в Ix и t, обусловленные анизотропией среды, 128
Глава 8. Метод преломленных волн
значительно превышают продолжительность импульсов. В таких случаях годографы tx(D и t ([) изображаются в виде отдельных, связанных между собой ветвей [Пузырев и др., 1985].
Физическая интерпретация данных МПВ в модификации головных волн состоит из нескольких этапов. Основу ее составляет определение формы границ раздела и нахождение величин скоростей по годографам. Динамика волн используется в основном в качественной форме и как бы „навешивается" на кинематические построения, позволяя уточнить и дополнить их. Отметим, что в процессе определения параметров среды часто приходится вновь пересматривать корреляцию и построение годографов для достижения непротиворечивого варианта интерпретации.
Важнейшей задачей интерпретации годографов преломленных головных волн является определение граничной скорости во второй среде v2 = иг. Существуют различные способы решения этой задачи; наиболее распространенный и простой из них основан на построении разностного годографа, выполняемом следующим образом [Гамбурцев и др., 1952].
