53

Г. А. ШехтманН. М. Ахметшин

ГФУП “ВНИИГЕОФИЗИКА”, МОСКВАОАО “ВНИИГИС”, ОКТЯБРЬСКИЙ

»«”◊≈Õ»≈ ŒüŒÀŒ—ü¬¿∆»ÕÕŒ√Œ œ–Œ—“–¿Õ—“¬¿ÃŒƒ»‘»ü¿÷»flû Ã≈“Œƒ¿ ¬—œ

Õ¿ –”ƒÕ¤’ Ã≈—“Œ–Œ∆ƒ≈Õ»fl’ fi∆ÕŒ√Œ ”–¿À¿

¬¬≈ƒ≈Õ»≈. Перед работами ВСП, проводившимисяна юго�востоке Республики Башкортостан (западноекрыло Магнитогорского мегасинклинория) совместноОАО “НПП “ВНИИГИС” и ОП “Спецгеофизика” ГФУП“ВНИИгеофизика” в рамках программы по выявлениюи предварительной оценке колчеданных рудных полей,ставились методические, а также геологические задачи.Требовалось определить скоростную модель на продоль�ных и поперечных волнах, установить реальность иосуществить стратиграфическую привязку отражений,а также уточнить структуру околоскважинного простран�ства по волновым разрезам на отраженных волнах,полученным путём миграции записей ВСП.

Было отработано несколько скважин глубиной 500 м,расположенных на различных месторождениях, характе�ризующихся сходным процессом рудообразования. Рудо�вмещающими здесь являются вулканогенно�осадочныеотложения. Образование руд связывается с гидротермаль�но�соматическими или эксгаляционно�осадочными про�цессами. Морфология и зональность линзовидных руд�ных тел обусловлены осадочной прибрежно�морскойприродой их образования в условиях глобальной транс�грессии океана. Обычно длинные оси рудных тел ориен�тированы горизонтально, а средние, наклонные, � пер�пендикулярно к простиранию. Большинство колчедан�ных месторождений состоит из нескольких рудных линз,имеющих общие морфологические черты и ориентиров�

ку в пространстве. В поперечном сечении к длинной осиряда линз проявляется кулисообразно�ступенчатое зале�гание, являющееся следствием последовательного фор�мирования рудных линз в условиях трансгрессии [1].

Сложные сейсмогеологические условия на рудныхместорождениях Южного Урала заставляют в максималь�ной степени использовать арсенал разнообразных ме�тодик проведения работ ВСП и обработки данных.

В настоящее время при изучении околоскважинно�го пространства методом ВСП применяют в основномдвумерные модификации метода. Каждая из них имеетприсущие ей достоинства, недостатки и ограничения.

Отработка непродольных вертикальных профилей(НВСП) позволяет решать методические и геологичес�кие задачи при изучении околоскважинного простран�ства на различных типах волн [3]. Однако недостаткиНВСП становятся очевидными, когда изучаемый объектрасположен под забоем скважины. Зона тени, обуслов�ленная неосвещённостью отражёнными волнами непос�редственно призабойной зоны, препятствует увереннойстыковке разрезов, полученных с различных ПВ путёммиграции записей НВСП. Кроме того, большие углыпадения волн, характерные для НВСП, приводят к силь�ным искажениям изображений среды, возникающим впроцессе миграции [4].

Отсутствие освещённости призабойной зоны и боль�шие углы падения лучей при регистрации колебаний в

АННОТАЦИЯ. Система наблюдений, включающая продоль�ный и непродольные профили ВСП (НВСП) или ВСП с под�вижным источником колебаний (ВСП�ПИ), позволяет изу�чать упругие параметры разреза и структуру околоскважин�ного пространства в условиях сложнопостроенных сред, ха�рактерных для рудных месторождений Южного Урала. Пока�зано, что модификация ВСП�ПИ, использованная на рудныхместорождениях впервые, позволяет в условиях изменчивыхсвойств покрывающей толщи существенно улучшить качествозаписей и получить глубинные разрезы, по протяжённости со�поставимые с глубиной скважины.

ABSTRACT. An acquisition geometry which includes zero offsetVSP and offset VSP or moving source VSP (MS VSP) allows oneto study the elastic parameters of the subsurface and near�boreholespace structure for complex�constructed environments. It is shownthat the MS VSP, used for the first time at ore fields, makes it possibleto substantially improve the quality of records for changeable con�ditions of upper part of subsurface specific for ore fields of SouthUral. Besides, extents of the depth cross�sections provided by thismodification are comparable to borehole depth.

54

нижней части скважины являются теми недостаткамиНВСП, которые не компенсируются никакими проце�дурами обработки. Устранение отмеченных выше про�тиворечий между необходимым объёмом информации ипродолжительностью работ на скважине можно достичь,привлекая ВСП с подвижным источником колебаний(ВСП�ПИ), считающееся пока ещё нетрадиционноймодификацией 2D�ВСП [3, 4].

При ВСП�ПИ отработка скважины проводится путёмперемещения источника колебаний от устья скважины взаданном направлении одновременно с подъёмом зонда[3]. Околоскважинное пространство последовательноосвещается при этом отражёнными волнами, начиная отпризабойной зоны и кончая границей участка освещён�ности, обусловленной максимальным удалением ПВ. Вотличие от НВСП, отсутствует подзабойная зона тени, углыпадения лучей на целевую границу минимальны, а плот�ность точек отражения максимальна вблизи скважины, ане вблизи наружной границы участка освещённости.

До недавнего времени существенным ограничениемдля применения ВСП�ПИ являлись невыдержанностьверхней части разреза (ВЧР) по латерали и обусловлен�ная этим сложность учёта статических поправок приизменении координат ПВ. Сейчас статический сдвиг длякаждого нового положения источника колебаний, безот�носительно модификации ВСП, определяется по верти�кальным годографам автоматически с использованиемметодов оптимизации. В сочетании с приёмами, направ�ленными на повышение точности определения скорос�тей [2, 5], это позволило существенно повысить надёж�ность результатов [6].

Ниже описываются работы и приводятся результаты,полученные при изучении структуры околоскважинно�го пространства модификациями ВСП на различных ме�сторождениях.

Ã≈“Œƒ»ü¿ Õ¿¡Àfiƒ≈Õ»… » Œ¡–¿¡Œ“ü¿ ƒ¿ÕÕ¤’

Скважины отработаны из ближних пунктов возбуждения(ПВ), расположенных на расстоянии 30 м от скважины,и одного выносного ПВ, расположенного на расстоянииоколо 200 м от скважины. На двух скважинах вместо вы�носного ПВ по двум направлениям от устья скважины (насевер и на запад) были отработаны профили ВСП�ПИ.Шаг между соседними точками наблюдения вдоль ство�ла скважины составлял 5 м. Шаг между соседними поло�жениями источника колебаний модификацией ВСП�ПИна одной из скважин составлял 15 м, а на другой � 10 м.

Возбуждение колебаний проводили виброисточни�ком СВ�14/50. Длина свипа � 8 с, нижняя частота сви�па � 25 Гц, верхняя � 140 Гц. Регистрацию осуществля�ли трёхточечным трёхкомпонентным зондом типа АМЦ�ВСП�3�48.

Обработка включала следующие процедуры:� ориентирование исходных трёхкомпонентных запи�

сей ВСП с получением сейсмограмм ВСП по z�, x� иy�компонентам (x�компонента для каждого ПВ ори�ентирована в направлении на ПВ);

� выделение границ пластов по редуцированным вер�тикальным годографам и определение пластовых сей�смических скоростей продольных и поперечных волнпутём решения обратной кинематической задачи сиспользованием методов оптимизации;

� разделение волнового поля на падающие и восходя�щие волны;

� деконволюция записей ВСП с использованием цугападающих волн в качестве опорного сигнала;

� спрямление осей синфазности восходящих волн с вы�ведением их на вертикаль;

� формирование трасс однократных отражений (кори�дорное суммирование);

� глубинная миграция записей НВСП на продольныхи обменных отражённых волнах.Скоростная характеристика разреза. В качестве при�

мера на рис. 1 представлены результаты определенияпластовых скоростей распространения продольных ипоперечных волн по одной из отработанных скважин,в которой в пределах покрывающей толщи удалось вы�делить 13 пластов. Значения γ (VS /VP) и коэффициентаПуассона σ в данном примере, а также в других скважи�нах находятся в пределах значений, характерных длякрепких пород, слагающих разрез. Знаки скачков ско�ростей распространения продольных и поперечных волнна выделенных границах, как правило, совпадают.

Œ—Œ¡≈ÕÕŒ—“» —≈…—ÃŒ√–¿ÃÃœ–ŒƒŒÀ‹ÕŒ√Œ » Õ≈œ–ŒƒŒÀ‹ÕŒ√Œ ¬—œ.¬ŒÀÕŒ¬¤≈ –¿«–≈«¤

Продольный вертикальный профиль. Прямая продольнаяволна регистрируется главным образом на z�компонен�те, а её составляющая на обеих горизонтальных компо�

Рис. 1. Пластовые упругие параметры на продольных ипоперечных волнах

σ

1500 2500 3500 4500 5500 V, м/с0

100

200

300

400

500Н, м

VS

VP

0,1 0,3 0,5 0,7

VS/VP

0

100

200

300

400

500Н, м

55

нентах незначительна (рис. 2). На горизонтальных ком�понентах регистрируются в основном обменные прохо�дящие волны типа PS, а также монотипные проходящиеволны, распространяющиеся непосредственно с земнойповерхности. Отличаются поперечные волны понижен�ными видимыми частотами и сформированы непосред�ственно в окрестности источника колебаний вследствие,вероятно, её анизотропных свойств.

Непродольный вертикальный профиль. Наиболее су�щественно отличаются записи НВСП при сопоставле�нии волновых полей, наблюдаемых на каждой из го�ризонтальных компонент. Интенсивность прямой вол�ны, регистрируемой на x�компоненте, сопоставима синтенсивностью этой волны на z�компоненте (рис. 3).На y�компоненте интенсивность прямой продольнойволны незначительна, но поперечные волны прослежи�ваются достаточно уверенно вдоль большей части вер�тикального профиля. Аномальная поляризация попереч�ных волн в данном случае обусловлена, очевидно, не�однородностью верхней части разреза и её анизотроп�ными свойствами.

После подавления падающих волн наблюдаютсявосходящие волны, которые нередко можно проследитьлишь в пределах отдельных интервалов глубин (рис. 4).До первых вступлений в данном случае уверенно уда�лось проследить лишь три отражения.

Рис. 2. Сейсмограммы ВСП с ближнего ПВ на z�компо�ненте (сверху), на x�компоненте (в центре) и на y�компо�ненте (снизу)

Рис. 3. Сейсмограммы ВСП с выносного ПВ на z�компо�ненте (сверху), на x�компоненте (в центре) и на y�ком�поненте (снизу)

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

Рис. 4. Сейсмограммы ВСП с ближнего (сверху) и вы�носного (снизу) ПВ (z�компонента) после подавления па�дающих волн

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

5

105

205

305

405

Н, м

50 100 150 200 250 300 350 Т, мс

Стр. 56 Синий Красный Желтый Контур

0 17 35 53 71

150

250

350

450

550

650

750

850

Удаление м,

Н, м

CDP НВСП Удаление м, CDP4563 23 51 79 4592 4606

Т, мс

25

75

125

175

225

275

Н, м

100

200

300

400

500

600

700

800

55 39 23 7 9 25 Удаление м,

57

Œ—Œ¡≈ÕÕŒ—“» —≈…—ÃŒ√–¿Ãà ¬—œ-œ».¬ŒÀÕŒ¬¤≈ –¿«–≈«¤

Исходные сейсмограммы ВСП�ПИ и результатыприменения процедур обработки рассмотрим на примереодного из отработанных профилей, ориентированных вмеридиональном направлении. Скважина, в которойпроводились работы, отличалась тем, что из неё наблю�дался самоизлив жидкости, отрицательно повлиявшийна качество записей, регистрируемых на горизонталь�ных компонентах. На этапе обработки существенно улуч�шить удалось лишь прослеживаемость продольных волн,наблюдаемых на вертикальной компоненте. По ним затембыли получены волновые разрезы.

На волновом поле z�компоненты (рис. 9) преобла�дают падающие продольные волны. Волновое поле нагоризонтальных компонентах на отдельных интервалахносит нерегулярный характер из�за наложения техни�ческих помех. На x�компоненте преобладают близкиемежду собой по интенсивности продольная прямая, про�ходящая обменная и проходящая поперечная волны. Наy�компоненте, наряду с падающими обменной и попе�

речной волной, уверенно наблюдается обменная отра�жённая волна типа PS, приуроченная к глубине 400 м.

Введение статических поправок в записи ВСП�ПИпозволило устранить временные сдвиги, обусловленныеизменением рельефа и скоростей в ВЧР. Применениедеконволюции по цугу падающих волн позволило суще�ственно повысить разрешённость волнового поля. Подав�ление падающих волн после применения деконволюциии усиление восходящих волн позволили уверенно выде�лить на сейсмограммах отражённые продольные волны(рис. 10). Уже непосредственно на сейсмограмме замет�ны существенные различия в наклонах осей синфазно�сти выделенных волн, имеющих место в пределах однихи тех же интервалов глубин, что свидетельствует о воз�можных угловых несогласиях отражающих границ, а такжевыклиниваниях и тектонических нарушениях.

Глубинные разрезы ВСП�ПИ, полученные путёммиграции записей отражённых продольных волн дляпрофилей, ориентированных на запад и на север, пред�ставлены на рис. 11, а, б. Можно видеть, что, в отличиеот разрезов НВСП с их обычно наблюдаемыми зонамитени, разрезы ВСП�ПИ, полученные в разных направ�лениях профиля ВСП�ПИ, хорошо стыкуются междусобой. Несогласно залегающие границы имеют продол�жение при переходе с одного разреза на другой. К со�жалению, два ортогональных луча ВСП�ПИ в услови�ях столь сложно построенной среды не позволяют сде�лать выводы относительно пространственного положе�ния объектов, наблюдаемых на этих разрезах. Большаячасть отражающих границ на разрезах субгоризонталь�ные, однако уверенно прослеживаются залегающие сугловыми несогласиями границы, имеющие в основ�

Рис. 9. Сейсмограммы ВСП�ПИ (профиль ориентированна север) на z�компоненте (сверху), на x�компоненте (вцентре) и на y�компоненте (снизу)

Рис. 10. Сейсмограммы ВСП�ПИ (профиль ориентиро�ван на север) на z�компоненте после введения статикии деконволюции (сверху) и после подавления падающихволн (снизу)

5

85

165

245

325

405Н, м

100 150 200 250 300 350 400 450 500 Т, мс

5

85

165

245

325

405Н, м

100 150 200 250 300 350 400 450 500 Т, мс

5

85

165

245

325

405Н, м

100 150 200 250 300 350 400 450 500 Т, мс

140

180

220

260

300

340

380

420Н, м

50 100 150 200 250 300 350 400 Т, мс

140

180

220

260

300

340

380

420Н, м

50 100 150 200 250 300 350 400 Т, мс

Стр. 58 Синий Красный Желтый Контур

Н, м

300

400

500

600

700

800

900

85 70 55 40 25 10 25 40 55 Удаление м,

а б

CDP 339 363 85 61 37 13 396 420 444 468 CDP

Н, м

100

200

300

400

500

600

700

800

900аб в

Удаление м,