Общие сведения. 
Примеры применения сейсмических методов разведки в решении реальных геологических задач

Сейсморазведка основана на изучении распространения в горных породах искусственно возбуждаемых упругих волн. Вызванные взрывом, ром или вибрацией сейсмического источника, упругие колебания распространяются во все стороны и проходят в толщу земной коры. Здесь они претерпевают преломление и отражение на границах горных пород с различными упругими свойствами и частично возвращаются к земной поверхности, где во множестве точек наблюдения регистрируются высокоточной аппаратурой. По записям этих волн строят сейсмические изображения геологических объектов, что позволяет определить их глубины и формы, а также прогнозировать их литологический состав.

Благодаря своим возможностям сейсморазведка играет ключевую роль в региональных исследованиях земной коры, особенно — в исследовании мощных осадочных толщ. Чрезвычайно велико значение метода при поисках и разведке месторождений нефти и газа, как на суше, так и на море. Сейсморазведку применяют для поисков углей и многих нерудных полезных ископаемых, а также для решения геологических, инженерно-геологических и геоэкологических задач. Все более активно она участвует в решении задач рудной геологии, изучающей сложные комплексы кристаллических пород.

В настоящее время преобладающую часть геофизической информации о строении земных недр получают с помощью отраженных волн. По этой причине метод отраженных волн (МОВ) является основным, хотя практическая сейсморазведка начиналась с метода преломленных волн (МПВ). На рис. 1 приведена условная схема полевых сейсмических наблюдений. На ней показаны траектории некоторых волн (прямых, проходящих, преломленных, отраженных), возбуждаемых взрывом заряда в неглубокой скважине и принимаемых на поверхности в ряде точек с помощью сейсмоприемников, подключенных через канальный кабель к мобильной сейсмостанции, осуществляющей запись колебаний.

О важной роли сейсмических работ в разведке на нефть свидетельствует ее обширное применение. При выборе мест для заложения разведочных нефтяных скважин почти все нефтяные фирмы опираются на результаты интерпретации сейсморазведочных данных. Несмотря на то что этот метод является не прямым, а косвенным — в большинстве случаев результаты сейсморазведочных работ позволяют обнаружить геологические структуры, а не найти нефть непосредственно. Точно так же велика роль сейсмических методов в поисках грунтовых вод и в гражданском строительстве. В частности, с их помощью можно измерить глубину коренных пород.

Большинство сейсморазведочных работ проводится по методу непрерывного перекрытия, когда реакцию на возбуждение от последовательных участков разреза получают вдоль линии профили. Для возбуждения сейсмических воли используют взрывчатые вещества и другие источники энергии, а возникающие при этом колебания земли обнаруживают с помощью расстановки сейсмоприемников. Как правило, данные регистрируют в цифровой форме на магнитной ленте, чтобы для усиления полезного сигнала относительно шума, выявления важной информации и представления данных в форме, удобной для выполнения геологической интерпретации, можно было применить обработку на ЭВМ.

Основой методики сейсморазведочных работ являются возбуждение сейсмических волн и измерение времени пробега этих волн от источника до расстановки сейсмоприемников, обычно располагаемых вдоль прямой линии, направленной на источник.

Зная времена пробега до отдельных сейсмоприемников и скорость распространения волн, можно воссоздать траектории сейсмических волн. Структурную информацию получают в результате изучения траекторий волн, попадающих в две основные категории: головные, или преломленные, у которых главная часть пути проходит вдоль границы раздела двух слоев и, следовательно, приблизительно горизонтальна, и отраженные волны, у которых энергия первоначально распространяется вниз, а в некоторой точке отражается обратно к поверхности, так что общий путь практически вертикален. Для траекторий волн обоих типов времена пробега зависят от физических свойств горных пород и элементов залегания пластов.

Наиболее эффективна сейсморазведка при изучении осадочного чехла древних платформ, поскольку его горизонтально-слоистое строение наиболее просто интерпретируется по сейсмических данным. С увеличением наклона целевых геологических границ надежность получаемой сейсморазведкой информации резко падает.

Задача сейсморазведки состоит в том, чтобы получить информацию о породах, в частности об элементах залегания пластов, из наблюдаемых времен вступления волн и (в меньшей степени) из вариаций амплитуды, частоты и формы сигнала.