4865-1 (654250), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Описанную здесь модель распространения поля упругих колебаний при сейсморазведочных работах подтвердили, сами того не желая, ученые Института геофизики СО РАН. Их эксперимент заключается в следующем. Мощный, 100-тонный генератор гармонического поля упругих колебаний (вибросейс) находится под Новосибирском, и излучаемое им поле может изменяться плавно и как угодно медленно по частоте от 1,5 Гц и до 12 Гц. Сейсмоприемники, регистрирующие это поле, могут находиться на расстоянии нескольких сотен километров. Задача этого эксперимента заключается в том, чтобы доказать, что излученное поле уходит на огромные (десятки км) глубины и отражается от залегающей там поверхности. В их отчетах так и приводится, что вибросейс может использоваться как альтернатива взрывной сейсмике, для сейсморазведочных региональных работ, для выявления границ, находящихся на больших глубинах.

Однако в процессе нашего с ними обсуждения результатов этих экспериментов, вдруг выяснилось, что в ходе описанного вибросейс-эксперимента бывают такие частоты, на которых сигнал от источника не регистрируется в точке приема. Это происходит следующим образом. Оператор в точке приема получает по радиоканалу постоянную информацию о частоте излучаемого поля. И вот, когда частота достигает некоторого значения, сигнал пропадает. А далее, с дальнейшим изменением частоты, появлялся опять. Повторяемость этого эффекта очень устойчива. А поскольку никакими интерференционными процессами это не объяснялось, то и в отчет оно не попало.

Но здесь ведь, по-моему, все очень просто. Диапазон от 1,5 до 12 Гц, согласно выражению (3а), соответствует диапазону глубин от 1,66 км до 210 м. Если бы в этом диапазоне глубин было множество равномерно распределенных границ, то, по-видимому, проходили бы все частоты диапазона. Но вот если в некотором диапазоне мощностей границ не было (шел однородный материал), то в соответствующем диапазоне частот сигнал не проходил. То есть, причина отсутствия сигнала на некоторых частотах заключается в том, что просто не было соответствующих этим частотам слоев-резонаторов.

Осуществляя вибросейс по такой схеме, сейсморазведчики, по сути, провели сеанс спектральной сейсморазведки. Разница лишь в том, что при обычном спектрально-сейсморазведочном профилировании (ССП) применяется спектральный анализ с помощью машинного преобразования Фурье, а в случае вибросейса - последовательный спектральный анализ путем изменения частоты излучения.

Роль продольных волн при сейсморазведочных работах пока что непонятна, а все сейсмосигналы формируются только поперечными волнами, что доказывается их гармоническим характером.

Приведенный выше анализ можно свести к следующим шести пунктам:

При ударном воздействии на земную толщу сам зондирующий импульс отсутствует уже непосредственно в зоне удара, поскольку преобразуется в совокупность гармонических затухающих процессов.

Преобразование ударного воздействия в гармонические затухающие процессы происходит в находящихся в зоне удара породных слоях, которые, кроме того, что являются резонаторами, преобразующими исходное поле в поперечные волны, выполняют роль направляющих структур.

Упругие колебания распространяются не вниз, перпендикулярно дневной поверхности, как было принято считать до сих пор, а в направлениях, соответствующих характеру залегания направляющих породных структур-резонаторов. В большинстве случаев, залегание направляющих структур субгоризонтально, и поэтому вертикальная составляющая вектора направления распространения поля упругих колебаний обычно отсутствует;

Сейсмосигналы гармонического характера формируются поперечными волнами. Вопрос, существуют ли другие типы волн, может возникнуть, если обнаружится негармонический сейсмосигнал;

Скорость распространения упругих колебаний V вдоль направляющих структур имеет значение несколько меньшее, чем V_s. Значение V тем ближе к V_s, чем протяженнее направляющая структура, так как в зоне ударного воздействия, а также вблизи границ структуры величина скорости распространения V уменьшается. Это обусловлено процессами, связанными с преобразованием спектра в этих зонах;

Дойдя до границы направляющей структуры (наличие которой может быть обусловлено тектоническим нарушением), упругие колебания отражаются от этой границы и возвращаются в зону ударного воздействия виде эхо-сигнала.

Перечисленные выше свойства поля упругих колебаний были выявлены не умозрительно, а строго экспериментально, и поэтому учет их при создании метода спектрально-сейсморазведочного профилирования сделал этот метод столь высокоэффективным. Многочисленные проверки показали, что информация, получаемая с помощью метода ССП, достоверна и метрологически корректна. Высокая надежность метода ССП при инженерно-геофизических изысканиях и прогнозировании процессов разрушения инженерных сооружений позволила взять этот метод на вооружение рядом организаций и, в частности, Отделом прогнозирования техногенных катастроф УрАН РФ, в Екатеринбурге.

Метод ССП оказался единственным геофизическим методом, позволяющим надежно картировать зоны тектонических нарушений, и, как следствие, оконтуривать рудопроявления и месторождения полезных ископаемых.

Что касается глубинности метода ССП, то можно сказать, что выполнив большой объем исследований на небольших глубинах (до сотен м), и снизив частотный диапазон до 1 Гц, мы уже получаем информацию о глубинах до 2,5 км. Это дает возможность применять метод ССП при разведке и оконтуривании нефте-газоносных структур. Такие работы уже проведены в Оренбургской области.

Дальнейшее же снижение нижней границы частотного диапазона позволит получать информацию с еще больших глубин.

Технических средств (датчиков) для регистрации, а тем более, для измерений базисных параметров поля упругих колебаний в твердых средах (это звуковое давление и параметры смещения колеблющихся частиц) не существует и сегодня.

Пластина может быть из стекла, металла, керамики или из горной породы. Применять оргстекло для моделирования акустических процессов нельзя. Об этом - в работе [3]

Более подробно описанные измерения приводятся в работе [3].

В акустике понятие фазовой скорости не формализовано. От заявления, что фазовая скорость - это скорость распространения фазы, и до утверждения, что любая скорость, которая может быть измерена - есть скорость фазовая.

Список литературы

Гликман А.Г. Особенности метрологического обеспечения сейсмоприемников // Преобразователи акустической эмиссии к системам контроля горного давления / М. : ИПКОН АН СССР, 1990. 66-76.

Гликман А.Г. Эффект акустического резонансного поглощения (АРП) как основа новой парадигмы теории поля упругих колебаний. Доклад на Пятых ежегодных геофизических чтений имени В.В. Федынского 27 февраля - 01 марта 2003 года.

Гликман А.Г. "Физика и практика спектральной сейсморазведки" на веб-сайте www.newgeophys.spb.ru

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.newgeophys.spb.ru/

Характеристики

Список файлов реферата