Сбор данных при сейсморазведке

05.09.2019

Сейсмический метод основан на использовании звуковой энергии, проникающей в землю. Звуковой импульс проходит сквозь подземные слои пород, отражается от них и возвращается на поверхность, где фиксируется. В результате сейсморазведки определяют структуру залегания пород и местонахождение нефтяных и газовых ловушек. Для этого используют источник звука и детектор. Первый испускает акустический импульс на поверхности суши или океана, после чего звуковая энергия отражается от определенных слоев подземных пород. Как и у зеркала, наибольший коэффициент отражения наблюдается, когда угол падения луча на плоскость равен углу отражения (см. рис. 14.6). Отраженная энергия возвращается на поверхность и фиксируется детектором.

Детектор на поверхности ловит как сигнал, т. е. требуемую информацию о породах, так и шум, т. е. постороннюю поступающую энергию. Шум может возникать вследствие движений на поверхности, ветра, наземных и ветровых волн, а также подповерхностных отражений, не являющихся прямыми (первичными) отражениями от подземного слоя породы. Для получения точных данных необходимо высокое отношение поступающего сигнала к шуму. Первоначально можно провести шумовую разведку, относящуюся к группе малых сейсморазведок, для определения природы шума на территории и разработки плана оптимальной сейсморазведки для его снижения.

На суше наиболее распространенными источниками сейсмических сигналов являются взрывчатые вещества и «Вибросейс». Первоначально в качестве источника выступал динамит, но в настоящее время он практически не используется. Взрывчатку применяют при залегании на поверхности несцементированных отложений и на болотах. При ее использовании сейсмическую партию сопровождает малая буровая установка, смонтированная на автомобиле. Она пробуривает подпочвенный шпур обычно глубиной 60—100 фут. (18—30 м). На его дно устанавливают взрывчатое вещество. Детонирующий шнур размещают в желобе на глубине 1 фут. (30 см) или подвешивают в воздухе как источник сейсмического сигнала. Взрывчатые вещества — весьма дорогой источник сигналов,

В настоящее время около 70% сейсморазведок на суше производятся с помощью «Вибросейса» — установки, разработанной компанией Conoco. «Вибросейс» — это грузовой автомобиль с источником вибрации (см. рис. 14.7), оснащенный гидравлическими двигателями, закрепленными на платформе, а также опорной плитой, находящейся под двигателями. Грузовик с источником подъезжает к шпуру и опускает плиту до тех пор, пока большая часть его массы не окажется на плите. Гидромоторы используют массу автомобиля для сотрясения земли, обычно в течение 7—20 секунд (длительность свип-сигнала), при этом в землю направляется сигнал с определенным частотным интервалом, называемый свипированием (разверткой) излучения. «Вибросейс» является очень удобным средством для транспортировки и может использоваться в населенных районах. Другие, менее популярные сейсмические источники включают в себя возбуждение сейсмических волн падающим грузом, использование газовой пушки, наземной пневмопушки и пушек, аналогичных обычному огнестрельному оружию.

Расположение сейсмического источника называется точкой возбуждения. Для снижения шумов, генерируемых источником, возможно одновременное использование нескольких связанных взрывов или вибрационных источников, установленных в сетке точек возбуждения. Частота сейсмической энергии обычно составляет от 8 до 120 Гц, или колебаний в секунду. Человеческое ухо способно воспринимать частоты от 20 до 20 тыс. Гц.

В открытом море наиболее распространенным сейсмическим источником является пневмопушка, представляющая собой металлический цилиндр несколько футов в длину. Ее буксируют кораблем на глубине 20—30 фут. (6—9 м). На судне имеются установки сжатия воздуха. Воздух под высоким давлением (в 2000 psi — 140 кг/кв. см) пропускается в пневмопушку через гибкую полую трубку. По команде компьютера отверстия на пневмопушке открываются, и формируется растущий воздушный пузырь, который служит источником сейсмических волн, неопасным для морской флоры и фауны.

Пневмопушки характеризуются по размеру воздушной камеры, например 200 куб. дюйм. (3000 куб. см). Обычно проводят одновременно взрыв в нескольких пневмопушках разного размера (сеть резонансных пушек) для погашения шума, что достигается соединением растущих воздушных пузырей сразу после первого залпа. В некоторых случаях пневмопушки используют и на болотах. Другие сейсмические источники для открытого моря — водная пушка и спаркер (электроискровой источник).

Сейсморазведку проводит подрядчик по сейсморазведке, который является владельцем оборудования. Он может осуществлять разведку в соответствии с контрактом с нефтеразведочной компанией либо проводить собственную разведку, однако не каждая разведочная компания станет затем платить за доступ к неэксклюзивной информации. В соответствии с другим вариантом, несколько компаний по разведке могут договориться о разделе цены и результатов сейсморазведки, организуя групповой взрыв.

Перед проведением сейсморазведки на частной земле в таких странах, как США и Канада, специальный человек должен получить разрешение на это исследование от владельцев прав на данную территорию. За бурение каждого шпура устанавливается отдельная плата, кроме того, договариваются о неустойках при повреждениях. Затем разведочная бригада прокладывает путь сквозь деревья и кустарники (при наличии таковых), точно определяет и маркирует точки возбуждения и местоположение сейсмоприемника, а все результаты заносит в журнал учета разведки. Члены разведочной бригады — установщики сейсмоприемников на профиле — прокладывают кабель, подготавливают и устанавливают сейсмоприемники.

Получать разрешение на разведку на море не обязательно. Пока экипаж судна осуществляет навигацию, сейсмическая партия устанавливает оборудование для разведки. Разведка в океане проводится посредством глобального позиционирования с помощью навигационных спутников.

Сейсмическая энергия проходит вниз сквозь подземные породы (см. рис. 14.8). Каждый раз, когда звуковой импульс касается кровли пласта породы, часть его отражается на поверхность в виде эха. Остальная часть проходит все глубже и глубже, либо отражаясь от более глубоко залегающих пород, либо рассеиваясь. Возвращающееся эхо фиксируется детекторами вибрации, называемыми сейсмоприемниками, или геофонами. Они улавливают вертикальные движения земли и переводят их в электрический сигнал.

Геофон оснащен большим крепежным шипом, так что его можно расположить на поверхности земли (см. рис. 14.9). Обычно устанавливаются от одного до 12 геофонов, образующих группу, которая производит запись по единому каналу. Такое использование нескольких геофонов позволяет снизить шум. При этом геофоны можно установить как по прямой линии, так и по нескольким параллельным линиям, в форме звезды, прямоугольника и т.д. Группы геофонов составляют более крупную геометрическую систему, так называемую расстановку. Большое число групп геофонов устанавливают, чтобы охватить максимально возможную площадь подповерхностных структур при каждом взрыве (см. рис. 14.8). Снятие показаний по 96 каналам означает, что на каждый пункт взрыва использовано 96 групп геофонов. Обычное число — от 48 до 96 групп, расположенных на расстоянии 55—110 фут, (17—34 м) друг от друга. Все геофоны соединены свинцовым кабелем с самоходной регистрирующей станцией. Данные также можно передавать и в цифровом виде с помощью радиотелеметрической системы, применяющей для связи радиосигналы. На самоходной регистрирующей станции (в шутку именуемой в США собачьей будкой) имеется специальный высокочувствительный магнитофон, который может записывать данные в цифровом виде на магнитной ленте, а также проверять их качество в процессе записи.

Стандартная расстановка включает длинный, в несколько километров, основной кабель, Более короткие кабели, расположенные через определенные интервалы, соединяют группы геофонов, помещенных на одинаковом от кабеля расстоянии. Такой способ, когда геофоны расположены на прямой, называется линейной расстановкой. Источник помещают либо с краю прямой линии (расположение вдоль линии наблюдения см. на рис. 14.10а), либо в центре (см. рис. 14.10б). Ha суше, как правило, используют второй вариант.

Для перемещения геофонов используют метод общей глубинной точки. После каждого сейсмического взрыва часть кабеля отделяют от одного конца линейной расстановки и присоединяют к другому. С каждым разом пункт взрыва перемещается на одинаковое расстояние в заданном направлении.

В море источник буксируют судном (см. рис. 14.11), двигающимся со скоростью около пяти узлов (5 морских миль в час). Испускаемая сейсмическая энергия достаточно сильна для проникновения сквозь морское дно. Отраженные сигналы регистрируются детекторами вибрации, называемыми гидрофонами. Их размещают в длинной пластиковой трубка (сейсмоприемной косе), которая также перемещается судном, От гидрофонов через сейсмоприемную косу тянется кабель к регистрирующей аппаратуре, расположенной на судне.

Сейсмоприемную косу заполняют прозрачной жидкостью, например керосином, с таким расчетом, чтобы она плавала в воде. Коса может быть вытянута на 5 миль (8 км) в виде прямой линии за кормой судна, на ней устанавливают несколько сотен гидрофонов группами от 25 до 40 штук, расположенными на равных расстояниях друг от друга. На участке кабеля могут помещаться две, три или четыре группы гидрофонов. Несколько участков соединяют между собой, образуя сейсмоприемную косу с 96—240 группами. Для погружения сейсмоприемной косы на глубину 20—50 фут. (6—16 м) используют устройства, называемые регуляторами глубины. На конце косы находится осветительный и позиционирующий буй.

Морскую сейсморазведку обычно проводят, используя расстановку вдоль линии наблюдения (см. рис. 14.10а). Для того чтобы охватить большую территорию, устанавливают 12 параллельных сейсмоприемных кос и четыре группы источников (см, рис. 14.12). Существует вариант придонной сейсморазведки; в этом случае гидрофонная сейсмоприемная коса находится на морском дне. Суда с источниками двигаются параллельно кабелю или кабелям, расположенным на дне. Эту технологию применяют на территориях с затрудненным продвижением, например в местах расположения нефтедобывающих платформ, на мелководье и территориях с ограниченным доступом.

Для повышения отношения сигнала к шуму посредством усиления действительных отражений и ослабления случайного шума используют метод суммирования общей глубинной точки или общей средней точки. Метод предполагает запись отражений от каждой подземной точки при различных расстояниях от источника до детектора (удаления), а также комбинирования (суммирования) отражений (трасс). Число регистраций каждой точки называется кратностью перекрытия, оно фиксирует число трасс, накладывающихся друг на друга и образующих многослойное отражение. Кратность перекрытия, равная 48 (либо сумма 4800%), показывает, что от одной подземной точки получено 48 отражений при разных удалениях с образованием одного многослойного отражения (трассы).

Сейсморазведка на суше, особенно на пересеченной местности, — наиболее дорогостоящая операция. Гораздо дешевле ее проводить на море, причем качество получается выше.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна