Сейсмик тўлқинларни геологик-геофизик таҳлил

Сейсмик тўлқинларни геологик-геофизик таҳлил.

Ўрганилаётган ҳудуднинг сейсмогеологик тезлик кесими қуйида берилган.

Вариантлар:

қатлам	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Vp,км/с	2,58	2,6	2,62	2,64	2,66	2,68	2,7	2,72	2,74	2,76	2,78	2,8	2,82	2,84	2,86
Vs,км/с	1,16	1,18	1,2	1,22	1,24	1,26	1,28	1,3	1,32	1,34	1,36	1,38	1,4	1,42	1,44
H1, км	3	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9	4	4,1	4,2	4,3	4,4
Vp,км/с	3,68	3,7	3,72	3,74	3,76	3,78	3,8	3,82	3,84	3,86	3,88	3,9	3,92	3,94	3,96
Vs,км/с	1,88	1,9	1,92	1,94	1,96	1,98	2	2,02	2,04	2,06	2,08	2,1	2,12	2,14	2,16
H2, км	9,1	9,2	9,3	9,4	9,5	9,6	9,7	9,8	9,9	10	10,1	10,2	10,3	10,4	10,5
Vp,км/с	6,98	7	7,02	7,04	7,06	7,08	7,1	7,12	7,14	7,16	7,18	7,2	7,22	7,24	7,26
Vs,км/с	3,98	4	4,02	4,04	4,06	4,08	4,1	4,12	4,14	4,16	4,18	4,2	4,22	4,24	4,26
H3, км	15,4	15,5	15,6	15,7	15,8	15,9	16	16,1	16,2	16,3	16,4	16,5	16,6	16,7	16,8
Vp,км/с	6,08	6,1	6,12	6,14	6,16	6,18	6,2	6,22	6,24	6,26	6,28	6,3	6,32	6,34	6,36
Vs,км/с	3,48	3,5	3,52	3,54	3,56	3,58	3,6	3,62	3,64	3,66	3,68	3,7	3,72	3,74	3,76
H4, км	24,4	24,5	24,6	24,7	24,8	24,9	25	25,1	25,2	25,3	25,4	25,5	25,6	25,7	25,8
Vp,км/с	6,28	6,3	6,32	6,34	6,36	6,38	6,4	6,42	6,44	6,46	6,48	6,5	6,52	6,54	6,56
Vs,км/с	3,68	3,7	3,72	3,74	3,76	3,78	3,8	3,82	3,84	3,86	3,88	3,9	3,92	3,94	3,96
H5, км	34,4	34,5	34,6	34,7	34,8	34,9	35	35,1	35,2	35,3	35,4	35,5	35,6	35,7	35,8
Vp,км/с	7,28	7,3	7,32	7,34	7,36	7,38	7,4	7,42	7,44	7,46	7,48	7,5	7,52	7,54	7,56
Vs,км/с	4,08	4,1	4,12	4,14	4,16	4,18	4,2	4,22	4,24	4,26	4,28	4,3	4,32	4,34	4,36
H6, км	41,4	41,5	41,6	41,7	41,8	41,9	42	42,1	42,2	42,3	42,4	42,5	42,6	42,7	42,8

Иш мазмуни:

1. 
   Сейсмик тезликларнинг чуқурликдан боғлиқлик функцияси графигини чизиш:
   

V = V(h ) (1.1)

2. 
   Тезликнинг чуқурликка боғлиқлиги формуласини топиш ва уни аниқлигини
   

баҳолаш. Формула қуйидаги кўринишда бўлиши мумкин:
V = V_о exp ^{(α h)} , ёки
V = V_m – (V_m – V₀) exp ^-αh
бу ерда, V_o – қатламнинг юқори қисмидаги бошланғич тезлик, V_m - қатламнинг қуйи чегарасидаги тезлик, h – чуқурлик, α – аниқлаш лозим бўлган коэффициент (тезликни ўсиши ёки камайиши коэфициенти).

3. 
   Тезликлари ҳар хил бўлган қатламларнинг таҳминий зичлиги (ρ)ни ҳисоблаш:
   

ρ = 0,346V_р + 0.646 (1.3)

4. 
   Кесимнинг ҳар бир элементининг гравитацион активлигини баҳолаш:
   

δ g = 2 π⋅f ⋅ (ρ - 2.30) (h₂ - h₁) exp (- 2 π h/ L) , (1.4)
бу ерда, f = 66.7⋅10⁻⁹ СГС, h_1,2- қатламларнинг юқори ва қуйи чегаралари чуқурлиги, L = 100 км –қатламнинг шартли горизонтал қалинлиги.

5. 
   Ўрганилаётган муҳитнинг қайтариш коэффициенти (Арр) ва ўтиш
   

(шаффофлик) (Врр) коэффициентларини аниқлаш:
Αрр =( V ₂ρ₂ - V₁ ρ₁)/ ( V ₁ρ₁ + V₂ ρ₂)
Bpp=(2 V ₁ρ₁)/ ( V ₁ρ₁ + V₂ ρ₂)
бу ерда, ρ _1,2 ; V _1,2 қатламлардаги зичлик ва бўйлама тўлқинлар тезликлари.

6. 
   Кесимнинг энг кучли сейсмик чегарасини топиш.
   

7. 
   Ажратилаётган геофизик чегараларнинг акустик ва гравитацион активлиги
   

натижаларини солиштириш, таҳлил қилиш.

Топшириқ №2ни бажариш учун услубий кўрсатмалар.

1. 
   Геометрик сейсмика асослари
   

Сейсмик тўлқинларнинг тоғ жинсларида тарқалиш қонунлари геометрик оптикадаги Гюйгенс-Ферма нуқтаи назарларига асосланган.
Гюйгенс нуқтаи назарига биноан тўлқин фронтининг ҳар бир нуқтасини мустақил тебраниш манбасини, яъни иккиламчи тўлқин манбаси деб ҳисоблаш мумкин: бунга асосан берилган тўлқин фронтининг айрим ҳолатларига қараб, бошқа ҳолатдаги тўлқин фронтини белгилаш мумкин.
Ферма нуқтаи назарига биноан иккита нуқта орасидаги тўлқин энг кичик қаршилик этувчи йўл бўйлаб тарқалади, яъни энг қисқа вақт сарф қиладиган йўлни босиб ўтади. Унинг фикрига асосан(изотроп) муҳитларда сейсмик нур тўғри чизиқдан иборат, чунки уларда тезлик доимо бир хил. Градиентли муҳитларда (тезлик аста – секин узлуксиз ўзгариб турганда) сейсмик нур эгри чизиқ ҳолига келади.
Тезлик бирданига (сакрабсимон) ўзгарганда(иккита муҳитлар чегарасида) сейсмик нур синиқ чизиқ кўринишида бўлади, яъни ҳар хил тезликка эга бўлган муҳитлар чегарасида ҳам қайтган, ҳам синган тўлқинлар ҳосил бўлади. Р-тушган(тўғри) бўйлама тўлқин: Р₁₁, Р₁S₁-қайтган бўйлама ва кўндаланг(алмашув) тўлқинлар;Р₁₂,Р₁S₂- синиб ўтган бўйлама ва кўндаланг (алмашув) тўлқинлари (Расм).
1) Қайтиш ва синиш бурчаклари Снеллиус қонунига асосланган:
,
б у ерда, -туюлувчи тезлик-кузатув юзаси бўйлаб тўлқин фронтининг тезлиги.

2) Қайтиш қонуни: ; Р тўлқинга α-тушиш бурчаги; α-қайтиш бурчаги

α = γ (чунки V₁=V₂)
3) Синиш қонуни: , бу ерда -синиш бурчаги.
P тўлқиннинг тушиш бурчаги α=0⁰ га тенг бўлганда алмашув PS тўлқинлар ҳосил бўлмайди.
Ўта позиция(суперпозиция) нуқтаи назари. Муҳитда бир неча тўлқин бир вақтнинг ўзида тарқалганда уларнинг ҳар бири ҳудди бошқалари йўқдек ҳаракат қилади. Лекин тўлқинлар муҳитнинг бирор нуқтасига бир вақтда етиб келганда, зарраларнинг тебранишлари тўлқинларнинг бир-бирига устма-уст тушиш натижасидек намоён бўлади(интерференция кузатилинади).
Ўзаро боғлиқлик нуқтаи назари. Агар сейсмик тебранишни қўзғатувчи ва қабул қилувчи манбаларнинг жойларини ўзаро алмаштирилса, унда шу нуқталарда кузатиш вақти, тўлқиннинг шакли ва зарраларнинг тебраниш сифати ўзгармайди.

2. 
   Муҳитнинг моделлари ва сейсмик чегаралар.
   

Чўкинди тоғ жинсларининг асосий хусусиятларидан бири унинг қатламлардан ташкил топганлигидир. Сейсморазведка назариясида, бир биридан литологик таркиби, ғоваклиги ва бошқа хоссалари билан ажралиб турувчи қатламларнинг горизонтал ўлчамлари, сейсмик тўлқинлар узунлигидан жуда катта бўлганлиги учун уларнинг чегараларини аниқлашга имкон беради. Бу қатламларнинг қалинликлари бир неча см дан бир неча км гача бўлиши мумкин. Қатламларнинг ётиш бурчаги кўпчилик ҳолларда деярли горизонтал ҳолатда, лекин тоғолди ва тоғлараро ботиқликларда, туз гумбазлари ривожланган худудларда бу бурчак жуда катта бўлиши мумкин.Сейсморазведка масалаларини ечишда шунинг учун, тадқиқот объекти идеаллаштирилади. Бундай идеаллаштириш сейсмик модел тузиш орқали амалга оширилади.
Сейсмик тўлқинларнинг тақсимланиши жуда кўп омилларга боғлиқ, лекин асосий иккитаси бу – қатламлар ва тоғ босими. Бошқа омилларнинг таъсири тоғ жинслари физик-геологик хусусиятларини тақсимланишини тушунишни фақат қийинлаштиради. Шунинг учун тадқиқот объектининг сейсмик модели анча соддалаштирилади. Бунинг учун муҳитнинг бир жинсли (Vp=const, Vs=const, ρ=const), ёки бир жинсли бўлмаган (Vp(x,y,z), Vs(x,y,z), ρ(x,y,z)) сейсмик модели танланади. Сейсморазведкада асосан муҳитнинг: бир жинсли, бир жинсли-қатламли, градиентли ва градиент-қатламли сейсмик моделлари тузилади. Буларнинг ҳаммаси икки ва уч ўлчамли тузилиши мумкин.
Бир жинсли муҳитнинг барча нуқталарида сейсмик характеристикалар ўзгармас. Бир жинсли муҳитлар изотроп ва анизотроп бўлиши мумкин. Бир жинсли изотроп қатламларга литологик таркиби бир хил юқори тезликли қатламлар мисол бўлиши мумкин (карбонат ва галоген чўкинди жинслар).
Бир жинсли-қатламли муҳит бир нечта бир жинсли турли қалинликка эга бўлган қатламлардан иборатдир. Бундай ҳолларда тезликларни қатлам тезлиги билан белгиланади (пластовая скорость).
Градиенли (бир жинсли бўлмаган) муҳитда унинг элстиклик хусусиятлари бирор функция сифатида ўзгарувчандир. Реал шароитда тезликнинг чуқурлик бўйича ўзгариши яққол кўринади. Буни тезликнинг вертикаль градиенти дейилади. Тезликнинг горизонтал градиенти муҳитнинг латерал бир жинсли эмаслигини кўрсатади.
Тезликларнинг вертиаль ва горизонталь градиентларини миқдорий тасвирлаш учун турли аналитик хисоблардан фойдаланилади. Кўпинча қуйидаги чизиқли боғлиқлик:
V(z) = V₀(1+bz), бу ерда
V₀ – қатламнинг устки қисмидаги бошланғич тезлик, b – тезлик ўсиши коэффициенти;
ёки экспоненциал боғлиқлик:
V(z) = V₀e^kz
V(z) = V_m – (V_m – V₀) e ^–kz , бу ерда
V₀ ва V_m – қатламдаги устки ва пастки қисмидаги тезликлар, k – тезлик ўсиши ёки пасайиши коэффициенти.
Градиент-қатламли муҳит, бунда муҳит тезликлари бир ҳил бўлган ёки ўзгарувчан бўлган қатламлардан иборат бўлади.
Сейсмик чегаралар: Агар бу чегарада тезликлар сакраб ўзгарса бундай чегара – биринчи тоифали чегара дейилади. Агар чегарада тезликнинг градиентли ўзгариши сакраб ўзгарса, бундай чегара иккинчи тоифали чегара дейилади.
Сейсмик чегараларни кескинлиги бўйича ҳам турларга ажратиш мумкин. Чегара кескинлиги деганда сейсмик хоссаларнинг бирор чегарада ўзгариши тезлиги тушинилади. Бу миқдорий кўрсаткич. Бўйлама тўлқинлар билан ишлаганда чегаранинг қайтариш сифатини қайтариш коэффициенти характерлайди – А_рр.
Кучли (А_рр > 0,5), ўрта (0,1 < А_рр < 0,5) ва кучсиз ( А_рр < 0,1) қайтарувчи чегараларни ажратишади. А_рр (-1 дан 1гача ўзгаради).
Синдирувчи чегаралар ҳам учта турга бўлинади. Кучли синдирувчи чегара
В_рр = V_p1/V_p2 < 0,5; оралиқ чегара 0,5 < V_p1/V_p2 < 0,8 ва кучсиз синдирувчи чегара V_p1/V_p2 >0,8 ажратилади. В_рр қийматлари 0 дан 2 гача ўзгаради.