Основываясь на плотностных и акустических каротажных замерах (
(
) скважин, пробуренных в районе исследований, показали, что мезозойские и кайнозойские отложения в ЮКВ состоят из тонких слоев. Осадочные комплексы по всему разрезу характеризуются более или менее тонкой структурой и акустической дифференциацией. Однако горные комплексы, состоящие из вулканических и карбонатных отложений, являются исключением. Основной особенностью, влияющей на волновую картинку породных комплексов, является наличие большого количества неоднородных слоев внутри этих комплексов, толщина которых значительно меньше или близка к длине волны.
Из изученных теоретических моделей выяснилось, что полезную информацию о структуре и свойствах сред, характеризующихся тонкослоистостью, можно получить не только из опорных и регулярных волн, но и из сейсмических трасс, полученных непрерывными колебаниями.
Эта среда всегда реагирует на воздействия упругого импульса в виде последовательности непрерывных отражений. Тем не менее, форма и динамика отраженных волн поглощаются и фильтруются слоями выше, происходит искажения части кодированной информации полезных волн. Часть полезной информации также искажается приемными устройствами и во времени записи. Таким образом, информация, предоставляемая сейсмической разведкой, очень отличается от информации, предоставляемой акустическим каротажем. Из-за ограниченного диапазона разрешенности сейсмического метода и спектра волн, генерируемых в источнике, сейсмограммы предоставляют информацию в узком частотном диапазоне. С этой точки зрения, при построении сейсмических моделей необходимо использовать данные вертикального сейсмического профилирования (ВСП), АК и ГГК, полученные из существующих уже скважин. Это также важную роль играет применение сейсмостратиграфического метода. В то же время это повышает качество сейсмических данных.
Специалисты, проводящие сейсмостратиграфические исследования, должны уметь различать факторы, отражающие структуру геологической среды во времени, и факторы, искажённые помехами и технологическими процедурами.
Исследования в ЮКВ показали, что информативность сейсмостратиграфического анализа отличается на разных глубинах. Это связано с тремя факторами: 1) тот факт, что осадочный комплекс может характеризоваться тонкими слоями, 2) наблюдение событий геологического прошлого исходя из физических свойств окружающей среды, 3) разрешающая способность метода ОГТ.
Ниже приведены результаты теоретических, модельных и экспериментальных наблюдений, основанных на исследовании образования отраженных волн в тонкослойных осадочных комплексах и взаимосвязи между волновым полем и структурой реальной геологической средой.
Данные АК и ГГК каротажа из скважин в исследуемом районе показывают, что на диаграммах начальной скорости V(H) и плотности d(H) прослеживаются большое количество отдельных тонких слоёв толщина которых намного меньше длины волны. Акустические параметры резко или постепенно меняются на границах, разделяющих слои.
Плотностные и акустические данные каротажа со скважин, пробуренных в области исследований и геоакустические модели построенные по импульсным трассам способствуют отражению реальных геологические условий с большой точностью.
Сейсмическия трасса отраженной волны — это реакция реальной геологической среды на импульс падающей волны. Математическое выражение — это процесс сгибания траектории импульса падающей волной:
Здесь f(τ)- форма импульса, ki(t-
)- последовательность коэффициентов отражения отраженной волны, δ- дельта-функция; F(t) -сейсмическая трасса, ζ(t) — волны помехи.
Уравнение (1) представляет идеальный случай отражения в тонкослоистой геологической среде. В действительности сейсмическая трасса отражает идеализированную «эффективную» модель геологической среды низкоразешённой сейсморазведки в спектральном диапазоне частот fy-ta. Значение коэффициентов отражения в этих моделях аналогично исходной акустической модели. Поскольку доступные параметры (скорость v(λ), плотность d(λ) и коэффициент k(f) –коэффициента отражения) зависят от выражения hf, следовательно эти величины зависят также от частоты. Поэтому выражение (1) можно записать следующим образом.
Выражение (2) отличается от выражения (1) тем, что коэффициент отражения и импульсная сейсмограмма зависят от частоты.
Несмотря на то что было определено, что на первый взгляд нет существенной разницы в моделях, в тонкой геологической среде сейсмический трасса резко отличается. При съемке одной и той же среды с импульсами разных частот и фильтров различных диапазонов сейсмическое отображение геологического разреза будет отличаться.
На рисунке 1. часть диаграммы АК с использованием программы FILAK фильтруется на разных частотах (14–39 гц, 5–80 гц). В результате объём и характер получаемой информации резко изменился. При узкой частотной фильтрации 14–40 гц количество полезной информации уменьшается, а кривая АК напоминает трассу ОГТ. При высокочастотной фильтрации (5–80 гц) трасса больше похожа на эффективную сейсмическую модель.
В эффективных сейсмических моделях акустические характеристики отличаются пошагово и резко в вертикальном направлении. Импульсные сейсмограммы, полученные на основе эффективных сейсмических моделей, имеют хаотическое распределение коэффициентов отражения.
В эффективных сейсмических моделях, на плотных и рассеянных фрагментах наблюдается резкое увеличение и уменьшение модуля коэффициентов, которое компенсируется априорной закономерностью (например, цикличностью осадконакопления, относительные изменения уровня моря, поднятия и опускания дна бассейна).
Рисунок 1 Результаты фильтрации АК, взятого со скважины в ЮКВ: a-AK — график по времени, а/ трасса коэффициента отражения, б и в — запись графика AK с фильтрами 14–40 Гц и 5–80 Гц (с программой Filak), d — псевдоакустическая трасса, г — трасса по методу ОГТ
В проведённых исследованиях было установлено, что чередование слоев со слабой и высокой акустической твердостью связано с изменением характера седиментации. Таким образом, геологическая среда состоит из чередующихся однородных слоев при ступенчатом изменении степени акустической жесткости и неоднородных слоев при пилообразном изменении. Следовательно, на основе акустической модели и импульсной сейсмограммы определяют осадочный слой, накопленный с определенной геологической закономерностью.
Априорные данные о значениях акустических и геометрических параметров геологического разреза и осадконакопления используются при построении сейсмических моделей одномерных и двумерных геологических объектов.
Учитывается, что:
1) границы, разделяющие слои, являются плоскими;
2) акустические параметры слоев различаются периодически и резко в вертикальном направлении;
3) характеризуется прерывистой последовательностью траекторий импульсов отраженных волн;
Коэффициент отражения на море получается с помощью сигнатур PI-1 и PI-2, а на суше свёртыванием импульсов волны падающим после взрыва с хорошо аппроксимируемыми с ними теоретическими импульсами.
Теоретические импульсы включают импульсы Рикера-Пузырева и Берлаге (
и 
=1/2, 1/3, 1/4), рассчитанные на компьютере с использованием программы GEOSYNTIN.
Модели тонкослоистых пачек:
1) При больших и малых значениях акустической жёсткости (
)
2) Изменчивость акустической твердости (
)
Рис. 2. Модели тонкослоистых пачек:
M-1a: S=1,5, Vk/Vb=0,7; M-1б: S=1,2, Vk/Vb=0,8; M-3a: Vk/Vb=0,7
M-2a: S=3, Vk/Vb=0,8; M-2б: S=2,5, Vk/Vb=0,8; M-3б: Vk/Vb=0,7
В моделях тонких слоев первого типа знак коэффициентов отражения изменяется от положительного к отрицательному (+; -), в моделях тонких слоев второго типа знак коэффициентов отражения остается постоянным (либо +, либо -). Несколько лет назад периодические и непериодические модели требовались при построении теоретических моделей волнового изображения. В результате наблюдений теперь ясно, что такие модели не полностью отражают реальный геологический разрез. Это неоспоримый факт, что некоторые волнообразующие объекты являются циклически-периодическими.
Литература:
- Мамедов П. З., Ахмедов Т. Р., Юсубов Н. П. «Сейсморазведка, I, II и III тома» // Баку: 2005, 2007, 2011
- Мамедов П. З., 2006. “Особенности земной коры ЮКВ в свете новых геофизических данных”. Изв. АНАН, № 3
- Джексон Дж. А., Пристли Э., Аллен М. Б., Берберян М., М. 2001. «Активная тектоника Южно-Каспийского бассейна». Отчет по проекту Центральной Азии, 17, 45. Геофизический журнал Internasional. 148. 214–245
- Кнапп С. С., Кнап Д. Х., Конор Д. А. 2004. «Структура коры Южно-Каспийского бассейна, выявлено методом глубокого сейсмического отражения». Марин и Петролеум Геология. p.3–30.
