Обращенное вертикальное сейсмопрофилирование

Обращенное вертикальное сейсмопрофилирование (ВСП) в скважинах выполняется с использованием скважинного источника импульсов и наземных геофонных приемных линий. Одновременно прием сигналов может выполняться в  соседних скважинах на многоканальный пьезоприемный зонд. В качестве источника сигналов используется электроискровой источник в составе генератора импульсов тока и  многоэлектродного излучателя, помещенного в герметичный контейнер, заполненный соленой водой. Накопленная электрическая энергия излучения порядка 1,0 -1,5  кДж. Шаг перемещения излучателя по стволу скважины снизу вверх составляет 1-5 м.
Профили точек приема располагаются по линиям, расположенным в произвольном порядке относительно скважины с излучателем. Профили приема могут быть проложены по ломаным линиям. Шаг геофонов по профилям составляет 2-4 м. Максимальное удаление геофонов от устья скважины определяется энергией излучателя и свойствами верхней рыхлой части грунтового массива и может достигать при указанных выше параметрах источника 150-180 м.

Схема отработки обращенного  ВСП

Обработка записей и расчет показанных ниже разрезов скоростей выполнены по материалам обращенного ВСП, полученным отделом активной сейсмоакустики Горного Института УрО РАН (г.Пермь).

Схема проекций сейсмических лучей на дневную поверхность при отработке обращенного ВСП из двух скважин

 

Анализ амплитуд и спектрального состава регистрируемых сигналов при обращенном ВСП

Испытания показали, что энергия акустического импульса, излучаемого электроискровым источником, оказалась достаточно высокой на удалениях до 120-150 м от скважины. Спектр зарегистрированного сигнала вблизи скважины имеет устойчивую одномодальную форму с максимумом на частоте порядка 300-350 Гц. По мере удаления приемного канала от скважины в спектре сигналов появляются дополнительные моды, максимум частот регистрируется в районе 80-100 Гц. Сильное влияние помех проявляется на записях на достаточно большом удалении, более 60-80 м от устья скважины.

Программа адаптивного подбора лучевых скоростей по годографам первых вступлений прямой волны

Для обработки данных используется специализированное матобеспечение. В основе алгоритма расчета лучевых скоростей лежит принцип минимального времени пробега по лучу между источником и приемником.  Подбор лучевых скоростей производится по итерационному алгоритму до достижения заданной минимальной разницы наблюденного времени пробега   и рассчитанного по теоретическому годографу для тонкослоистой модели с произвольным распределением скоростей в слоях по латерали. Использование программы возможно для взаимообратных схем наблюдения — прямого и обращенного ВСП.

Приведенные ниже примеры обработки ейсмические записи получены с использованием  материалов,  предоставленных отделом активной сейсмоакустики Горного Института УрО РАН (г. Пермь).

Расчет аномалий поля времен первых вступлений по серии профилей на поверхности  

Программа обработки данных обращенного ВСП обеспечивает расчет различных кинематических и динамических параметров зарегистрированных волн. В частности рассчитываются горизонтальные сечения поля времен первых вступлений для различных уровней расположения источника в скважине. Аномалии этого поля являются прямым и наиболее очевидным  признаком наличия локальных неоднородностей распространения скоростей продольных волн в грунтовом массиве.

Расчет  горизонтальных сечений скоростей

При обработке полученного массива данных по совокупности профилей наблюдения на поверхности собирается пространственная 3-х мерная выборка координированных значений скоростей, привязанных к различным отрезкам сейсмических  лучей. Для геологической интерпретации данных по этой выборке рассчитываются горизонтальные и вертикальные сечения скоростей, отображающие локальные неоднородности массива грунтов и коренных пород.

Расчет  сечений скоростей по произвольно заданной серии вертикальных плоскостей

Вертикальные сечения скоростей могут быть выполнены по произвольно заданным комбинациям вертикальных плоскостей, проекции которых на дневную поверхность имеют вид ломаной линии. В отдельных случаях бывает целесообразно построить сечение вдоль наклонной плоскости, секущей под произвольно заданным углом пространственную выборку координированных значений скоростей.