Методика морських сейсмічних досліджень

В наш час проблема пошуку вуглеводнів для потреб людства стає дедалі вагомою і значущою. Серед основних методів пошуку все більшу актуальність набуває морська сейсморозвідка. Завдяки сучасним технологіям цей метод пошуку здобуває все більшу популярність у світі геофізики та геології взагалі. В морській сейсморозвідці застосовують спеціально обладнанні судна, на котрих встановленні сейсмостанції, обладнання для буксування джерел збудження, приймачі, апаратура та інше. Велика продуктивність і висока точність досліджень забезпечуються застосуванням цифрових буксируваних сейсмічних кіс (стримерів), які використовуються при глибинах дна моря не менше 8−10 м. Така коса являє собою секційований пластиковий шланг (діаметром 50−70 мм з товщиною стінок 3−4 мм), який вміщує приймальну апаратуру і заповнений легкої рідиною (гас, солярка і т. п.) для додання пристрою нейтральної плавучості.

Коса складається з безлічі секцій — приладових (робочих) і без приладових (допоміжних), які з'єднані між собою герметичними муфтами (Рис. 1). Механічна міцність коси, досягається сталевим тросом який проходить через неї. Змотана коса зберігається на великому барабані лебідки.

Рис. 2 — Схема морської сейсморозвідки з цифровою косою що буксуеться: 1 — сейсмічне пневмоджерело; 2 — буксиру вальний кабель; 3 — головний амортизатор; 4 — головний модуль; 5 — допоміжна секція; 6 — приладова секція; 7 — операційний модуль; 8 — стабілізатор глибини; 9 — кінцевий модуль; 10 — кінцевий амортизатор; 11 — кінцевий кабель; 12 — хвостовий радар-відбивач

Приладова секція має довжину 50−100 м і містить до 12 каналів прийому коливань, на кожному з яких працює група з 10−30 п'єзоелектричних сейсмоприймачів. До приладової секції примикає операційний модуль (ОМ) відповідної канальності. Він піддає аналогові сигнали від п'єзоприймачів попередньому посиленню, частотній фільтрації, дискретизації і аналоговоцифровому перетворенню. Цифрова інформація передається по телеметричному каналу коси на реєструючу апаратуру, встановлену на борту судна. У ОМ є датчики глибини занурення і планової прив’язки секції, інформація від яких фіксується при записі сейсмограми. Під час буксирування коси діє система тестування і контролю робочих параметрів всіх її каналів .

Допоміжні секції - амортизаційна, головна, вантажна, виносна допоміжна, кінцева, а також стабілізатори глибини і радарвідбивач слугують для забезпечення та контролю необхідного розташування коси що буксується по глибині і відстанні до джерела збудження. Винос приладових секцій від судна і використання амортизаційної секції дозволяють знизити до прийнятного рівня акустичні перешкоди, викликані вібрацією коси в потоці кільватерного струменя і шумами суднових машин і гвинтів. Буксирувана система дозволяє проводити роботи при неспокійному морі до 2−3 балів.

Допоміжна частина приймальної системи має протяжність до 0,5 км і більше, а загальна довжина коси може перевищувати 5 км. Зазвичай її буксирують на глибині 10−20 м при швидкості судна до 6−7 вузлів (11−12 км / год). Оптимальні умови прийому коливань корисних хвиль відповідають глибині занурення коси на 1 / 4 довжини хвилі: в цьому випадку відбувається синфазне додавання коливань, що приходять знизу, з їх відбиттям від поверхні води. Вітер і морські течії можуть порушувати прямолінійність коси. Для визначення її фактичного положення в плані служать спеціальні датчики і відбивачі, що сприймають акустичні або радіолокаційні сигнали, що посилаються з корабля.

Зважаючи на специфічні умови роботи на акваторіях застосовують одно направленні системи спостережень з виносним джерелом, які розташовані до судна ближче, ніж приймальні пристрої. 2D сейсморозвідка виконується, як правило, у вигляді поздовжнього багаторазового профілювання з одного косою. 2D сейсморозвідка реалізується за допомогою буксуючою площадною базою спостережень, що включає одне джерело і ряд паралельних ліній прийому (кіс), відстань між якими становить 100−300 м. Необхідна поперечна кратність системи спостережень забезпечується бічним зсувом смуг з їх перекриттям по лініях прийому.

Для робіт 2D сейсморозвідки створені спеціальні судна з дуже широкою кормою (до 40 м), що дозволяють буксирувати до 12 і більше сейсмічних кіс. На рис. 2 показана одна зі схем буксування бази спостережень, що містить одне джерело і 8 кіс. Для формування широкої площадної бази прийому застосовують складну мережу буксирувальних тросів і спеціальні пристрої - відвідні пристрої, які назив. параванами.

Рис. 3 — Схема буксування бази спостережень при морській 3D сейсморозвідці: 1 — судно: 2 — параван; 3 — сейсмічне джерело; 4 — коса що буксуеться; 5 — буксирувальні троси; 6 — стабілізатор глибини

Сейсмічним джерелом здебільшого служить група пневматичних випромінювачів, що містить до декількох десятків повітряних гармат різного об'єму, яку опускають за борт судна за допомогою підйомних кранів або лебідок. При русі корабля джерела, згідно заданою програмою, з певною періодичністю випромінюють у воду пружні коливання. Періодичність посилок залежить від прийнятої системи спостережень і швидкості судна, складаючи зазвичай 5−10 с.

За основу для своєї дипломної роботи був обраний матеріал з обробки 2D сейсмічних матеріалів по Керченсько-Феодосійській площі, Прикерченьского нафтогазоносного району Криму.

Роботи проводились в Чорному морі, з південної сторони Керченського півострова.

Рис. 4 — План-схема району робіт

Рис. 5 — Схема розташування профілів на Керченсько-Феодосійському шельфі Чорного моря в тому числі на структурі Глибока

Вхідні данні.

Високочастотні сейсмічні спостереження на Керченсько-Феодосійському шельфі Чорного моря були виконані судном «Топаз» з використанням таких параметрів збудження, прийому та реєстрації коливань:

Випромінювач Тип «Bolt».

Кількість камер в групі 1.

Кількість ліній 1.

Глибина занурення 2 м Відстань між ПЗ 12,5 м Робочий тиск 140 атм Загальний об'єм 10 inc3.

Сейсмокоса Тип XZone Bottom Fish.

Довжина 146,875 м Кількість каналів 48.

Відстань від ПЗ (Xmin) 65 м (на структурі Глибока 62,5 м) Відстань між каналами 3,125 м Глибина занурення 2 м Сейсмостанція Тип XZone Bottom Fish.

Довжина запису 1 с Дискретність 0,5 мс Формат запису SEG-D, 8058-IEEE.

Фільтрація ФВЧ 20 Гц Навігаційна система Пілот.