АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА РАБОТ 6
1.1. Физико-географический очерк 6
1.2. Геолого-геофизическая изученность 6
1.3. Краткий геологический очерк 7
2. СЕЙСМИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (СК) 10
2.1. Теоретические основы СК 10
2.2. Методика и техника полевых работ 12
2.3. Обработка 13
4.4. Интерпретация 19
3. МЕТОД ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН (МПВ) 24
3.1. Теоретические основы 24
3.1.1 Годографы преломленных волн 24
3.1.2 Методика сейсмотомографической обработки 29
3.2. Методика и техника полевых работ 32
3.3. Обработка 34
3.4. Интерпретация 44
4. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН (MASW) 49
4.1. Теоретические основы 49
4.2. Методика и техника полевых работ 53
4.3. Обработка сейсмических данных 54
4.4. Интерпретация 61
5. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
Список литературы 75
Актуальность
Комплексирование методов широко распространено в нефтегазовой сфере как при поисково-разведочных работах, так и при мониторинге месторождений нефти и газа.
При решении инженерно-геологических задач сейсморазведка используется, в основном в виде одного метода, как правило, метода преломленных волн (МНВ). В данной магистерской работе рассмотрен комплекс сейсмических методов скважинной (а) и наземной (б, в) сейсморазведки, каждый из которых решает свои задачи:
а) Сейсмический каротаж:
• получение поинтервальной скоростной характеристики разреза;
• получение средней скорости продольных и поперечных волн;
• расчет модулей упругости (коэффициента Пуассона, модуля Юнга);
б) Метод преломленных волн (МНВ) на продольных (Р) и поперечных (S) волнах:
• изучение прочностных свойств грунтов, слагающих основание основных сооружений;
• выявление локальных пространственных неоднородностей;
• изучение изменения плотности и упругих свойств верхней части массива коренных пород после выравнивания площадки;
в) Метод поверхностных волн (технология MASW - многоканальный анализ поверхностных волн):
• получение разрезов скоростей поперечных волн;
• оценка сейсмической устойчивости (уточнение влияния верхней части разреза на изменение сейсмических свойств грунтов при сейсмическом воздействии);
При написании магистерской работы были использованы данные, полученные в ходе прохождения научно-производственной практики на территории Турции в 2019 году. В ходе полевых работ было отработано 26 профилей (3 объекта), общая длина которых составила 4368 погонных метров, и 22 скважины, глубина которых варьировалась от 17 до 45 м. В магистерской диссертации представлен один из этих объектов, для изучения которого было выполнено 8 профилей (4 горизонтальных и 4 вертикальных) общей длиной 1736 погонных метров и проведены исследования в 8 скважинах глубиной до 30 м.
В магистерской работе рассматриваются 2 аспекта:
• инженерно-геологический - изучение верхней части разреза (под строительство зданий и сооружений);
• методический - оценка эффективности комплексирования методов наземной и скважинной сейсморазведки при решении инженерно-геологических задач.
Цель: оценить эффективность комплексирования методов наземной и скважинной сейсморазведки для изучения физических свойств верхней части разреза при решении инженерно-геологических задач.
Задачи:
1. Получение скоростных параметров и упругих модулей на основании обработки скважинных наблюдений в системе «RadBxPro»;
2. Построение скоростных моделей верхней части разреза на основе обработки преломленных волн (P и S) методом сейсмической томографии в системе «ZondST2D»;
3. Построение скоростных моделей на основе многоканального анализа поверхностных волн (MASW) в системе «ZondST2D»;
4. Сравнение полученных результатов с целью оценки эффективности каждого метода и комплексирования наземной и скважинной сейсморазведки.
В результате написания магистерской работы были сделаны выводы как по инженерно-геологической, так и по методической части.
Инженерно-геологические выводы:
1. Сейсмический каротаж
По наличию инверсионного слоя на графиках скоростей продольных и поперечных волн, а также резкому уменьшению значений модуля Юнга и увеличению значений коэффициента Пуассона, внутри известняков на глубине 15-18 м выявляются ослабленные зоны мощностью 4-6 м, соответствующие в геологическом разрезе брекчиям, суглинкам и супесям. Также в скважине 1362 выделяется дополнительная ослабленная зона в интервале глубин 7,5-14 метров, представленная брекчией пониженной прочности.
2. Метод преломленных волн
По поднятию изолиний скоростей на профилях меридионального простирания определяется присутствие антиклинальной структуры в среде.
По наличию интервала пониженных скоростей (Vs = 1200-1400 м/с; Vp= 18002000) на профилях субширотного простирания (№2-4) в западной части выделяется ослабленная зона, которая может соответствовать разрывному нарушению в направлении с северо-запада на юго-восток.
3. Метод поверхностных волн (технология MASW)
По данным MASW выделяются три слоя, соответсвующие зонам сохранности пород (A, B, C), которые учитываются на этапе проектировочных работ.
Первый слой, соответствующий зоне А (зона интенсивного выветривания и разгрузки), представлен сильно разрушенными грунтами, залегает до глубин от 8 до 25 м и имеет значения скорости Vs от 350 до 1100 м/с.
Второй слой, соответствующий грунтам зоны сохранности В (зона умеренной разгрузки естественных напряжений), представлен в основном доломитовыми известняками и брекчией, залегает до глубин от 25 до 30 м и имеет значения скорости от Vs от 1100 до 2000 м/с.
Третий слой, соответсвующий грунтам зоны сохранности С (зона относительно сохранных пород), почти не представлен на изучаемом полигоне работ.
Методические выводы:
1. Скважинная сейсморазведка, в отличии от наземной, дает возможность получения более точной оценки параметров среды (скоростей продольных и поперечных волн и границ пластов) в конкретной точке среды, что используется для получения более достоверных результатов в методах непрерывного профилирования. Однако, с удалением от скважины или в пространстве между скважинами необходимо привлекать дополнительную информацию, которая может быть получена путем профильных наблюдений.
2. Наземная сейсморазведка обеспечивает получение информации по площади, благодаря выполнению непрерывного профилирования, и позволяет определять значения скоростей, глубину залегания и форму границ слоев.
Особенностью сейсмотомографического разреза является то, что он представляет информацию в виде изолиний скоростей, без границ. На сейсмотомографическом разрезе, полученном методом преломленных волн, на глубинах залегания границ слоистой модели определяются заниженные значения скоростей. При этом ошибки возрастают с глубиной, а их наличие связано с тем, что при выполнении сейсмической томографии использовались годографы только первых вступлений. Помимо этого, результат восстановления скоростной модели зависит от выбора начальной модели. Наиболее точное приближение к искомому распределению скоростей получается при начальной модели близкой к реальной.
Скоростной разрез, полученный по поверхностным волнам (методика MASW) сильно зависит от начальной модели. Для получения более достоверного результата необходимо задавать начальную модель, наиболее приближенную к реально среде. Поэтому при обработке данных MASW рекомендуется привлекать данные сейсмического каротажа.
3. Комплексирование методов позволяет установить распределение скоростного закона, как в горизонтальном, так и вертикальном направлении. В связи с этим, данный комплекс скважинных (СК) и наземных (МПВ, MASW) методов сейсморазведки, с учетом их особенностей, рекомендуется использовать для получения наиболее достоверных результатов для изучения верхней части разреза при решения инженерно-геологических задач.
