2011_12 ГФ СР л.р. Обр. и инт. данных СР
.pdfДисциплина: «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)