2011_12 ГФ СР л.р. Обр. и инт. данных СР

Дисциплина: «Геофизика» Раздел 2. Методы геофизических исследований. Тема 4. Сейсмический метод.

Перед выполнением задания в обязательном порядке необходимо прочитать материал, изложенный в разделе «Сейсморазведка» рекомендуемой литературы.

I. Общая часть

Данная лабораторная работа выполняется в соответствии с учебной программой дисциплины «Геофизика» в процессе изучения раздела «Сейсморазведка».

1.Наименование работы: «Определение уровня грунтовых вод по сейсмическим данным метода преломленных волн»

2.Цель – закрепление знаний получаемых при изучении теоретической части дисциплины на лекциях и в процессе самостоятельной работы.

3.Содержание работы. Основная идея данной лабораторной работы заключается в

следующем:

На первом этапе

a.по материалам сейсморазведки методом преломленных волн МПВ, полученных на участке с известным (по результатам бурения) геологическим разрезом, вдоль сейсмического профиля построить годографы (прямой и встречный) прямой и головной преломленной волн;

b.вычислить и построить графики трансформант поля времен (разностный Q (x) годограф и линию to (х)) головной преломленной волны.

На второмом этапе

c.используя полученные годографы, определить скоростные характеристики покрывающих и подстилающих границу преломления отложений;

d.рассчитать глубину залегания уровня грунтовых вод УГВ в каждом пункте регистрации упругих волн;

e.построить сейсмогеологический разрез.

4.Задачи, решаемые в работе:

a.Построение вдоль линии наблюдения (сейсмического профиля): годографа t пр.в (x) прямой волны;

прямого t1 (х) и встречного t2 (х) годографов головной преломленной волны.

b.Построение трансформант системы встречных годографов:

разностного годографа Q (x) волны, преломленной на зеркале УГВ; линии to (х) головной преломленной волны;

c.Построение графика высотных отметок hинд (х) для пунктов регистрации упругих волн вдоль профиля;

d.Вычисление:

средней скорости VСР упругих волн в покрывающих границу УГВ отложениях; граничной скорости Vr упругих волн в подстилающих границу УГВ отложениях; глубины Н (х) залегания преломляющей границы.

II. Сведения из теории

Принимая во внимание, что поперечные S волны в жидких средах не

распространяются, в сейсморазведке МПВ для определения глубины залегания УГВ в качестве полезной волны используется продольная Р головная преломленная волна. Однако, более полную информацию о строении разреза имеющего несколько преломляющих границ в процессе интерпретации данных МПВ получают в случае, когда в пунктах приема ПП установлены сейсмоприемники для регистрации и продольных Р и поперечных S упругих волн.

Условия возникновения головной преломленной волны сводятся к следующему:

на границу преломления от пункта возбуждения ПВ падает сейсмическая волна под критическим углом i;

скорость V в покрывающих преломляющих границу отложениях должна быть меньше чем в подстилающих отложениях.

Такая ситуация приводит к возникновению упругой волны скользящей вдоль границы раздела сред по более высокоскоростной среде со скоростью Vr. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля преломляющая граница сама начинает генерировать в точках прохождения фронта граничной волны волну, которая выходит на поверхность, где и регистрируется сейсмоприемниками.

Ниже приводятся формулы необходимые для решения поставленных в работе

задач.

1. - расчетная формула разностного годографа Q (x);

2. - расчетная формула значений линии to (х), где ТВЗ - взаимное время прихода упругой волны во взаимные точки (ПП-ПВ) при построении системы встречных годографов;

3.VСР = Х/Δtпр.в. - расчетная формула средней скорости прямой волны;

4. - расчетная формула граничной скорости упругой волны;

5. - расчетная формула для определения глубины УГВ относительно линии рельефа в пункте регистрации времени прихода головной преломленной волны.

III. Данные для выполнения лабораторной работы

Сейсмические наблюдения МПВ выполнены в песчаных отложениях. В принятой системе наблюдения расстояния между пунктами приема ПП сейсмических волн вдоль линии наблюдения (сейсмический профиль) Х = 10 м. В данной расстановке использовался один сейсмоприемник на сейсмический канал. Взрывной интервал (расстояние между пунктами возбуждения ПВ сейсмических волн) l = 250 м. База приема (расстояние от первого до последнего ПП рассматриваемой установки) L = 250 м.

Альтитуды h, м пунктов приема упругих колебаний приведены в таблице 1. Каждый студент индивидуально изменяет данный параметр на величину № в соответствии с

формулой:

hинд (х), м = h (х)+№№.

Материалы для построения прямого t1 и встречного t2 годографов головной преломленной волны

			Таблица1
	Вариант 1 (группа 1)
ПК, м	h, м	t1 (х), мс	t2 (х), мс
	(абс.отм)
0	125	0	158
10	126	19	152
20	126,5	25	148
30	126,5	32	141
40	126,5	37	137
50	126,5	41	131
60	126	45	124
70	126	53	120
80	125	59	118
90	124,5	65	116
100	124	70	107
110	125	77	104
120	126	83	97
130	127	91	92
140	127	98	86
150	127,5	103	82
160	127,5	108	78
170	128	115	72
180	129	119	67
190	129	125	62
200	129	131	54
210	128	137	50
220	127,5	142	44
230	127,5	147	38
240	127	151	20
250	127	158	0

Данные для построения годографа t пр.в (x) прямой волны

ПК, м	t1, мс
0	0
10	16
20	33
30	49
40	54

IV. Порядок выполнения лабораторной работы

1.Построить на одном графике для выбранной системы наблюдения:

a.годограф прямой волны tпр.в. (х), мс;

b.прямой годограф головной преломленной волны t1 (х), мс;

c.встречный годограф головной преломленной волны t2 (х), мс;

d.разностный годограф головной преломленной волны Q (х), мс;

e.линию to (х), мс для головной преломленной волны.

2.Вычислить среднюю скорость VСР ,м/с распространения прямой волны в сухих песках.

3.Вычислить граничную скорость Vr , м/с распространения сейсмической волны в обводненных песках.

4.Вычислить глубину hинд (х), м.

5.В каждом ПП вычислить Н, м по формуле (5).

6.Построить схематический геолого-геофизический (сейсмогеологический) разрез:

a.построить график изменения рельефа hинд (х), м вдоль сейсмического профиля.

b.построить преломляющую границу (УГВ), откладывая для каждого ПП значения глубины Н (х), м УГВ относительно линии рельефа.

c.нанести условные обозначения пород, слагающих разрез.

V.Рекомендации к выполнению работы

При выполнении расчетно-графических работ целесообразно: использовать стандартные программные средства Microsoft Office Excel.

VI. Отчетные материалы

Для защиты выполненной работы путем собеседования с преподавателем необходимо, помимо результатов вычисления скоростей упругих волн в покрывающих и подстилающих преломляющую границу отложениях, представить в графическом виде следующие материалы:

1.годограф прямой волны tпр.в. (х), мс;

2.прямой годограф головной преломленной волны t1 (х), мс;

3.встречный годограф головной преломленной волны t2 (х), мс;

4.разностный годограф головной преломленной волны Q (х), мс;

5.линия to (х), мс для головной преломленной волны;

6.Схематический геолого-геофизический (сейсмогеологический) разрез.

Примерный вид отчетных графических материалов к данной работе

Рис.1. Общий вид годографов прямой tпр.в. (х), головной преломленной (прямой t1 (x) и встречный t2 (x)) волн, разностного Q (x) годографа и лини to (х) головной волны

Рис.2. Общий вид схематического геолого-геофизического разреза (сейсмогеологический разрез)