Введение к работе
Актуальность работы. Комплексное изучение Мирового океана, расширение объема работ и исследований, направленных на выявление, оценку и промышленное освоение его ресурсов, требует дальнейшего совершенствования технических средств для повышения точности и эффективности геолого-геофизических методов.
В связи с этим разработка и конструирование более совершенных источников упругих волн является составной частью технического перевооружения морской геолого-разведочной отрасли. Оперативное решение этой проблемы диктуется постоянным усложнением геологических задач и ростом объемов производства морских сейсмических работ.
Использование пневматических источников при их срабатывании приводит к возникновению повторных ударов, вызванных пульсациями газового пузыря. Низкочастотный сигнал не позволяет решить задачи, связанные со структурно-литологическим расчленением, выделением и трассированием верхних слоев разреза.
Применение высокочастотных сигналов приводит к резкому снижению глубинности. Узкополосность вызывает неоднозначность определения границ из-за эффекта многофазия.
Получение четких изображений осадочной толщи с достижением необходимой глубинности возможно только при использовании широкополосных сигналов. При поисках месторождений нефти и газа возбуждение таких сигналов имеет особую значимость. При сейсморазведке на нефть и газ расширение границы спектра в сторону высоких частот обеспечивает повышение изучения
осадочной толщи, в связи с возможностью более полного учета скоростных неоднородностей верхней части разреза. Необходимая глубинность достигается за счет наличия средних и низких частот и группирования источников.
Отмеченные возможности могут быть успешно реализованы, если возбуждемый сигнал лишен повторных пульсаций.
Поэтому разработка широкополосного пневмогидравлического источника (ПГИ), позволяющего повысить информативность получаемых временных разрезов и точность изучения тонкой структуры придонных отложений при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений за счет расширения верхней границы частотного спектра излучаемого сигнала и отсутствия низкочастотных пульсаций, представляется весьма актуальной задачей.
Целью работы является теоретическое обоснование, расчет и проектирование широкополосного пневмогидравлического источника и пульта управления к нему, обеспечивающих увеличение точности и информативности геологического картирования нефтегазовых объектов за счетповышения временной разрешенное и амплитудной выразительности сейсмической записи при морских геологоразведочных работах.
Основные задачи исследований:
теоретически оценить возможность создания широкополосного источника, использующего для формирования упругого сигнала воду и сжатый воздух;
исследовать гидродинамические характеристики подводного впрыска высокоскоростных газожидкостных струй при различных скоростях их истечения;
разработать и исследовать ПГИ, обеспечивающий повышение разрешающей способности морской сейсморазведки.
Методика исследований включала: математическое моделирование, регистрацию быстро протекающих процессов при формировании упругого сигнала и их интерпретацию на ЭВМ, разработку и изготовление экспериментального образца ПГИ и пульта управления к нему, морские и полигонные экспериментальные испытания разработанных устройств, опытные морскиепрофильныесейсморазведочныеработысприменениемПГИ и пульта управления с целью оценки их эффективности при решении различных геологических задач.
Научная новизна. В процессе решения выше перечисленных задач были получены следующие новые результаты:
определены основные параметры источника с помощью математического моделирования процесса истечения жидкости и газа из гидронасадка ПГИ;
разработана методика газодинамического расчета тормозной камеры источника с учетом протечек сжатого воздуха;
рассчитаны параметры пульта управления ПГИ;
предложена методика морских полевых работ и показана сейсмогеологическая эффективность использования ПГИ.
Практическая ценность работы заключается в создании и внедрении в морскую сейсморазведку ПГИ, обеспечивающего по сравнению с другими источниками повышение временной разрешенности сейсмической записи.
Реализация работы в производстве. Разработан и внедрен в производство в объединениях "Актикморнефтегазразведка" и "Южморгеология" экспериментальный образец пневмогидрав-лического источника и пульт управления к нему.
Апробация работы и публикации. Основные результаты и положения диссертации докладывались на конференции "Сейсмические методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых" (г. Киев, 1988 г.), на III научно-технической конференции "Комплексные геолого-геофизические исследования Мирового океана" (г. Геленджик, 1988 г.), на Всесоюзной школе "Технические средства и методы освоения океанов и морей" (г. Москва, 1989 г.), на V Всесоюзном совещании по робото-техни-ческим системам (г. Москва, 1990 г.), демонстрировался на презентации НИС "Геленджик" (г. Гамбург, 1990 г.).
Разработки отмечены серебряной и бронзовой медалями ВДНХ. По результатам исследований опубликовано 14 статей, получено 7 авторских свидетельств и 1 патент РФ на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 121 наименование, содержит 150 страниц машинописного текста, в том числе 30 страниц иллюстраций и 4 таблицы.