Способ определения типа горных пород по сейсмическим данным

 

Изобретение относится к сейсмическим методам исследования земной коры и может быть использовано при картировании пород фундамента преломленными и рефрагированными волнами, а также в ультразвуковом каротаже, при межскважинном и межшахтном прозвучиваниях. Цель изобретения состоит в повышении однозначности определения типа горных пород. Для этого используются уравнения связи между скоростными параметрами, определяемыми вдоль и поперек слоистости и трещиноватости, и содержанием кремнезема, окислов магния, кальция и железа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s 6 01 V 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693717/25 (22) 17.05.89 (46) 15.04.91. Бюл. ¹ 14 (71) Институт геофизики УО АН СССР (72) А.Л.Алейников, Н.И,Немзоров и С.Н.Кашубин (53) 550.834(088.8) (56) Патент Великобритании № 2172401, кл. G 01 Ч 1/30, 1986.

Алейников А.Л., Немзоров Н.И., Халевин Н.И. Многоволновая сейсмика при изучении недр рудных районов. М.: Наука, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ГОРН6)Х ПОРОД ПО СЕЙСМИЧЕСКИМ ДАНHblM

Изобретение относится к сейсмическим методам исследования земной коры и может быть использовано при картировании пород фундамента преломленными и рефрагированными волнами, а также в ультразвуковом каротаже, при межшахтном и межскважинном прозвучиваниях.

Цель изобретения — повышение однозначности определения типа горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

В предполагаемом районе исследований производят отбор образцов из обнажений или разведочных скважин структурнокартировочного бурения. Осуществляют их подготовку для измерений плотности и ультразвуковых испытаний, Образцы подготавливают таким образом, чтобы обеспечить

„„5U„„1642416 А1 (57) Изобретение относится к сейсмическим методам исследования земной коры и может быть использовано при картировании пород фундамента преломленными и рефрагированными волнами, а также в ультразвуковом каротаже, при межскважинном и межшахтном прозвучиваниях. Цель изобретения состоит в повышении однозначности определения типа горных пород. Для этого используются уравнения связи между скоростными параметрами, определяемыми вдоль и поперек слоистости и трещиноватости, и содержанием кремнезема, окислов магния, кальция и железа. прозвучивание продольными и поперечными волнами соответственно со скоростями

Чр и Vs как вдоль плоскости слоистости и сланцеватости, так и перпендикулярно к ней. Затем совокупность образцов, аттестованных по плотности и скоростям упругих волн, подвергают химическому анализу для определения следующих компонентов минерального состава, $: Х Sla ; Х MgO;

Х СаО; Х FeO Z(Fe0+ MgO+ СаО). Принимая в качестве базисных функций значения скоростей Vp и V<, измеренные вдоль плоскостей слоистости и сланцеватости горных пород, а также производные от них параметры Чр/Ч и K/p, подвергают полученные массивы чисел корреляционному анализу, устанавливая уравнения регрессии между измеряемыми и искомыми показателями типа горных пород:

1642416 (7)

V1 — Чз

Х MgO, = 0,0109 (К/p) + 0.6588 х х (К/р+ 18,01 (Vp/Vs) — 77,5 (Чр/Ч ) +

+ 55,28, (1) а= 0,87 ; Из = 0,04, выражение (1) применимо для расчета Х MgO, и ри содержа- 5 нии окислов магния в пределах 1,0—

11,5 ;

Х СаО, = 1,122 (K p) — 0,89 (Чр/Vs)— — 17,98, (2)

a= 1,05 " ; R4 = 0,94; 0,3 < ХСаО < 14,6;

Х FeO, = 33,225 (Чр/Ч ) — 106,8 х х (Чр/Vs) — 0,0759 (K/ð) + 4,343 (К/р) +

+ 33,59, (3)

a= 1,5 ; Rq = 0,88; 20 < Х Fe0,7О < 15;

Z(FeO + MgO + СаО) % = 3,0194 х 15 х (К/р) — 3,412 (Vp/Vs) — 46,306, (4)

О= 2,3 ; Кв = 0,96; 3,0 < Z(FeO+ MgO+

:+ СаО) < 34,0 продольных и поперечных волн.

Значения плотности и содержание

Х ЯО2,%, определяют по следующим зависимостям .

Р= — 0,107 Vp — 0,0537 Vs+ 0,0026 Vp Vs+

+ 0,0463 К/р+ 2,66; (5)

Х S102," =.152,4 — 20.82 Vð/Vs—

25 — 2,58 К/р, (6)

При этом стандартные погрешности

О определения плотности и содержания кремнезема соответственно составля ют

+ 0,037 r/ñì и +.2,2%. Коэффициенты корреляции уравнений (5) и (6) Rl = 0,97 и Rz =

= 0,97.

После лабораторных процедур переходят к натурным измерениям скоростей продольных и поперечных волн. Для учета влияния упругой анизотропии слоев и блоков земной коры на результаты определения параметров Чр и Ч, реализуют системы наблюдений, способные восстанавливать пространственное положение эллипсов анизотропии и определять величину и направление их главных осей Ч и Vp (V; и Vb) по измеренным промежуточным значениям

Vp и Ч,, При! >3 задача решается однознач- 45 но, и, например, в случае, когда значения

Vp, ss измеряют на профилях, расположен1 ных под углом 45О, параметры Vp, s и Vp, s определяют по следующим зависимостям: 50 ч- — +

V1+Чз

+ (Ч1 — Чг)2 + (Ч2 — Чз 2

b V1+ ЧЗ ч = ——

2 /2

2 (V1 — Чг)2 + (Vz — Чз)2;

2 Чг — Ч1 + Чз (8) где V1, Чг, Чз — промежуточные значения скоростей, измеренные на профилях 1, 2, 3;

Π— угол между направлениями V (или

Ч ) и Чз (или Ч1), отсчитывается от Чз (Ч1) против часовой стрелки.

Необходимо, чтобы значения Чр и Vs характеризовали одну и ту же точку прос ранства. Поэтому расстановки взрыв— прибор осуществляют таким образом, чтобы они пересекались центрами баз зондирований.

По измеренным значениям V p и Ч; рассчитывают базисные функции Vp/Vs u

К/p = Чр — — V,, км /с, и по выражениям

2 4 2 2 2 (1) — (6) определяют плотность и химический состав горных пород, однозначно устанавливая таким образом тип горных пород, расположенных под точкой пересечения профилей. После этого систему наблюдений переносят в другое место и процедуру повторяют в описанной последовательности.

Способ позволяет существенно повысить достоверность петрофизической интерпретации сейсмических методов при картировании коренных пород под чехлом рыхлых осадочных отложений. Это ускоряет геологосъемочные работы масштаба

1:50000 и выше при одновременном снижении объемов дорогостоящего картировочного бурения. Способ эффективен при бескерновом бурении для изучения петрофизики и свойств околоскважинного tlpocTpBHGTBB методами акустического каротажа, Формула изобретения

Способ определения типа горных пород по сейсмическим данным, включающий измерение скоростей упругих волн и плотности на образцах горных пород и определение в них содержания кремнезема, установление корреляционных связей между упругими параметрами и плотностью и компонентами химического состава, измерение в натурных условиях скоростей продольных и поперечных волн, определение по уравнениям связи плотностей и химического состава горных пород геологических разрезов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения однозначности определения типа горных пород, измерения скоростей продольных и поперечных волн на образцах производят перпендикулярно и параллельно их плоскостям слоистости и сланце ватости, дополнительно измеряют процентное содержание окислов магния, кальция и железа, устанавливают корреляционные связи между упругими параметрами, измеренными вдоль плоскости слоистости и сланцеватости, и компонентами химического состава, а

164241 б

Составитель А.Алешин

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор А,Огар

Заказ 1146 Тираж 345 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 натурные измерения скоростей производят на не менее чем трех пересекающихся центрами баз зондирования профилях, расположенных под углами 45, определяют модули главных значений скоростей эллипсов анизотропии упругих свойств и по уравнениям связи определяют тип горных пород геологических разрезов.