Понятие о сейсмических средах и их характеристики

Сейсмической средой или сейсмической моделью называется реальная геологическая среда, описываемая с точки зрения распределения в ней упругих или неупругих параметров, с целью наиболее корректного объяснения основных особенностей волнового поля и решения на этой основе обратных задач. Целесообразно рассматривать две группы сейсмических моделей геологических сред.

К первой группе относятся сейсмогеологические модели. Описание таких моделей проводится на «сейсмическом языке». Такое описание носит качественный характер и представлен в виде сейсмических разрезов с указанием основных сейсмических границ, на которых могут образовываться волны. Построение сейсмогеологических моделей является необходимым этапом при геолого-геофизическом обобщении материала, что в определенной степени можно рассматривать как подготовку к последующим этапам исследований.

Во вторую группу входят математические модели, формирующиеся на основе сейсмогеологических моделей с конкретным учетом возможностей решения обратных задач. Эти модели не привязываются конкретно, а как бы являются абстрактными. Здесь на первый план выдвигается математическое описание распределения скоростей, формы сейсмических границ и их сочленений.

Классификация моделей сред

Модели классифицируются по характеру распределения скоростей в пространстве.

Первый фактор - это слоистость среды, которая особенно проявляется в осадочных породах, но свойственна также консолидированной коре.

Вторым фактором является горное давление.

Третий фактор связан с тектоникой и проявляется, с одной стороны, в образовании структур как сложного проявления слоистости с негоризонтальными и криволинейными границами и переменной мощностью слоев, с другой стороны, этот фактор проявляется в перераспределении горного давления в различные периоды геологической истории.

В первом приближении сейсмические среды подразделяются на однородные и неоднородные.

1. Однородная среда - это та среда, где скорость распространения упругих волн неизменна по величине и направлению.

2. Неоднородная - это однородно-анизотропная среда, в которой скорость распространения в разных направлениях различна.

3. В слоисто-однородных средах, которая представлена в виде серии слоев, скорость постоянна лишь в отдельном слое и изменяется на их границе.

4. В двухмерно-неоднородных средах скорость меняется и в вертикальном, и в горизонтальном направлении.

Скорости распространения волн

В связи с разным строением сейсмических сред и границ в сейсморазведке используются следующие скорости распределения упругих волн.

1.Истинная скорость - эта скорость возникает в малом объеме породы. Определяют ее на образцах ультразвуковыми измерениями.

1. Пластовая скорость _п - это скорость распространения упругих волн в каждом пласте изучаемого разреза.

3. Средняя скорость в пачке пластов - эта скорость определения по формуле:

_ср =

h₁, h₂, h₃ - мощность отдельных пластов

t₁, t₂, t₃ - время пробега в каждом пласте

4. Интервальная скорость - частный случай средней скорости для каждого интервала глубин.

Пластовая, средняя и интервальная скорости определяются по сейсмическим наблюдениям в скважинах.

5. Эффективная скорость U_эф - это средняя скорость определяется в результате интерпретации данных сейсморазведки методом отраженных волн (МОВ).

1. Граничная скорость U_г - это скорость распространения скользящей преломленной волны вдоль преломляющей границы. Определяется при интерпретации МПВ.

2.Кажущая скорость U_к - это скорость распространения любой волны вдоль профиля наблюдений. В любой точке наблюдения она равна отношению приращения пути x по времени его прохождения волной (t)

Uк =

Методы определения скоростей упругих волн делятся на:

1. лабораторные (измерение на образцах)

2. скважинные (сейсмические и акустические наблюдения в скважинах)

3. полевые (расчет скорости в результате интерпретации данных сейсморазведки)

Разные породы, естественно, обладают разными скоростями прохождения волн:

а) изверженные: 4 - 7,2 км/сек

б) метаморфические: 4 - 6 км/сек

в) осадочные: 3 - 6 км/сек

в рыхлых осадочных - 0,3 - 3 км/сек

От чего зависят вариации скоростей?

1. от глубины. С увеличением глубины скорость продольных волн увеличивается

2. пористость, трещиноватость в сухих породах уменьшает скорость, в водонасыщенных - увеличивает

Каждая порода имеет свои пределы изменения скорости упругих волн. С другой стороны, разные породы, в силу различных причин, могут иметь одинаковые скорости распространения упругих волн. Это основная трудность геологического истолкования результатов сейсморазведки.