Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Прогнозирование верхней части геологического разреза методами высокоразрешающей многоволновой сейсморазведки Дмитриев, Александр Георгиевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дмитриев, Александр Георгиевич. Прогнозирование верхней части геологического разреза методами высокоразрешающей многоволновой сейсморазведки : автореферат дис. ... доктора геол.-минер. наук : 04.00.12 / Гос. комитет РФ по высшему образованию.- Иркутск, 1995.- 46 с.: ил. РГБ ОД, 9 95-2/633-2

Введение к работе

ВВЕДШИЕ () Потенциальные возможности геофизических методов на «'стременном этапе их технического развития, связанные с внедрением цифровой регистрации и автоматизированной обработки, обусловили формирование нового научного направления - прогнозирования гео/о-гического разреза (ИГР), заключающегося в создании комплекса методов и приемов извлечения из геофизической информации данных о вещественном составе, физическом состоянии и детальном строении среды, в последнее время в разках ИГР все большее значение приобретают комплексные геофизические исследования, нацеленные на изучение верхней части геологического разреза (ВЧР). При этом в зависимости от решаемых задач ВЧР представляет собой либо непсс редственяый объект исследований, либо является помехой, существенно искажающей регистрируемые поля.

Актуальность. Интерес к изучению ВЧР, роль этих исследований постоянно возрастают в связи с практическими потребностями освоения новых территорий, промышленного и гражданского строительства, сельскохозяйственной деятельности, а также решения проблем техногенного воздействия на геологическую среду. Исследования С.А.Богословского, В.И.Бондарева. Г.С.Вахромеева, Н.Н.Го-ряйнова, В.И.Джурика, Ю.Д..Зыкова, Ф.М.Ляховицкого, В.И.Никитина, А.А.Огильви, А.И.Савича, В.К.Хмелевского и др. обеспечили m осново системного подхода к объектам исследования и комплексного применения методов различной физической и технологической природы разработку общих методологических принципов применения целевых геофизических комплексов, нацеленных на решение'широкого спектра прикладных задач изучения ВЧР, в основе которых лежат методы электроразведки и сейсморазведки, обеспечивающие дистанционное зондирование среды без нарушения ее целостности.

Данная работа посвящена повышению точности, информативности и достоверности комплекса сейсмоакустических методов, потенциальные возможности которых, особенно при изучении ВЧР, реализованы далеко не в полной мере. Анализ накопленных эмпирических данных в совокупности с теоретико-экспериментальными представлениями позволяет расчитывать, что эффективность и уровень понимания имманентно присущих методам счісмоакустики явлений и закономернее і"# можно поднять на качественно новый уровень. Актуальность Т"мы

диссертации определяется необходимостью разработки цельной непротиворечивой доктрины, увавиващей разномасштабные сейсмоакусти-ческие измерения в единую иерархически ранлированную последовательность, обеспечивающую решение проблем прогнозирования ВЧР применительно к специфическим условиям Сибири.

Цель работы - расширение областей применения и повышение геолого-экономической эффективности методов высокоразрешающей многовалковой сейсморазведки при прогнозирований верхней части геологического разреза для решения инленерно-гидрогеологических, экологических, структурно-картировочник и поисково - разведочных задач в осложненных условиях. Целевое назначение предусматривает решение следующих задач:

адаптация методологии физико-геологического моделирования для решения аадач прогнозирования диалогического состава, условий валегания и физико-механических свойств пород ВЧР в осложненных условиях;

выявление, на основе разномасштабных параметрических сеисмоакустических измерений на образцах, в горных выработках и скважинах, теоретико-экспериментальных взаимосвязей, обеспечивающих определение в естественном залегании физико - механических свойств, пород и прогноз ихдеструктивных изменений под воздействием динамических факторов;

формирование на основе логико-математического, физического и натурного моделирования основных требова/гий к аппаратур-но-ыетодическому комплексу малоглубинной рысокораьрещаквдей многоволновой сейсморазведки;

оценка ограничений и влияния на частотный состав регистрируемых колебаний поверхностных условий, теоретическое обоснование, разработка и реализация способов управления формой л спектром зондирующих импульсов;

разработка методики комплексной регистрации и обработки малогдубинных отраженных и преломленных волн на основа многократных "сейсмических систем наблюдений;

апробация, определение областей применения и оценка эффективности разработанных методик при решении различных геологе-геофизических задач.-

Научная иолизна выполненных автором исследований определяется следующим:

разработана итеративная последовательность физико-геологического моделирования ВЧР, включающая ряд этапов и стадий, обеспечивающая на конечном этапе технологического цикла формирование обобщенной полиморфной ФГМ, отражающей основные особенности геологического строения территории и наделенной количественными характеристиками, определяющими физико-механические свойства Ъа-род И состояние раврева;

сформированы унифицированные ФГМ ВЧР, отражающие характер и закономерности И8меНения сейсмоакустических свойств различных структурно-вещественных комплексов под воздействием динамических факторов И являющихся исходной информацией для формировакия апри* орныХ ФГМ Конкретных объектов исследования:; которые обеспечивают корректное моделиров'аниё всех этапов реализации сейсмоакустических Наблюдений;

выявлены, при одновременном изучении в процессе единого технологического цикла компрессйометриЧеских испытаний сейсмоакустических и физико-механических характеристик дисперсных пород, количественные многофакторные структурно-вещественные вэашосвяви отражающие, их состав* состояние и строение, а также позволяющие прогнозировать характер их деструктивных изменений Под воздействием динамических факторові

оценены влияние и ограничения на частотный состав регистрируемых колебаний поверхностных условий, проведено сравнение различных способов управления формой и спектром зондирующих им-%ульсов, сформулированы критерии сЦеккй разрешающей способности сейсморазведки в зависимости, от физических свойств пород деятельного слоя, а также способа установки На грунт источников или сейсмоприєміїиков;

изучено, на основе волно-частотных представлений, влияние на разрешающую способность совокупности таких факторов как, геометрические размере и сейсмоаКустические свойства изучаемых объектов, форма и спектр зондирующих импульсов^ параметры систем наблюдений И методики обработки информации. На основе этого сформулированы основные принципы высокоразрешающей малсглубинной сейсморазведки, обеспечивающие получение временных разревов по данным многократных сейсмических систем наблюдений, нацеленных на регистрацию отраженных И преломленных волн от неглубоко залегаю-чдах границ раздела;

- определены, средствами натурного, физического и математи
ческого моделирования, возможности традиционных и оригинальных
модификаций сейсморазведки при изучении верхней части разреза.
Рсвультагы аробации и внедрения разработанных автором методик
обобщены ь, виде апостериорных сеиомогеологических моделей ВЧР
различных районов Сибири и Якутии.

Практическая значимость исследований ваключаетсл в создании элективного порохового источника возбуждения упругих колебаний, моделирующей установки с цифровой регистрацией ультразвуковых колебаний, измерительного комплекса для изучения физико-механических я сейсмоакустических свойства проб рыхлых грунтов в процессе их компрессиометрпческого сжатия, в разработке методики регистрации отраженных и преломленных волн от неглубоко залегающих границ раздела, а так»е пакета программ решения прямой и обратной задачи микросейсиокаротака с учетом возникновения прямых, проходящих преломленных и головных волн. Указанные разработки позволили:

существенно расширить интервал глубин, в пределах которого возможно экспрессное получение информации о сейсмоакустических свойствах среды:

определить круг задач, решаемых как традиционными, так и новыми модификациями сейсморазведки;

обеспечить корректную увязку разномасштабных петрофизи-ческих измерений при выявлении взаимосвязей меаду физико-механическими и сейсмоакустическими характеристиками пород с учетом условий их залегания;

оценить погрешности определения пластовых скоростей при приведении непродольных годографов ЫРК по модели однородной среды, величина которых для рекомендуемого методическими указаниями ьиноса пункта возбуждения в зависимости от скоростного закона достигает 30-50 Х\

в сложных -условиях Восточной Сибири и Якутии получить принципиально новые данные о строении, петрофиьических и экологических параметрах ВЧР различных геологических объектов и происходящих в них специфических процессах;

повысить производительность труда и снизить отрицательное воздействие на окружающую среду. «

Реализация результатов работы. Методика малоглубинных ОГТ--ОГП, пороховой источник возбуждения упругих колебаний, пакет

программ обработки MUK, ультразвуковая моделирующая установка, измерительно-вычислительный комплекс для изучения физико-механических и сейсмоакустнческих свойств дисперсных пород в процессе их компрессиометрического сяатич внедрены в производственные подразделения ВостСибТИСИЗа, ГГП "иркугекгеология", ВосСибНШТиМСа, СибВНЩВ!ЭНЕГГ'ОПРОШ и исполізуются этими организациями при изучении В'ІР в различиях районах Сибири, Якутии и Дальнего Востока. Основные результаты выполненных исследовании включены в лекции но епчциатьным курсам: "Сейсморазведка", "Обработка сейсмической информации на Я?М", "рудная сейсморазведка" и курсу "Геофизические методи изучения мерзлых толе.", читаемых автором студентам геофизической и инженепно-геологическои специальностей на кафедре геофизических методов разведки ИрГТУ.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались: на научно-т?хн!гіг;к"й конференции "Сейсмическая разведка-новый перспективну» метод инженерно-строительных изысканий." (Свердловск, !979); на третьей региональной конференции "Основные направленім совершенствования комплексных геофизических исследований в Сибири и на Дальнем Востоке " (Иркутск, 1983); на четырех (VI! -X) научно-технических семинарах-соьешаниях "Геофизические методы в гидрогеологии и инженерной геологии." (Вильнюс, 1983; Ереван, 1985; Донецк, 1987; Москва, 1939); на Всесоюзном совещании "Многоволновая сейсморазведка" (Новосибирск, 1985); на территориальной научно-технической конференции "Применение геофизических метопов при поисках И разведке россыпных месторождений, нерудного сирья и подземных вод." (Свердловск, 1987); на территориальной научно-технической конференции "Геофизические исследования скважин при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых." (Свердлове, 1988); на Всесоюзной конференции, совмещенной с XIII научной сессией Дальневосточной секции МСССС "Сейсмология и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке." (Владивосток, 1989), на Г<і-.^союзной конференции "Техногенные Факторы и проблемы прогноза сейсмического эффекта." (Ташкент, 1990); на Всесоюзной копфеоен пни "iV'0-лого-ґеофизические исследования при решении экологических задач." СЧвенигороя, 1091); на Вг.есок.ччм научно-техническим се-мичоре "Использование геофизических методов для решения --iV.V"'! и чески/., инхенерно - геологических и гидрогеологических задач." (Ташкенту НЯ1); на международной конференции по экологии СиГяіри

"СибЭКО-ез." (Иркутск, 1Є93); на межреспубликанском научном сет-наре "Сейсмический риск и сейсмическое микрорайонирование." (Иркутск, 1S94); а также на ежегодных научно-технических Конференциях Иркутского государственного технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 32 статьи и монография.

Объем и структура работы. Диссертация содержит 46 страниц текста, 71 рисунок, 8 таблиц и состоит из введения, пяти глав и заключения. Список использованной отечественной и зарубежной литературы включает 226 наименований.