Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Предпосылки для создания современной технологии сейсморазведки в условиях предельного мелководья 12
1.1. Особенности формирования сейсмических сигналов в ближней зоне источника и приемника при сейсмических исследованиях на акваториях 12
1.2. Особенности возбуждения и приема упругих колебаний при сейсморазведке в предельном мелководье акваторий 14
1.3.Существующие технологии сейсморазведочных исследований в транзитных зонах, их достоинства и недостатки 23
1.4.Система регистрации XZone Marsh Line - основа современной технологии сейсморазведочных работ в предельном мелководье транзитных зон 29
Глава 2. Исследование интерференционных явлений в ближних зонах источника и приемника в условиях предельного мелководья 42
Глава 3. Технические средства и техника измерений в разработанной современной эффективной технологии 2D и 3D сейсморазведки в условиях предельного мелководья акваторий 60
3.1.Требования к аппаратурно-техническому комплексу для сейсморазведочных работ в условиях предельного мелководья транзитных зон 60
3.2. Транспортное средство для сейсмических исследований в условиях предельного мелководья транзитных зон 65
3.3.Особенности конструкции системы XZone Marsh Line, системы наблюдений 2D и 3D исследований, применяемые в предельном мелководье транзитных зон, способы раскладки и позиционирования косы 68
3.4. Источник сейсмических колебаний «МАЛЫШ» 80
3.5.Порядок работы на профиле, технологическая схема проведения работ и гидрографическое обеспечение 90
Глава 4. Обработка материалов и примеры применения разработанной технологии 2D и 3D сейсморазведки в условиях предельного мелководья 93
4.1.Особенности полевых материалов, получаемых при проведении сейсмических работ с применением разработанной технологии 93
4.2. Примеры временных разрезов, полученных при применении разработанной технологии проведения 2D сейсмических исследований с системой XZone Marsh Line на предельном мелководье транзитных зон в условиях рек, водохранилищ и морских заливов 106
4.3.Описание результатов проведения 3D работ с системой XZone Marsh Line на предельном мелководье транзитных зон 121
4.4.Описание алгоритма сложения сигналов, зарегистрированных геофоном и гидрофоном в рамках системы XZone Marsh Line 128
Заключение 137
Библиографический список 139
Приложение 147
- Особенности возбуждения и приема упругих колебаний при сейсморазведке в предельном мелководье акваторий
- Исследование интерференционных явлений в ближних зонах источника и приемника в условиях предельного мелководья
- Транспортное средство для сейсмических исследований в условиях предельного мелководья транзитных зон
- Примеры временных разрезов, полученных при применении разработанной технологии проведения 2D сейсмических исследований с системой XZone Marsh Line на предельном мелководье транзитных зон в условиях рек, водохранилищ и морских заливов
Введение к работе
Полоса мелководья, непосредственно примыкающая к береговой линии морских акваторий и получившая название "транзитной зоны", долгое время была недоступна как для морских, так и для наземных геофизических исследований. Однако известно [25,28], что многие нефтегазоперспективные провинции мира и отдельные месторождения нефти и газа имеют свои продолжения в пределах мелководных частей шельфа, морских заливах, реках, озерах, водохранилищах и тлт. Соответственно, серьезные перспективы в отношении потенциальной нефтегазоносности следует связывать и с относительно малоизученными, но самыми обширными в мире мелководными акваториями России.
По данным ВНИГРИ, зоны арктического мелководья (0-20 м) содержат до 25% общих прогнозных запасов углеводородов арктических морей [39]. При этом обширные, весьма перспективные акватории - Печорская и Хайпудырская губы в Баренцевом море, Обская, Тазовская и Гыданская губы, западное и северное мелководья полуострова Ямал в Карском море -характеризуются глубинами от 0 до 10 м. Эти акватории, площадью более 100 тыс. км2, непосредственно примыкают к известным на суше месторождениям Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазовых провинций.
Высокие перспективы в открытии крупных залежей нефти и газа имеет Северный Каспий, простирающийся в субширотном направлении более чем на 500 км, и представляющий собой мелководную акваторию площадью около 92 тыс.км , в том числе 36 тыс.км при глубинах моря 0-2 м; при этом область глубин моря до 3 м протягивается на 10-50, а местами до 70 км от берега.
Практически вся акватория Северного Каспия отличается высокой
нефтегазоперспективностью [34]. Открытия крупных нефтяных
месторождений на полуострове Бузачи (Каламкас, Каражанбас) резко
увеличили интерес к прилегающим районам. В первую очередь к зонам возможного западного и северного погружений этого выявленного поднятия, которые располагаются в области глубин моря 0-2 м. Полоса высокоперспективных объектов тяготеет к северо-восточной зоне Северного Каспия к широте месторождений Тенгиз, Королевское и Прорвинское, расположенным на сопредельной суше. Обнаружение в 1988 году морскими сейсморазведочными работами рифогенных структур, впоследствии приведшее к открытию крупнейшего нефтяного месторождения Каша-ган (юрисдикция Республики Казахстан), переводит акваторию Северного Каспия в разряд наиболее перспективных площадей СНГ. Значительный интерес в этом регионе могут также представлять структуры Северо-Кулалинского и Тюб-Караганского валов.
В связи с открытием ряда газовых месторождений на акваториях Черного и Азовского морей и перспективностью второго структурного этажа не только в Сивашской, но и в Каркинитской впадинах, их мелководье с площадями соответственно в 40 и 15 тыс.км также заслуживает серьезного внимания.
Общая площадь мелководных зон акваторий Арктики, Азово-Черноморского и Северо-Каспийского бассейнов составляет:
Итого: 771,2 тыс.км
Эта значительная цифра, определяет очень высокие перспективы сейсморазведочных работ на мелководье и в транзитных зонах "море-суша". Месторождения мелководных участков наиболее доступны для поисково-
разведочного бурения и эксплуатации месторождений нефти и газа, не требуют протяженных морских трубопроводов и громоздких свайных оснований, что может сделать рентабельной разработку даже сравнительно мелких месторождений. В то же время они менее всего изучены методами сейсморазведки. Вследствие этого увязку геологических структур акватории и соседней суши, разделенных полосой мелководья, в большинстве регионов осуществляли почти исключительно по материалам дистанционных съемок. По этой же причине транзитная зона оставалась практически неизученной и выпадала из поля зрения геологов при проведении нефтегазопоисковых работ. С географической точки зрения переходные зоны включают береговые топи, заливные участки суши, отмели, дельты рек, мелководные рифы, широкие приливные зоны, глубина воды в которых менее 10-15м.
В НИИморгеофизике [39] принято разделение транзитных зон на полосу мелководья с глубиной Зм-10м, полосу предельного мелководья 3-м-0м и полосу суши, где сейсмические наблюдения проводятся согласованно с наблюдениями на суше и на море.
С позиций сейсморазведки предельное мелководье - это акватория, где применение буксируемой морской сейсмокосы невозможно из-за малых глубин; правильное согласование сейсмоприемников со средой существенно затруднено, использование взрывчатых веществ в качестве источника запрещено, применение пневмоисточника неэффективно, а обычный вибросейсмический источник не дает нужного эффекта из-за слабости грунта. Кроме того, в её пределах повышаются требования к экологической безопасности проведения работ, и возрастает сложность их организации. Французский исследователь Denis Mougenot (фирма Sersel) справедливо назвал развитие технологии проведения работ в переходных зонах последним рубежом сейсморазведки [48]. Это действительно так. Здесь, к сожалению,
неприменимы десятилетиями до совершенства отработанные методические приемы проведения сейсморазведки на суше или на море.
Объединяющим признаком зон предельного мелководья акваторий различного типа является и то, что использование типовых плавсредств в качестве носителей сейсмической аппаратуры практически также невозможно, как и применение типовой методики морской сейсморазведки [31,37,39]. Предельное мелководье отличается различного рода опасностями для плавания судов, которые нехарактерны для районов открытого моря. Эти опасности и препятствия имеют как естественную природу, так и обусловлены деятельностью человека. К естественным препятствиям относятся неровности подводного рельефа, песчаные и илистые бары, рифовые образования, мели и зоны осушки, узкие проходы, непостоянство фарватеров, резкие и непредсказуемые ветры и течения, прибрежные топи, густая прибрежная растительность и др. Деятельность человека создает опасности в виде свалок, различных затопленных предметов, искусственных сооружений и др. Кроме того, зона мелководья часто используется для других видов деятельности человека (рыбная ловля, пассажирское и грузовое судоходство, отдых на воде), что создает дополнительные сложности для проведения геофизических работ.
Таким образом, актуальность разработки эффективных технико-методических приемов проведения сейсмических 2D и 3D работ по исследованию предельно мелководной (0,5м - 5,0 м) части акваторий, представляется очевидной.
В настоящее время не существует универсальных технологий проведения сейсморазведки в предельном мелководье акваторий.
В отсутствии специальных технологий и оборудования исследования в зонах прельного мелководья проводятся, как правило, с применением, адаптированного к использованию в водной среде оборудования,
предназначенного для проведения работ на суше [32]. Реже «выйти на берег» пытаются, продолжая использовать морское оборудование [3,12].
В обоих случаях это не эффективно из-за существующих ограничений применяемой регистрирующей аппаратуры, низкой производительности и низкого качества получаемого материала. Причины, по которым, качество материала и производительность работ, как правило, оставляют желать лучшего, кроются в вынужденной самодеятельности при адаптации существующего оборудования к решению несвойственных его назначению задач.
Требуется разработка новых технологий, основанная на комплексном подходе к решению задачи. Наряду с технологией проведения наблюдений необходимо разработать и создать, необходимые специальные технические средства, в том числе, транспортные средства, источники возбуждения колебаний и системы позиционирования оборудования, использование которых обеспечивает достижение высокой производительности работ.
Проведение сейсморазведочных исследований в предельном мелководье акваторий - это почти всегда «штучная работа», а каждая удачно разработанная технология эксклюзивна.
Цель работы
Разработка эффективных технико-методических приемов проведения 2D и 3D сейсморазведочных работ в условиях предельного мелководья в интервале глубин 0,5 -5,0 м.
Основные задачи исследований:
1. Изучение особенностей возбуждения и приема сейсмических колебаний в условиях предельного мелководья акваторий с целью разработки эффективных технико-методических приемов проведения сейсморазведочных работ МОГТ.
Создание специальных транспортных средств, рациональная компоновка группового источника на транспортном средстве и разработка способа позиционирования приемной донной телеметрической косы при работах в предельном мелководье акваторий.
Разработка способа комбинирования сигналов, синхронно принимаемых на дне акватории системой датчиков гидрофон + геофон для ослабления искажающего влияния на спектры регистрируемых волн эффекта интерференции волн в ближней зоне приемника.
4. Опробование и производственное применение разработанных технико-
методических приемов проведения 2D и 3D сейсморазведочных работ в
условиях предельного мелководья акваторий.
Методы и объекты исследований
При разработке теоретических основ технологии применялись методы математического моделирования и экспериментальное полевое исследование явлений интерференции волн при возбуждении и приеме колебаний. Объектом исследований служила теоретическая и натурная модель предельного мелководья акваторий.
При разработке мобильного аппаратурно-технического комплекса использовался расчетно-конструкторский метод, а также лабораторные, полигонные и морские функциональные испытания разработанных технических средств и их взаимодействие.
Фактической основой работы явились результаты, полученные автором в ходе опытно-методических и производственных работ компаний «СИ Технолоджи», «ПГС-Хазар» и «Донгеофизика» в период 2003 - 2008 г.г.
Научная новизна
1. Впервые, на основе изучения интерференционных явлений в ближней зоне источника и приемника в условиях предельного мелководья в интервале
глубин 0,5 - 5,0 м, обоснована возможность проведения сейсмических работ с неизменной глубиной погружения источника.
2. Разработан, изготовлен и прошел широкое производственное
опробование эффективный мобильный комплекс технических средств,
впервые обеспечивший получение материалов высокого качества при высокой
производительности работ в условиях предельного мелководья акваторий.
3. Разработан оригинальный алгоритм ослабления эффекта интерференции
волн в ближней зоне приемника путем комбинирования сигналов,
регистрируемых в каждом пункте приема системой датчиков гидрофон +
геофон приемной телеметрической косы системы XZone Marsh Line.
4. Впервые в отечественной практике сейсморазведки получен куб 3D
данных по неширокой реке (на примере р. Вятка) с использованием раскладки
донной косы «змейкой».
Практическая значимость и реализация результатов Разработанная технология успешно применяется при проведении 2D и 3D сейсморазведочных работ компанией ООО «ДОНГЕОФИЗИКА». Объем выполненных ею работ с использованием разработанной технологии в 2007 г. составил около 600 км 2D профилей на территории Нижне-Камского водохранилища, реке Вятка и Северном Каспии и около 30 кв.км 3D работ по р. Вятка. В 2008 г. компанией ООО «ДОНГЕОФИЗИКА» с применением разработанной технологии работ отработано более 1400 км профилей на реках Кама, Вятка и в предельном мелководье Азовского морят (Приложение 1).
Компания «ПГС-Хазар» использует систему XZone Marsh Line с 2003 г. Разработанные в процессе подготовки диссертации транспортные средства, система позиционирования приемных модулей и суммирование синхронно зарегистрированных (PZ) записей для подавления интерференции волн в ближней зоне приемника с 2007 г. приняты компанией на вооружение и введены в производственную практику. В 2007-2008 гг. с применением
разработанной технологии работ и использованием системы XZone Marsh Line компанией «ПГС-Хазар» отработано 2200 пог. км 2D профилей и выполнено 1000 кв. км 3D работ (Приложение 2).
Разработанная технология передается компанией «СИ Технолоджи» новым пользователям системы XZone Marsh Line.
Основные защищаемые положения
Технология проведения сейсмических работ с донной телеметрической косой системы XZone Marsh Line, обеспечивающая эффективное изучение геологических объектов на акваториях в диапазоне глубин водного слоя, равном 0,5 - 5,0 м.
Мобильный комплекс технических средств, включающий самоходный понтон-катамаран, оптико-электронный датчик укладки приемных модулей, а также рациональные способы компоновки и перемещения группового источника сейсмических колебаний обеспечивающие в условиях предельного мелководья высокую производительность работ и необходимую точность позиционирования оборудования.
3. Алгоритм суммирования синхронных записей системы датчиков гидрофон + геофон для приемной косы системы XZone Marsh Line, позволяющий эффективно ослаблять влияние эффекта интерференции волн в ближней зоне приемника на спектры регистрируемых волн. Личный вклад автора
1. Обоснована возможность проведения сейсморазведочных работ с
неизменной глубиной погружения источника в предельном мелководье в
диапазоне глубин водного слоя 0,5 - 5,0 м.
2. При проведении сейсмических исследований в предельном мелководье
показана необходимость синхронного приема колебаний акселерометрами и
гидрофонами для ослабления искажений динамических характеристик
регистрируемых волн из-за эффекта интерференции волн в ближней зоне приемника.
Разработан оригинальный алгоритм комбинирования синхронных записей системы датчиков гидрофон + геофон для системы XZone Marsh Line.
При непосредственном участии автора разработаны новые специальные технические средства, в виде самоходного понтона-катамарана с гребными колесами и оптико-электронного датчика фиксации координат приемных модулей, составляющие основу разработанной современной технологии проведения сейсморазведочных 2D и 3D работ в условиях предельного мелководья с использованием донной телеметрической косы.
Обоснована и опробована эффективность замены вертикального накапливания воздействий неподвижного группового грязевого пневматического источника сейсмических колебаний на возбуждение колебаний в процессе его движения с последующим «лабораторным» группированием записей, осуществляемым в процедуре бинирования при обработке данных МОГТ.
Автор диссертационной работы осуществлял непосредственное методическое руководство проведением сейсморазведочных работ при полевом опробовании разработанных технико-методических приемов, а также при обработке полученных материалов.
Особенности возбуждения и приема упругих колебаний при сейсморазведке в предельном мелководье акваторий
Особенности возбуждения и прима колебаний в транзитных зонах рассматривались автором в статье [21]. Главными фундаментальными отличительными признаками таких исследований является применение донных кос для приема колебаний на подошве водного слоя и возбуждение колебаний в водном слое, что не позволяет управлять формированием спектров суммарных зондирующего и принимаемого сигналов.
В наиболее полном виде особенности возбуждения и приема колебаний в транзитных зонах рассматриваются Гуленко В.И. в работах [7,9,11]. В частности, в этих работах отмечено, что при сейсморазведочных работах на мелководье источник упругих волн и приемное устройство гидрофон обычно располагаются в водном слое мощностью Н на расстоянии h от поверхности моря (h Н). Вследствие многократных отражений в водном слое от границы «вода—воздух» с коэффициентом отражения —1 и от дна с коэффициентом отражения равным котр волна, излучаемая в нижнее полупространство, как и волна, приходящая к приемнику снизу, являются интерференционными (Рис. 1.2.1).
При этом выражение, описывающее профиль интерференционной волны, излучаемой в любом направлении а2 нижнего полупространства (угол а2 отсчитывается от вертикальной оси: -ж/2 а2 ж /2), полученное в приближении плоских волн, в дальней зоне (без учета расхождения) может быть записано в виде суммы волн, излучаемых в направлении а2 действительным излучателем и бесконечной цепочкой мнимых излучателей, расположенных в верхнем полупространстве [8,11]:
При фиксированных параметрах a, h я Н, т.е. в функции частоты, все выражение (4) представляет собой модуль частотной характеристики точечного излучателя в водном слое. В функции угла а это выражение описывает полярную характеристику направленности точечного гармонического излучателя типа центра расширения с частотой со, расположенного в водном слое глубиной Н на удалении h от поверхности воды (Рис. 1.2.1).
Изменив направление подхода лучей на противоположное и выполнив аналогичные выкладки применительно к приемному устройству в водном слое (Рис. 1.2.1), получим точно такие же выражения для интерференционной частотной характеристики гидрофона. В этом случае выражение (4) при фиксированных параметрах a, h и Н представляет собой модуль частотной характеристики точечного гидрофона в водном слое; в функции угла а это выражение описывает диаграмму направленности гидрофона на частоте со.
Иначе обстоит дело в случае геофона, установленного на дне водного слоя. Колебания частиц среды в волнах сжатия и разрежения, отраженных от поверхности «вода - воздух», геофоном регистрируются с обратным знаком по сравнению с гидрофоном, регистрирующим давление, создаваемое в среде. Поэтому выражение, описывающее профиль интерференционной волны, регистрируемой геофоном, имеет следующий вид
Исследование интерференционных явлений в ближних зонах источника и приемника в условиях предельного мелководья
При проведении сейсмических 2D и 3D работ в условиях предельного мелководья транзитных зон, когда мощность водного слоя колеблется в пределах 0,5-5,0 м, изменять глубину погружения источника становится невозможным, а прием колебаний всегда производится на дне водного слоя переменной мощности.
При этом величины отношений мощности водного слоя (Н) и длин волн (Я) сейсмического диапазона частот могут изменяться на порядок, составляя, однако, очень малые величины. Так, длины волн сейсмического диапазона частот (10-200 Гц) в воде составляют 150-7,5 м, соответственно, а соответствующие им отношения Н/Л изменяются в диапазоне значений 0,0033 - 0,6666. Поскольку условиями возбуждения и приема при работах в условиях предельного мелководья управлять невозможно, потребовалась оценка искажений, вносимых в регистрируемые волновые поля, естественным изменением строения ближних зон источника и приемника.
В работе [64] автором проводилось исследование условий формирования суммарного зондирующего сигнала для случаев различного строения ближней зоны источника, частным случаем которого является возбуждение в слое. В соответствие с проведенными исследованиями, комплексная частотная характеристика суммарного зондирующего сигнала, образующегося в результате интерференции волны, возбуждаемой источником с первыми волнами-спутниками от кровли и подошвы водного слоя (рис.2.1а), может быть записана выражением: h - глубина погружения излучателя под поверхность водного слоя; Н— мощность водного слоя; V— скорость распространения звука в воде; а - рассматриваемое направление излучения. Результаты расчета полярных характеристик направленности интерференционного очага для случаев разной мощности водного слоя и разных значений коэффициента отражения от его подошвы приведены на рисунке 2.2.
Из рассмотрения полярных характеристик направленности следует, что их форма усложняется с повышением частоты рассматриваемой составляющей в спектре волны и мощности водного слоя, а их амплитуда тем больше, чем выше значение коэффициента отражения от подошвы водного слоя. Нетрудно заметить, что для большого диапазона изменения мощности водного слоя от 0,5м до Зм формы характеристик направленности меняются незначительно для всех, использованных в расчетах, значений коэффициента отражения от дна водного слоя.
На рисунке 2.3 приведена расчетная зависимость амплитуды различных частотных составляющих в спектре зондирующего сигнала при изменении величины коэффициента отражения от подошвы водного слоя (угол изучения 0, /г=1м; Н= Зм). Сплошной линией на рисунке обозначен случай учета только одной волны-спутника - от поверхности водного слоя.
Из рассмотрения приведенных кривых следует, что наложение волны-спутника от дна водного слоя влияет на амплитуды спектральных составляющих тем больше, чем выше значение коэффициента отражения от дна водного слоя. Изменение амплитуд различных спектральных составляющих в спектре зондирующего сигнала для различных значений коэффициента отражения от дна водного слоя удобно оценить по отношению к случаю учета только одной волны-спутника - от поверхности водного слоя.
Так участие в формировании суммарного зондирующего сигнала волны-спутника от «звонкого дна» [31] (к2=0,67) приводит к изменению амплитуд некоторых спектральных составляющих на величину до 65%. При меньших значениях коэффициентов отражения от дна водного слоя происходит менее значительное изменение амплитуд в спектре зондирующего сигнала. Для случая «мягкого дна» [31] (Аг2=0,33) изменение амплитуд составляет 20%, а для случая «среднего дна» - 27%. Таким образом, максимальное латеральное изменение значения коэффициента отражения от дна водного слоя от 0,67 до 0,33 может привести к 40%-ому различию амплитуд возбуждаемого зондирующего сигнала. В случаях менее контрастного изменения величин коэффициента отражения от дна водного слоя, например, в диапазоне значений 0,5—0,33 (соответственно «среднее дно» и «мягкое дно»), изменение амплитуд спектральных составляющих в спектре зондирующего сигнала не превышает 7%.
На рисунке 2.4 приведен график изменения амплитуды 50-ти герцовой составляющей зондирующего сигнала, в зависимости от изменения мощности водного слоя, рассчитанный для вертикального направления излучения. Из рассмотрения приведенных кривых следует, что изменение мощности водного слоя до 8-ми метров при неизменной величине коэффициента отражения от дна водного слоя не существенно влияет на амплитуду рассматриваемой составляющей в спектре суммарного зондирующего сигнала.
Так, изменение мощности водного слоя в диапазоне от 0,5 до 5,0 м приводит к изменению амплитуды рассматриваемой составляющей на величину 10% - 12%.
Неравномерность распределения амплитуд различных частотных составляющих в спектре зондирующего сигнала в зависимости от направления излучения определяет нестабильность их прослеживания с увеличением удаления точки наблюдения от пункта возбуждения [21].
Транспортное средство для сейсмических исследований в условиях предельного мелководья транзитных зон
Опыт проведения исследований в транзитных зонах [21,37,45] показал, что успех таких работ во многом обеспечивается применяемыми транспортными средствами. В условиях предельного мелководья, засоренного интенсивным распространением надводной и подводной растительности, сложно (если это возможно вообще) обеспечить необходимое усилие для буксировки косы с применением маломерных мелкосидящих судов. При этом наибольшие трудности связываются с изучением участков вблизи береговой кромки (глубина 1м и меньше), где распространены густые заросли, и на отмелях, покрытых густой растительностью. Применение плавающих средств с винтовыми движителями в таких условиях практически невозможно из-за интенсивного распространения водорослей, наматывающихся на гребные винты, требующих из-за этого постоянной от них очистки. Применение амфибийных транспортных средств нецелесообразно из-за потери ими мощности при переходе в плавающий режим и, по тем же причинам, в виду использования большинством из них винтовых движителей. Кроме того, при использовании амфибийных транспортных средств не просто решается задача размещения громоздкого и тяжелого оборудования, которое в этом случае приходится размещать на прицепном буксируемом понтоне. Буксировка же тяжело нагруженного понтона по зонам с интенсивным распространением растительности затруднена из-за необходимости преодоления сопротивления создаваемого растительностью.
Коллективом специалистов ООО «СИ Технолоджи Инструменте» при непосредственном участии автора было разработано специальное транспортное средство в виде плоскодонного катамарана с движителями в виде гребных колес [16,17]. Такое судно было изготовлено на собственной производственной базе компании и прошло успешное производственное опробование. Судно получило название «TORTUGA» и зарегистрировано в Государственной Инспекции по Маломерным Судам (ГИМС). В настоящее время начато мелкосерийное производство таких судов. На рисунке 3.2.1. приведено схематичное изображение плоскодонного катамарана TORTUGA с движителями в виде гребных колес. Размеры судна: длина 12м, ширина 5, 2м, высота понтонных секций 1м, грузоподъемность 12 тонн при осадке 0,35 м. Скорость движения до 9 км/час. Каждое из гребных колес имеет привод от собственного электродвигателя, расположенного в трюме. Питание электродвигателей осуществляется от расположенного на палубе электрогенератора. Отдельный привод гребных колес обеспечивает высокую маневренность судна. TORTUGA имеет две рубки, одна из которых- рулевая, - предназначена для размещения механизмов управления судном и геофизической аппаратуры, а другая обеспечивает наличие 4-х спальных мест для размещения персонала. Катамаран TORTUGA сконструирован таким образом, что в течение одного рабочего дня может быть разобран и перевезен на новое место работы в длинномерном прицепе грузового автомобиля
Катамараны TORTUGA были широко опробованы в процессе работ по разработанной технологии на территориях Нижнекамского водохранилища (Рис.3.2.2), реки Вятка (Рис.3.2.3) и предельно мелководных районов Северного Каспия.
В предельном мелководье транзитных зон, где проведение работ особенно затруднено широким распространением подводной и надводной растительности, свалок мусора, затопленных строений и сооружений, бревен, затопленных остатков маломерных судов, применение стандартных технологии использования системы XZone Marsh Line становится неэффективным и, в большинстве случаев, просто невозможным. Такие же трудности возникают при проведении работ на реках с извилистым руслом или на водохранилищах, в их мелководной части, где развиты мели, осушки, острова и т.п..
Опыт проведения исследований с системой XZone Marsh Line с непосредственным участием автора, показал, что в таких условиях оптимальной является отработка профилей по последовательно и непрерывно расположенным системам наблюдений для сейсмозондирований [16,17,21].
При реализации таких 2D систем наблюдений коса раскладывается в заданном интервале профиля, а источник, смонтированный на другом транспортном средстве, перемещается вдоль косы, производя возбуждение колебаний по ходу движения с заданным временным интервалом или с необходимыми интервалами пунктов взрыва. Такую технологию работ принято еще называть 2-х судовой технологией (Рис З.З.1.).
Равномерная кратность прослеживания при 2D профилировании [60,61,62,63] с применением такой системы наблюдений обеспечивается использованием начального и конечного выносов ПВ, равных половине длины приемной расстановки и последующим смещением приемной расстановки по профилю без перекрытия пунктов приема. После раскладки косы в новое положение цикл отработки повторяется. Длина косы традиционно выбирается равной или большей глубины исследуемого геологического разреза и может составлять несколько километров.
Примеры временных разрезов, полученных при применении разработанной технологии проведения 2D сейсмических исследований с системой XZone Marsh Line на предельном мелководье транзитных зон в условиях рек, водохранилищ и морских заливов
Настоящий раздел посвящен краткому описанию основных результатов опробования разработанной технологии 2D сейсморазведки в предельном мелководье транзитных зон [16,17].
Поскольку обработка материалов выполнялась в рамках стандартных графов, то далее приводятся временные разрезы, подтверждающие только высокое качество полевых материалов, зарегистрированных при применении разработанной технологии.
Полевые сейсморазведочные работы на реках выполняются обычно по методике «Slalom Line». На рисунке 4.8 приведена схема профилей, отработанных по методике «Slalom Line» по руслу реки Вятка. Использовалась разработанная технология применения системы XZone Marsh Line для исследований в предельном мелководье транзитных зон по 2-х судовой схеме проведения наблюдений. Система наблюдений нерегулярная - изменяющийся «взрывной интервал».
Возбуждение колебаний проводилось без остановки движения источника через минимальные временные интервалы, необходимые для подачи воздуха в камеры излучателей, что в зависимости от скорости течения и ветра приводило к переменной величине взрывного интервала (в среднем около 10 м). Расстояние между каналами составляло 25 м. Объем выполненных работ — 130 пог. км.
Как уже описывалось в разделе 3.4, в примененной технологии реализована замена процедуры вертикального накапливания воздействий источника, применяющегося для увеличения соотношения сигнал/помеха, на линейное группирование воздействий источника в процессе движения судна, осуществляемое на этапе обработки данных [57].
Параметры такого «линейного группирования источников» при обработке могут быть переменными и управляются выбором размера бина при применении стандартной процедуры бинирования данных.
На рисунке 4.9 приведены временные разрезы по одному и тому же профилю, полученные при различных размерах бина. Из рассмотрения приведенных разрезов следует, что применение описанной процедуры замены вертикального накапливания воздействий на лабораторное линейное группирование воздействий источника на этапе обработки - это эффективный методический прием.
При этом обеспечивается высокая производительность работ, а управление изменением соотношения сигнал/помеха и качеством освещения геологического разреза становится возможным в результате выбора параметров лабораторного группирования источников при обработке данных. На рисунках 4.10 и 4.11 приведен временной разрез, иллюстрирующий предварительную обработку данных в обрабатывающем пакете RadexPro, в линейном (Рис.4.10) и изометрическом изображении (Рис.4.11). Более глубокая обработка материалов работ была проведена двумя независимыми группами обработчиков под руководством Тищенко И.В. («Геонефтегаз», «ГСД») и Трофимова А.В. (ИГиРГИ). Применялись примерно одинаковые графы обработки в рамках различных обрабатывающих пакетов. Группа под руководством Трофимова А.В. проводила обработку материалов с применением программно-вычислительного комплекса PROMAX, а группа под руководством Тищенко И.В. - с использованием комплекса программ «VEGA» и «SeisWin».
На рисунке 4.12, 4.13 и 4.14 приведены фрагменты временных разрезов по криволинейному профилю, полученные в результате работ с применением разработанной технологии на реке Вятка.
Временной разрез, приведенный на рисунке 4.12, получен группой обработчиков под руководством Трофимова А., а временные разрезы, приведенные на рисунках 4.13 и4.14,- под руководством Тищенко И.В.
Все приведенные разрезы характеризуются высоким качеством прослеживания отражающих горизонтов. Полевые материалы, зарегистрированные с применением для приема колебаний гидрофонов, характеризуются более широким частотным спектром отраженных волн, а соответствующие временные разрезы обладают более высокой, по сравнению с применением геофонов, динамической выразительностью и качеством прослеживания отражающих горизонтов.
Обеими группами получены высококачественные временные разрезы, позволившие выделить искомые геологические объекты и наметить участки для проведения детализационных работ.
