Изучение газонасыщенности морских осадков при помощи сейсмоакустического профилирования

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ................................................ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДИКИ И ТЕХНИКИ ОДНОКАНАЛЬНОГО И МАЛОКАНАЛЬНОГО СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОГО
ПРОФИЛИРОВАНИЯ 10
ГЛАВА 2. ГАЗЫ В МОРСКИХ ОСАДКАХ........................ 14
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ НА АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСАДКОВ.......................... 17
3.1. Плотность......................................... 17
3.2. Скорость продольных волн.......................... 18
3.3. Акустический импеданс............................. 18
3.4. Поглощение........................................ 19
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ НА ХАРАКТЕР АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ОТРАЖЕННОМ ПОЛЕ. ОСНОВНЫЕ ИНДИКАТОРЫ ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ.............. 28
4.1. Индикаторы газонасыщенности. связанные с изменением коэффициента отражения сейсмических волн от границы флюидоупор-коллвктор................................... 28
4.2 Влияние поглощения на акустический сигнал и индикаторы
газонасыщенности. связанные с изменением поглощающих свойств газонасыщенных участков разреза....... 34
ГЛАВА 5. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ ИЗ
ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ УЧАСТКОВ РАЗРЕЗА................................................ 39
5.1. Наиболее распространенная поспедо-вательность цифровой обработки одноканальных и малоканальных сейсмических данных с последующей визуальной интерпретацией......................................... 39
5.2 Способы оценки поглощающих свойств разреза......... 41
5.3 Методы инверсии.................................... 44
ГЛАВА 6. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ ИЗ ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ УЧАСТКОВ РАЗРЕЗА................... 53
б. 1 Методы оценки поглощения.......................... 54
6.2 Инверсия свйсмоакустичвских данных с целью изучения
предположительно газонасыщвнных участков разреза 63
ГЛАВА 7. КОМПЛЕКСНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ ОСАДКОВ В ЧЕРНОМ МОРЕ................. 73
7.1. Центральная часть Черного моря.............................. 73
7.1.1 Геологическое строение района......................... 73
7.1.2 Методика получения первичного материала............... 76
7.1.3 Проявления гэзонасышенности осадков на геИСМ99ГО$™ч.е^хД?н_ных_.................................... 76
7 1.4 Результаты оценки поглощения.......................... 81
7 1.5 Результаты инверсии................................... 91
71.6 Обобщение полученных результатов и основные выводы к разделу 7 1........................................ 95
7.2 Прогиб Сорокина.............................................. 96
7.2.1 Геологическое строение района......................... 96
7.2.2 Методика получения первичного материала .............. 99
72.3 Проявления гэзонасышенности осадков на сейсмоэкустических данных....................... 100
7 2.4 Результаты оиенки поглощения......................... 108
7.2.5. Результаты инверсии................................. 110
7.2.6 Обобщение полученных результатов и основные выводы к разделу 7 2....................................... 114
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.................................................. 116
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................ 120
оставаться существенно меньшим, чем глубина до первой исследуемой границы (дна).
Использование линейных групп приемников преследует две основные цели: (1) подавление отражений, приходящих под
нежелательными углами в условиях сложного рельефа отражающих границ (диаграмма направленности приемного устройства тем более узкая, чем более протяженной является линейная группа), и (2) увеличение соотношения сигнал/шум, которое происходит в том случае, если длина приемной линейной группы существенно больше, чем радиус корреляции шумов.
Характеристика направленности приемной косы сильно зависит от возвышения системы источник-приемник над первой исследуемой границей, те. дном. При изменении глубин по профилю происходит изменение частотной характеристики приемного устройства, и амплитуды отраженного сигнала иногда могут меняться в несколько раз. Поэтому на практике выгодно использовать секционированную косу, разделенную на несколько каналов. Это дает возможность путем выбора регистрируемого канала (каналов) оперативно изменять длину и вынос линейной приемной группы в зависимости от глубин, на которых проводятся работы, и условий буксировки.
Одноканальное и малоканальное сейсмоакустическое профилирование фактически занимает промежуточное положение между морской многоканальной сейсморазведкой МОВ ОГТ и методами гидролокации. С первой эти исследования связывают применяемые технические решения (возбуждение при помощи того или иного физического взрыва, разделение функций источника и приемника, использование пьезокосы в качестве приемного устройства). С методами локации этот вид исследований связывает совмещение источника и приемника с точки зрения близости траекторий падающего и отраженного лучей, и, как следствие, наглядность получаемых данных, не требующих существенной обработки и часто пригодных для геологической интерпретации практически «в реальном времени». Однако если в методах локации основной задачей является изучение рельефа дна, то одноканальные и малоканальные сейсмоакустические
11
исследования хотя и решают задачу промера глубин вдоль профиля, но, обладая большей глубиной проникновения, нацелены, прежде всего, на изучение конфигурации поддонных отражающих границ
Именно сочетанием наглядности и информативности получаемых данных с легкостью постановки, относительно невысокой стоимостью и высокой производительностью метода объясняется то широкое распространение, которое он получил во всем мире при решении целого ряда научных и производственных задач на акваториях. Однако помимо этого морское сейсмоакустичесчое профилирование обладает рядом принципиальных преимуществ по сравнению с морской сейсморазведкой по методике ОГТ.
Благодаря совмещению источника и приемника все однократные волны, регистрируемые при сейсмоакустическом профилировании, отражаются при нормальном падении волны на каждую из отражающих границ. При этом амплитуда отраженной волны определяется только контрастом акустического импеданса на данной границе, и. таким образом, в отличии от метода ОГТ, зависимостью коэффициента отражения от угла падения волны можно пренебречь и считать, что динамика отраженных волн напрямую связана с распределением акустического импеданса и поглощением в разрезе.
Известно, что размер зоны Френеля зависит от угла падения волны и оказывается минимальным при нормальном падении (см. например [Басс. Фукс, 1974]). Это обеспечивает более высокую по сравнению с методом ОГТ горизонтальную разрешающую способность одноканального и малоканального сейсмоакустического профилирования даже при использовании одного и того же частотного диапазона.
Зависимость коэффициентов отражения и размеров зон Френеля от угла падения волны приводит к тому, что при суммировании по ОГТ каждая из волн, участвующих в суммировании, имеет свою амплитуду и несет свою степень осреднения реального рельефа в пределах своей зоны, существенной для отражения. Таким образом, на суммарной сейсмограмме ОГТ, которая в первом приближении должна совпадать с сейсмограммой сейсмоакустического профилирования, значительная
12