Сейсмічна розвідка

Сейсморозвідка провідний геофізичний метод, що використовують при пошуках родовищ нафти і газу. Вона заснована на дослідженні характеру поширення в земній корі пружних коливань, що збуджуються на поверхні за допомогою вибухів або невибухових джерел.

У першому наближенні гірські|гірничі| породи можна розглядувати|розглядати| як тверді пружні тіла, елементарні частки|частинки| яких знаходятся| в стані спокою. Пружна хвиля поширюється|розповсюджується| від поверхневого|зверхнього| джерела в глиб Землі|грунту| півсферичними по­верхнями|. Оскільки гірські|гірничі| породи істотно|суттєвий| розрізняються по щільності і пружним властивостям, швидкість поширення|розповсюдження| коливань в них буде неоднакова. Вивчаючи швидкості поширення|розповсюдження| пружних хвиль і закономірності їх змін у пластах, можна визначати глибину і геологічний характер їх залягання.

Метод сейсморозвідки в різних модифікаціях використовується при проведенні регіональних, пошукових і детальних геологорозвідувальних робіт. Регіональні дослідження дозволяють вивчати тектонічну будову великих територій по профілях протяжністю сотні кілометрів. Пошукові сейсморозвідувальні роботи направлені на пошук структур –пасток нафти і газу, а детальні призначені для уточнення їх структурних особливостей.

За умовами формування і залягання нафтові родовища розташовуються на глибинах 1,5 – 4 км., а газові – на глибинах 3 – 6 км. Головне призначення нафтогазової сейсморозвідки – пошук структур, сприятливих нафтогазонакопиченню. Їх називають пастками. Це такі зони осадкових (рідше вивержених) порід, в яких є пористі породи (колектори) перекриті непроникними породами (екранами).

У твердому тілі при різкому прикладанні сили виникають пружні коливання, або сейсмічні хвилі, збудження, що сферично розповсюджуються від джерела. Інформацію про внутрішню будову Землі отримують за наслідками аналізу часу пробігу сейсмічних хвиль від джерела коливань до реєструючих пристроїв (час пробігу хвиль залежать від щільності середовища на їх шляху).

Сейсмічні хвилі генеруються або штучними вибухами в неглибоких свердловинах, або за допомогою механічних вібраторів. У морській сейсміці для збудження сейсмічних хвиль використовується пневмопушка. Застосовуються також эхолотні випромінювачі пружних коливань великої потужності, электроіскрові розряди і інші засоби.

Направлені вниз хвилі, що генеруються, досягаючи геологічної межі (тобто порід, склад яких відрізняється від вищерозміщених), відбиваються подібно до луни. Реєстрація цієї «луни» детекторами називається методом відображених хвиль. Хвилі, що заломлюються на геологічній межі, розповсюджуються також і горизонтально (уздовж її поверхні) на великі відстані, потім знов заломлюються, слідують до земної поверхні і реєструються далеко від сейсмічного джерела.

Пружні коливання записуються у вигляді траси на папері, магнітній стрічці або фотоплівці, а останнім часом зазвичай на електронні носії. Інтерпретація сейсмограм дозволяє виміряти час проходження хвилі від джерела до шару, що віддзеркалює, і назад до поверхні з точністю до тисячних доль секунди. Швидкість сейсмічних хвиль залежить від пружності і щільності середовища, в якому вони розповсюджуються. У воді вона складає близько 1500 м/с, в неконсолідованих пісках і ґрунтах, що містять повітря в поровых просторах, – 600 – 1500 м/с, в твердих вапняках – 2700-6400 м/с і в найбільш щільних кристалічних породах до 6600 – 8500 м/с (у глибинних шарах Землі до 13 000 м/с).

Реєстрація сейсмічних хвиль ведеться чутливими приладами сейсмоприймачами, або геофонами, які розташовуються на земній поверхні або в свердловинах на певній відстані від місця збудження хвиль. Геофони перетворюють механічні коливання ґрунту в електричні сигнали.

При реєстрації коливань на поверхні використовується набір геофонів, рівномірно розташованих на земній поверхні на одній лінії з джерелом збудження. Зазвичай використовується 96 груп геофонів, кожна з яких налічує від 6 до 24 сполучених разом приладів.

Оскільки відомі відстань до геофону і швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль в породах, що вивчаються, по часу пробігу хвиль можна розрахувати глибину межі відображення. Шлях хвилі може бути описаний у вигляді двох сторін рівнобедреного трикутника (оскільки кут падіння рівний куту віддзеркалення), а глибина шару, що відображає, відповідає його вершині. Сумарна довжина сторін такого трикутника рівна добутку часу проходження хвилі і її швидкості. Глибини поверхні віддзеркалення розраховуються в межах достатньої великої площі, що дозволяє прослідкувати конфігурацію пласта, виявити і нанести на карту соляні куполи, рифи, розломи і антиклиналі. Будь-яка з цих структур може виявитися нафтовою пасткою.

Заломлення. Методом заломлених хвиль досліджуються літологія і глибина залягання гірських порід, а також конфігурація покладів і геологічних свит. Він використовується і при інженерно-геологічних дослідженнях, в гідрогеології, морській і нафтовій геології. Сейсмічні хвилі збуджуються поблизу земної поверхні, а детектори, реєструючі заломлені хвилі, розташовані на земній поверхні на деякій відстані від джерела коливань (іноді віддаленому на багато кілометрів). Першою досягає детектора та заломлена хвиля, яка слідувала по найкоротшому шляху від джерела до приймача. По годографу (графіку часу приходу першого імпульсу хвиль до сейсмоприймачів, розташованих на різних відстанях від джерела) визначають швидкість розповсюдження хвиль, а потім обчислюють глибину залягання заломлюючої поверхні.

Всі вони при високій якості проведення польових робіт і цифровій обробці інформації візуально простежуються на розрізах. Точність у визначенні глибин повинна бути не більше 100 м. Точність у визначенні змін потужностей порід в пастках повинна досягати 25 м.