CC BY
178
© К.Б. Фатькин, 2009
УДК 624.131.32 К.Б. Фатькин
АТРИБУТНЫЙАУО-АНАЛИЗ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗОН ТРЕЩИНОВА ТОСТИ ПО ДАННЫМ ШАХТНЫХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Проведен анализ возможности применения инструментов AVO-анализа для интерпретации амплитудных аномалий, зарегистрированных шахтными сейсмоакустическими исследованиями.
Ключевые слова: малоглубинные сейсмоакустические исследования, зоны трещинова-тости, шахтное поле.
Семинар № 3
K.B. Fatkin
THE ATTRIBUTE AVO-ANALYSIS FOR DETECTION OF FRACTURE ZONES ON THE DATA OF SEISMIC AND ACOUSTIC STUDIES IN UNDERGROUND MINES
The analysis а implementation chance of AVO devices for amplitude abnormalities, registered with seismic and acoustic studies in underground mines.
Key words: shallow seismic-acoustic studies, fractured zones, mine field.
А трибутный ЛУО-анализ относится к одному из видов упругой инверсии, основанному на использовании специфических атрибутов ЛУО- пересечения (intercept-А), градиента (В) и других, связанных с изучением поведения коэффициента отражения продольной сейсмической волны от границ при различных углах падения [1]. В настоящее время его применяют, в основном, для поисков и разведки газовых резервуаров в терригенных породах.
В данной работе анализируются возможности применения инструментов ЛУО-анализа для интерпретации амплитудных аномалий, зарегистрированных шахтными сейсмоакустическими исследованиями. В качестве исходного материала рассматривались сейсморазведоч-
ные материалы, полученные в пределах крупнейшего в Европе Верхнекамского месторождения калийных солей. По сейсмогеологическим особенностям месторождение относится к пластовому типу со сложной слоистой структурой и значительной латеральной изменчивостью физических свойств целевых интервалов разреза. Калийная залежь находится в интервале малых глубин - от 200 до 500 м.
Методика обработки и интерпретации первичных материалов, получаемых в шахтной сейсмоакустической и малоглубинной сейсморазведке МОГТ, в целом определяется общими принципами традиционной взрывной сейсморазведки. Однако, некоторые специфические особенности, связанные с маломощным невзрывным источником и небольшой глубиной изучаемого интервала, приводят к необходимости использования своих, отличных от традиционной сейсморазведки, элементов методики изучения динамических характеристик. В малоглубинной сейсморазведке наибольшее значение имеет изучение амплитуд волн, а так же их спектральных характеристик. Динамический анализ в данном случае выступает в роли своеобразного инструмента для выявления нечетко-
Рис. 1. Сейсмический временной разрез по шахтному профилю. Отражающие горизонты приурочены к кровле карналлитовых пластов В, Г, Д, Е, подошве (ПКСп) и кровле (ПЕСк)
выраженных в волновом поле объектов исследований. Одним из таких объектов являются разного рода, сложно построенные коллектора, физические модели которых описываются областями пониженных акустических жесткостей, что в принципе подходит и для ослабленных по физико-механическим свойствам зон трещиноватости.
Как поверхностные малоглубинные, так и шахтные сейсморазведочные исследования характеризуются незначительными расстояниями, которые преодолевают упругие волны. Максимальный угол падения лучей на целевой глубине не более 25° объясняется относительно короткой базой наблюдения с удалением источник-приемник не более 200 м. Следовательно, для случая малоглубинных сейсморазведочных исследований может быть применена двучленная аппроксимация Шуэ при углах падения не превышающих 30° [4]
Rpp(i) =A+Bsin21,
где Rpp(i) - коэффициент отражения, А имеет смысл коэффициента нормального отражения продольной волны (intercept), В - характеризует коэффициент отражения при промежуточных углах падения (0°<i<30°), наиболее часто используемых в сейсморазведочных наблюдениях.
В работе анализируются сейсморазведочные данные, полученные в горных выработках. Шахтные сейсморазведочные работы выполнены по профилю длиной в 600 м, проходящему по исследовательской выработке пласта АБ. Шахтный профиль проходит севернее на 100-200 м интервала пк.1200-2100 наземного профиля.
В пределах северо-восточной части шахтного поля данного рудника наземные сейсморазведочные работы ведутся, начиная с 1996 г. Здесь довольно сложное геологическое строение [2]. В южной части расположена крупная зона замещения, а в центре и на севере горными выработками вскрыты системы открытых трещин. На данном этапе исследований полевые работы выполнены по методике невзрывной малоглубинной сейсморазведки высокого разрешения с использованием интерференционной системы наблюдений по общей глубинной точке. Для шахтных наблюдений применялась фланговая система наблюдений. Шаг наблюдений-2 м. Возбуждение производилось в кровлю.
На рис. 1 представлен окончательный временной разрез по шахтному профилю, на котором выделен ряд отражающих горизонтов (ОГ). Они, в соответствии с результатами скоростного анализа и геологоразведочными данными приурочены к: кровле карналлито-
вых пластов В (Вк), Г (Гк), Д(Дк), Е (Ек), подошве (ПКСп) и кровле (ПКСк) покровной каменной соли. После обработки и интерпретации данного материала по особенностям структуры волновой картины выделено несколько аномальных, с точки зрения общей картины, участков. Участки выделяются как на динамическом временном разрезе, так и
на скоростной характеристике в виде зон пониженных значений эффективных скоростей. На графиках комплексного параметра в виде зон повышенных значений.
Рис. 2. Распределение АУО-атрибутов А и В вдоль профиля на отражающих горизонтах: а)
Вк, б) Гк, в)Дк, г)Ек
Возможность выделения зон трещиноватости средствами ЛУО фактически сводится к возможности выделения аномалий 3 класса по известной классификации Резерфорда-Уильямса [5]. Т.е. выделение в разрезе областей с более низким импедансом, чем покрывающая среда. По имеющихся временным разрезам произведен расчет атрибутов А и В в скользящем окне во временных интервалах, соответствующих основным, выделенным при геологической интерпретации, отражающим горизонтам.
Традиционный подход анализа АВО атрибутов, основанный на изучении диаграмм зависимости А(В), не совсем подходит в нашем в случае, из-за многофакторности изменения амплитуд при высокочастотной регистрации в горных выработках. В связи с этим предлагается анализ графиков распределения атрибутов А и В вдоль профилей, а только затем по возможности и диаграмм ЛУО зависимостей. Информация, полученная из графиков распределения даёт нам возможность выявлять участки на которых происходит резкое изменение поведения атрибутов А и В. По сути, выделение на графиках участков с отрицательными значениями А в В указывает на принадлежность данного участка к 3 классу песчаников или, в
Рис. 3. Диаграммы АУО-зависимостей А(В) рассчитанных по отражающим горизонтам
нашем случае, к возможной зоне трещи-новатости.
Графики распределения атрибутов А и В представлены на рис. 2. По ним выделяется ряд участков с отрицательными значениями обоих параметров. Часть из них совпадает с зонами падения скоростей и зонами затухания суммарной сейсмозаписи, выделенными при первичной интерпретации. Однако, есть и не согласующиеся участки.
Информация, полученная из диаграмм зависимостей А(В) дает более
подробную картину распределения поля точек ЛУО-атрибутов (рис. 3) На рисунке красными точками выделены значения соответствующие аномальным участкам на профилях. Как видно, не все они попадают в зону, соответствующую аномалиям 3 класса. На рисунке она показана заштрихованным голубым кружком. Мы не имеем прямых доказательств связи выявленных нами аномалий с зонами трещиноватости по данным бурения, однако предыдущие наши исследования на модельных данных [3],
дают основание считать наше предположение небезосновательным.
Следует отметить высокий уровень зашумленности сейсмической записи вследствие специфических особенностей применяемого источника сейс-
1. Воскресенский Ю.Н. Изучение изменений амплитуд сейсмических отражений для поисков и разведки залежей углеводородов // Учебное пособие для вузов.- М.: РГУ нефти и газа, 2001.
2. Петротектонические основы безопасной эксплуатации Верхнекамского месторождения калийных солей / под редакцией д.г.-м.н. Н.М. Джиноридзе // СПб-Соликамск, 2000.
3. Фатькин К.Б. Оценка возможности ЛУО-анализа для изучения строения и свойств
мических волн. Естественно это отрицательно сказалось на точности расчетов и на наличие большого количества значений, относящихся к так называемым фоновым, не несущим полезной информации.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
соляной толщи // Материалы международной конференции «Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов» ГИ УрО РАН, Пермь, 2003.
4. Shuey R.T. A simplification of the Zoepptritz equations. - Geophysics, 1985, v.50, p.p 609-614.
5. Rutherford S.R. Williams R.H. Amplitude-versus-offset variations in gas sands. - Geophysics, 1989, v.54, N6, p.p 680-688. ЕШ
— Коротко об авторе -
Фатькин К.Б. - Пермь, Горный институт УрО РАН, arc@mi-perm.ru
А
- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
МЕЩЕРИНА Юлия Альбертовна Исследование и разработка системы стабилизации нагрузок электропривода резания проходческого комбайна 05.09.03 к.т.н.
