Изучение геологического строения массивов горных пород. Расчленение горизонтально-слоистых сред. Изучение подземных вод в массивах горных пород, страница 24

Ход работы

1  Построить годографы продольных и поперечных сейсмических волн для разных горных пород. Построения выполнять на миллиметровой бумаге.

2  По построенным годографам продольных и поперечных волн определить скорости v_P и v_S для каждого образца породы.

3  По полученным значениям скоростей распространения упругих волн рассчитать для каждого образца горной породы упругие параметры – динамический модуль упругости (модуль Юнга) Е и коэффициент Пуассона μ.

4  Результаты оформить в виде пояснительной записки с приложением графических материалов.

Тема 5 Обработка данных скважинных сейсмических и  геоакустических наблюдений

1  Комбинированные сейсмические исследования.

2  Прямая и обратная задача комбинированных сейсмических исследований.

3  Методика сейсмического просвечивания.

4  Решение прямой и обратной задачи сейсмического просвечивания.

Основные понятия по теме

Скважинные сейсмические исследования включают в себя продольное сейсмическое профилирование, комбинированные сейсмические исследования и сейсмическое просвечивание.

Комбинированные сейсмические наблюдения применяют для детального изучения скоростного строения среды и проводятся при наличии одиночных скважин. Наблюдения выполняют по системе, состоящей из сейсмоприемников, расположенных в скважине и источников, находящихся на дневной поверхности (Рис. 15).Время прихода проходящих волн для однородной среды имеющих скорость v₁ можно определить по формуле

 

Рисунок 15Схема проведения комбинированных сейсмических наблюдений

x2 + h2 t(x,h) =       _.

v₁

Для сейсмических волн, которые проходят через преломляющею границу, время прихода определяется по формуле 

                                                                         x² + h²        (h − h_Г )   (h − h_Г )

                                                   t(x,h) =             −             +             _,

                                                                                v₁                   v₁ cosα v₂ cosα

где tgα= x/h, h_Г- - глубина залегания преломляющей границы.

При наблюдениях получают совокупность времен прихода волн к сейсмоприемникам расположенных в скважине на глубине h₁, h₂, ..., h_n из ПВ расположенных на поверхности в точках х₁, х₂.., х_п. Совокупность времен первых вступлений t(x_i,h_i) может быть представлена в виде обычных линейных годографов t(x)- параметр h; или вертикальных t(h)-параметр х.

Вертикальные годографы обычно изображаются на одной плоскости (t,h), при х = const (Рис.16). По множеству вертикальных годографов определяют характер изменения скорости с глубиной и

 

Рисунок 16 Вертикальные годографы полученные по данным комбинированных сейсмических наблюдений вдоль профиля. Например, для градиентной среды характерно смещение минимума графика t(z) при увеличении х. В случае же резкой границы (увеличение скорости) положение минимума постоянно и соответствует глубине залегания преломляющей поверхности.

Линейные годографы используют для определения скорости распространения сейсмических волн на разных глубинах.

Если изобразить совокупность t(x_i, h_i) на плоскости (x,h) определив при этом для каждой точки (x_i,h_i) значение времени t(x_i, h_i), то получим поле изохрон (Рис 17). По характеру изохрон делаются выводы о строении среды. По сгущению изохрон определяют зоны уменьшения скорости, по разрежению изохрон определяют участки увеличения скорости.

 

Рисунок 17 Поле времен построенное по данным комбинированных сейсмических наблюдений

Сейсмическое просвечивание применяют для изучения свойств и состояния крупных блоков породы находящейся в массиве. При проведении сейсмического просвечивания необходимо наличие двух или более скважин. Когда имеются две скважины, то в одной из них размещаются источники сейсмических волн, в другой приемники. Методика наблюдений сводится к регистрации времен прихода сейсмических волн прошедших определенную часть массива «на просвет» от источника до приемника. 

Различают сейсмическое просвечивание на параллельных лучах и на пересекающихся лучах.

Измерения на параллельных лучах выполняются только в двух близкорасположенных примерно параллельных скважинах и горных выработках, а также горных выработках расположенных под прямым углом друг к другу.  При измерениях ПВ и сейсмоприемник перемещаются одновременно каждый вдоль своей выработки в одном направлении и с равным шагом (рис. 18). Данный вид просвечивания характеризует изменение свойств породы от точки к точке для    одного    направления. Влияние анизотропии на результаты наблюдений исключено.