Комплекс высокочастотных скважинных сейсмических методов для детального исследования массива горных пород

А.Н. Ошкин (ООО «НЕОГЕН», Московский государственный университет), В.И. Игнатьев* (ООО «ГЕОДЕВАЙС»), А.И. Коньков (ООО «ГЕОДЕВАЙС», Санкт-Петербургский государственный университет), Н.А. Рагозин (АО «Институт «Оргэнергострой», Москва)

Введение

Сейсморазведка – метод исследования строения горных пород, показывающий в общем случае качественные результаты при выполнении геологоразведочных работ на т.н. «нефтяные» глубины (1-3 и более км). Однако, при проведении изысканий на малые глубины (до 100 м) возникают сложности, связанные с разрешающей способностью сейсморазведки. Проблема заключается в том, что при уменьшении глубины исследований с 1000-3000 м до 30-100 м (т.е. в 10-100 раз) частота сигнала при возбуждении с поверхности возрастает всего в 2-3 раза. В результате на разрезах малоглубинной сейсмики освещающих самую верхнюю часть разреза, которая характеризуется высокой пространственной изменчивостью и наличием неоднородностей различной природы, зачастую выделяется лишь 1-2 границы, при этом точность выделения границ, как правило, не лучше 1-2 м, а на глубинах более 50 м эта величина повышается в несколько раз. Все это приводит к тому, что малоглубинная сейсморазведка зачастую дает недостаточно детальное и точное представление о строении верхней части разреза. Очевидным решением этой проблемы является повышение частоты зондирующего сигнала. Такой подход с успехом применяется в морской инженерной сейсморазведке высокого и сверхвысокого разрешения. На суше данный подход наилучшим образом реализуется при работах в скважинах.

В настоящее время разработано большое количество вариаций метода вертикального сейсмического профилирования (ВСП), подразумевающих работы в одиночных скважинах и между скважинами с использованием наблюдений с дневной поверхности и без неё. Однако, в малоглубинной сейсморазведке это применяется весьма редко или в очень упрощенных модификациях. Для получения высоких частот наиболее подходящим считается электроискровый источник типа «спаркер» (рисунки 1). Спектр импульса такого источника обычно ограничен сверху 1.5-2.5 кГц, поэтому при типовых свойствах разреза реальная разрешающая способность метода может достигать 0.3-0.5 м. Высокая разрешающая способность диктует новые требования к шагу наблюдений – при выполнении детальных работ методом ВСП в одиночной скважине оптимальным будет шаг, равный 0.1 м. 

Целью данной работы является демонстрация возможностей современного сейсморазведочного оборудования и подходов к выполнению сейсмических изысканий на высоких частотах в скважинах.

14-ая ежегодная научно-практической конференция и выставка "Инженерная и рудная геофизика 2018", Алматы, Казахстан, 23-27 апреля 2018