Большая советсткая энциклопедия Сейсмическая разведка

Сейсмическая разведка

Сейсмическая разведка, сейсморазведка, методы разведочной геофизики, основанные на изучении особенностей распространения упругих (сейсмических) волн в земной коре, с целью исследования её геологического строения. Для С. р. применяют методы отражённых и преломленных волн и пьезоэлектрического эффекта. Применение отражённых сейсмических волн предложено американским учёным Р. Фессенденом в 1913, независимо советским инженером В. С. Воюцким в 1923, но вследствие значительных технических трудностей впервые реализовано в 1928—30. Простейший вариант использования преломленных волн по Л. Минтропу (немецкий геофизик) (1919) применялся с 1922—23; в современном виде предложен в 1939 советским геофизиком Г. А. Гамбурцевым. Применение пьезоэлектрического эффекта предложено советским геофизиком М. П. Воларовичем и др. Основные методы С. р.: отражённых волн (МОВ) и преломленных волн (МПВ), использующих различие упругих свойств и плотности горных пород.

При МОВ возбуждённая взрывом или механическим воздействием сейсмическая волна, распространяясь во все стороны от него, последовательно достигает нескольких отражающих границ (рис. 1). На каждой из них возникает отражённая волна, которая возвращается к поверхности Земли, где фиксируется приборами. МОВ позволяет одновременно изучать геологическое строение на глубинах от 0,1—0,2 до 7—10 км и определять глубины сейсмических границ с точностью до 1—2%, обнаруживая при этом небольшие угловые несогласия, зоны выклинивания и участки смены фаций. МОВ — наиболее точный и детальный метод изучения осадочных толщ, используемый главным образом при поисках нефти и газа, а также при изучении некоторых рудных месторождений и региональных геологических исследованиях.

МПВ основывается на наблюдении волн, которые, преломившись в слое, отличающемся повышенной скоростью распространения сейсмических волн, проходят в этом слое значительная часть пути и после повторного преломления возвращаются к поверхности Земли (рис. 2). Пользуясь МПВ, можно определять положение и форму поверхности одного или нескольких таких слоев и скорости в них на глубинах от нескольких м до десятков км.

К С. р. относится также пьезоэлектрических метод (ПЭМ), в котором особенности распространения упругих волн изучают, наблюдая возбуждаемое ими (при воздействии на пегматиты и некоторые горные породы) электромагнитное поле, возникающее вследствие пьезоэлектрического эффекта. ПЭМ позволяет обнаруживать породы, обладающие этим эффектом в значительной степени.

В С. р. применяют преимущественно продольные волны, скорость которых в горных породах от 0,4—0,5 до 7—8 км/сек (поперечные волны применяют редко ввиду трудности их возбуждения; скорости поперечных волн от 0,1 до 5 км/сек). Частоты регистрируемых колебаний, возбуждаемых сейсмическими волнами, составляют от 3—5 Гц при глубинных исследованиях и до 150—250 Гц при изучении небольших глубин. С. р. проводят вдоль профилей, на которых через определённые интервалы располагают источники и приёмники колебаний. В качестве источников колебаний используют взрывы зарядов в неглубоких (первые десятки м) скважинах; применяют также вибрационные или ударные передвижные установки. При каждом положении источника колебаний замеры на профиле производят сейсмоприёмниками, в которых механические колебания почвы преобразуются, в электрические; последние по соединительным линиям (косам) или по радио транслируются в передвижную сейсморазведочную станцию. Колебания, приходящие от каждого приёмника, усиливают, преобразовывают, записывают и получают полевую магнитную сейсмограмму; распределение времени пробега волны на профиле позволяет судить о путях её распространения, физическом типе и некоторых др. особенностях. Геологическую информацию из сейсмограмм извлекают обработкой на ЭВМ, в результате которой получают сейсмогеологические разрезы (рис. 3), отображающие положение сейсмических границ вдоль профиля, выраженное или во времени прихода сейсмических волн, или в глубинах. На основании разрезов составляют карты изохрон или изогипс. Для правильного геологического истолкования материалов С. р. важно возможно более полное знание скоростей распространения волн в разрезе; сведения о скоростях волн могут быть получены из данных МОВ и отчасти МПВ и в особенности из данных детальных сейсмических наблюдений в глубоких скважинах. Несмотря на высокую стоимость, С. р. является наиболее распространённым среди геофизических методов.

С. р. применяют для решения задач структурной геологии чаще всего с целью поисков структур, благоприятных для скопления в них залежей нефти или газа и подготовки их к разведочному бурению, а также для прогнозирования наличия в них залежей нефти или газа. Данные, получаемые при детальных наблюдениях, в особенности МОВ, являются основой для обоснования места заложения глубоких разведочных скважин на нефть и газ. В сложных геологических условиях, при изучении глубоко залегающих структур и наличии сильных помех, для повышения глубинности и надёжности данных С. р. её сочетают со структурным бурением, проводя дополнительные сейсмические наблюдения в глубоких скважинах.

Поиск и разведка нефти и газа ведутся также с помощью морской сейсмической разведки. С. р. применяют для изучения структуры рудных полей, обнаружения и прослеживания крупных разломов, определения формы коренных пород под наносами. Посредством ПЭМ обнаруживают и локализуют пегматитовые тела и кварцевые жилы. Методы С. р. позволяют изучать некоторые инженерные свойства грунтов в массиве, а также определять положение водоупоров и уровня грунтовых вод. Для повышения геологической и экономической эффективности геологоразведочных работ С. р., особенно при региональных исследованиях, применяют в комплексе с др. геофизическими методами гравиметрической разведки, магнитной разведки и электрической разведки, что обеспечивает большую надёжность геологических прогнозов. С. р. позволяет изучать региональное глубинное строение земной коры вплоть до Мохоровичича поверхности, для чего применяют глубинное сейсмическое зондирование.

Лит.: Гамбурцев Г. А., Основы сейсморазведки, 3 изд., М., 1959; Гурвич И. И., Сейсморазведка, 2 изд., М., 1970.

И. И. Гурвич.