Геологические задачи решаемые сейсморазведкой

Введение

Сейсморазведка - очень важный и во многих случаях самый точный (хотя и самый дорогой и трудоемкий) метод геофизической разведки, применяющийся для решения различных геологических задач с глубинностью от нескольких метров (изучение физико-механических свойств пород) до нескольких десятков и даже сотен километров (изучение земной коры и верхней мантии). Одно из важнейших назначений сейсморазведки - поиск и разведка нефти и газа.
Результаты интерпретации материалов сейсморазведки позволяют:
-создать пространственную цифровую сейсмогеологическую модель, основанную на материалах сейсморазведки 2Д или 3Д, данных ГИС и бурения;
-уточнить параметры залежей нефти, в том числе распространение тектонических нарушений
-спрогнозировать коллекторские свойства пород-коллекторов;
-уточнить и подготовить к глубокому бурению перспективные на нефть и газ объекты;
-подготовить рекомендации по размещению разведочных и эксплуатационных скважин.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
1. По мерности наблюдений изучения среды: одномерная 1D; 2D; 3D; 4D.
2. По регистрируемым волнам: отраженная волна (МОВ, МОВ ОГТ, РНП-регистрируемого направленного приема); преломленная волна (МПВ, КМПВ – корреляционный МПВ); проходящая волна (СЗ-зондирование, СК, ВСП, МОГ-метод обращенных годографов)+скважинная сейсмика.
3. По типу регистрируемых волн: продольные; поперечные; обменные.
4. По регистрируемым частотам: низкочастотная сейсморазведка (для изучения глубокозалегающих границ, 10-30 Гц); среднечастотная (для глубин 3-5 км, 30-80 Гц); высокочастотная (>80 Гц, для ВЧР).
5. В зависимости от нахождения площади: наземная; морская.
6. По назначению работ: структурная; рудная; инженерная
7. В зависимости от геологических задач: региональные (для больших территорий); поисковые (поиск локальных структур); детальные.
8. По кратности: однократные и многократные.
9. По виду источника: взрывная, невзрывная, сейсмология или сейсмометрия.
10. По характеру возбуждаемых колебаний: импульсная, вибрационная.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
Сейсморазведка является неотъемлемой частью геологоразведочных работ.
Глубинное исследование земной коры или глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ) является основным источником информации о строении земной коры. Дистанции наблюдений составляют от 50-100 км до 400-500 км и более. По результатам проведенного ГСЗ прослеживают поверхности кристаллического фундамента, границу Конрада – условную внутрикоровую границу, границу Мохоровичача – подошву земной коры. Кроме того ГСЗ позволяет выделить тектоническое районирование и провести оценку прогнозных ресурсов полезных ископаемых на региональном уровне выяснить закономерности размещения полезных ископаемых относительно глубинных структур, геологически обосновать юридическое закрепление внешней границы континентального шельфа России в Северном Ледовитом океане. К примеру, интерпретация волновых полей ГСЗ-МПВ, а также данных МОВ, позволили достаточно детально охарактеризовать строение земной коры по разрезу хребет Ломоносова – поднятие Менделеева.

Рис. 1 Сейсмогеологический разрез по геотраверсу хребет Ломоносова – поднятие Менделеева
На этапе региональных исследований изучаются структурные этажи разреза, их взаимосвязь, расположение, размеры и формы тектонических элементов I и II порядка, крупные дизъюнктивные нарушения, морфологию, вещественный состав фундамента, перспективы нефтегазоносности осадочного чехла . Региональные исследования выполняются методами преломленных (МПВ) и отраженных волн (МОВ). Для изучения кристаллического и складчатого фундамента применяют как правило МПВ, т.к. их поверхность является опорной преломляющей границей. Геологическая интерпретация с использованием данных глубокого бурения и ГИС позволяют оценить тектонические условия осадконакопления, генезис и литологию нефтегазоперспективных отложений.

Рис. 2 Пример регионального сейсмического разреза
Целью сейсморазведочные работы на поисковом этапе являются обнаружение и оконтуривание геологических объектов (предполагаемых ловушек), благоприятных для нахождения целевых полезных ископаемых. Например: антиклинальные ловушки и купола, зоны выклинивания, амплитуды смещения при тектонических нарушениях, рифовые и баровые постройки, русловые и дельтовые отложения.

Рис. 3 Результат математического моделирования волновых полей
(геттанг-раннетоарские отложения)

Итогом поисковый сейсморабот служит структурная карта по перспективному отражающему горизонту, на которой оконтурено предполагаемая ловушка целевого полезного ископаемого.
Детальные работы на нефть и газ. На стадии детализации подробно изучаются особенности геологического строения ранее выявленной структуры с целью ее подготовки к поисково-разведочному бурению. Наблюдения выполняются 2Д или 3Д сейсморазведкой. Детализация изучаемых объектов выполняется в масштабах 1:50 000 и 1:25 000. Расположение проектных сейсмопрофилей 2Д определяется формой и размерами исследуемого объекта.
Исследования 3Д обеспечивают максимально точные построения структурных планов, например, для выявлений палеовозвышенностей, палеодолин, палеорусел, которые по своей природе довольно изменчив ведут себя в разрезах и не коррелируются даже по соседним профилям 2Д.

Рис. 4 Временной куб МОГТ-3Д при детальных сейсморазведочных работах

Инженерная, гидрогеологическая, геоэкологическая. Для инженерной сейсоразведки характерна относительно небольшая глубина исследования до 50-100 м. Так ее применяют при изысканиях, связанных с проектированием и строительством дорог, мостов, трубопроводов, подземных хранилищ, высотных зданий… Работы проводятся на преломленных, рефрагированных и отраженных волнах, используя наряду с продольными также поперечные и даже поверхностные волны. С помощью инженерной сейсморазведки решаются задачи: определение глубины и формы поверхности скальных пород; детальное литолого-фациальное расчленение отложений верхней части разреза; определение положения уровня грунтовых вод; выявление тектонических трещиноватых и разуплотненных зон; картирование зон многолетней мерзлоты, а также участков суффозионно-карстовых процессов; обнаружение и картирование археологических объектов и т.п.
Существует ряд геоэкологических проблем, которые решаемые с помощью сейсморазведки: подтопление территорий, оползневые подвижки грунтов…

Рис. 5 Проявление закарстованности известняков в долине р. Москва на временном разрезе
При поисках и разведке различных рудных месторождений сейсморазведка применяется значительно реже, чем нефти и газа. Это объясняется сложным сейсмогеологическим строением рудных районов.
Рудная сейсморазведка применяется для определения мощности наносов, картирования поверхности коренных пород и мощности зоны выветривания; выявления структур, благоприятных рудонакоплению, и изучения внутренней структуры рудных полей; картирования под наносами крутозалегающих пластов, метаморфических и изверженных пород; трассирования тектонических нарушений, зон дроблений, трещиноватости.
Непосредственные (прямые) поиски и разведка рудных месторождений с помощью сейсморазведки практически не проводятся