К оглавлению журнала

 

УДК 550.834.05

Ю.В. Тимошин, М.Е. Герасимов, Н.Я. Мармалевский, В.В. Мерщий (КГО Укрнигри)

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СЕЙСМОГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИИ В УСЛОВИЯХ КРИПТОДИАПИРОВОЙ ТЕКТОНИКИ КЕРЧЕНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Одной из основных проблем сейсмоголографических преобразований (СГП) или волновой миграции в условиях криптодиапировой тектоники Керченского полуострова является наличие криволинейных и крутонаклоненных (40...50°) отражающих границ. Методика и технология СГП, как показывает история их развития в последнее десятилетие, скорее отходят от решения проблемы крутых углов наклона, чем приближаются к ее решению.

В этот период бурными темпами развивались СГП, основанные на конечно-разностном решении волнового уравнения (Клаербоут Дж.Ф., 1981) (конечно-разностная миграция), и более медленно – преобразования, базирующиеся на интеграле Кирхгофа (Тимошин Ю.В., 1978) и решении волнового уравнения в частотной области (Gazdag I., 1978). Вместе с тем основная модификация конечно-разностного способа миграции (15-градусная аппроксимация), базирующаяся на параболическом приближении волнового уравнения, неприемлема в условиях крутых углов наклона. Экспериментальное подтверждение этого факта можно найти, например, в работе Ю.В. Тимошина, С.А. Бирдуса, Н.К. Меламеда (1985 г.). Однако главную роль в ухудшении качества сейсмических изображений, полученных по программам конечно-разностной миграции в пространственно-временной области, играют не столько применяемые приближения волнового уравнения, сколько сложности в аппроксимации производных волнового поля по пространственным переменным (Братчик Р.Ф. и др., 1984). Обычно применяемые конечно-разностные операторы удовлетворительно аппроксимируют производные волнового поля по пространственным переменным в условиях пространственных частот, не превышающих половины частоты Найквиста. В СГП, основанных на спектральных алгоритмах, верхняя граница пропускания пространственных частот равна частоте Найквиста. Однако в условиях криволинейных и крутопадающих границ нередки случаи, когда имеющиеся пространственные частоты превышают частоту Найквиста. В такой ситуации единственным способом, на основании которого может быть получено сейсмическое изображение среды, является Д-преобразование (преобразование Кирхгофа). Недостатком этого способа, применяемого к временным разрезам ОГТ, является высокий фон шумов преобразования, особенно в области, превышающей пространственную частоту Найквиста.

Для борьбы с этим недостатком используют сопряженное Д-преобразование (преобразование первичных сейсмозаписей), в частности Д-преобразование с адаптивными весовыми коэффициентами.

Важным моментом при СГП в условиях крутопадающих отражающих границ является уровень знания скоростей распространения упругих колебаний, в частности эффективных скоростей преобразования. Чем больше угол падения отражающей границы, тем более критичным фактором выступает скорость преобразования. Использование при СГП первичных сейсмозаписей дает возможность на общей технологической основе оценивать скорости преобразования.

Для оценки скоростей преобразования в условиях Керченского полуострова применяли приемы, основанные на Д-преобразовании сейсмограмм дипольного синтезирования апертур – ДСА (Тимошин Ю.В., 1983). В простейшем профильном варианте сейсмограмме ДСА соответствует сейсмограмма равных удалений. По отдельной сейсмограмме ДСА может быть получено сейсмическое изображение. Число таких изображений соответствует числу каналов установки наблюдения. Если из каждого сейсмического изображения, полученного по отдельной сейсмограмме ДСА, выбрать вертикаль с одной и той же координатой, то при скорости преобразования, близкой к истинной, сейсмограмма, составленная из таких вертикалей, будет обладать горизонтальными осями синфазности. Указанный подход идеологически близок к описанному в работе I.W. Sattleger (1975 г.). Он позволяет исключить сложности скоростного анализа, основанного на Д-преобразовании первичных сейсмозаписей, которые связаны с зависимостью амплитуд сейсмических сигналов на изображении от скорости преобразования, что снижает точность оценки скоростей, базирующейся на обычно применяемых спектрах скорости.

Ниже приведены примеры практической реализации изложенных принципов СГП в условиях криптодиапировой тектоники Керченского полуострова.

На рис. 1 показан временной разрез по профилю 850958 Краснопольской площади Керченского полуострова. Углы наклона отражающих границ в этом районе достигают 35...40°. Применение конечно-разностной в пространственно-временной области и спектральной миграции в этом случае ограничено по причинам, изложенным выше. Существенным недостатком спектральной миграции является также использование лишь одной скоростной кривой в пределах профиля. Пример применения этого преобразования в условиях крутых углов наклона демонстрируется на рис. 2 и рис. 3, где представлены сейсмические изображения, полученные по программе спектральной миграции MIGKT (Система обработки сейсморазведочных данных на ЭВМ ЕС (СЦС-3МП). – М., 1988) со скоростями, показанными на рис. 4 в виде кривых. Легко заметить значительные отличия сейсмических изображений, приведенных на рис. 2 и рис. 3. Оба сейсмических изображения в значительной степени осложнены шумами преобразования, особенно ниже времени 3,0 с.

На рис. 5 приведен пример скоростного анализа, выполненного по описанной выше методике. Анализ позволил уточнить скорости Д-преобразования, что особенно актуально для свода Краснопольской структуры (ПК 45,00...55,00). Спрямление оси синфазности на переборах скоростей (см. рис. 5) наблюдается при скорости, которая на 150 м/с выше начальной, взятой по данным сейсмокаротажа на Краснопольской площади. Такой анализ проведен в шести точках профиля и позволил получить по программе сопряженного корреляционного Д-преобразования CSDP3 (Система обработки сейсморазведочных данных на ЭВМ ЕС. Дополнение СЦС-3-86. – М., 1986) сейсмическое изображение, которое показано на рис. 6.

По результатам СГП первичных сейсмозаписей, полученным на Краснопольской площади, можно сделать предположение о существовании криптодиапиров в нижнемеловых отложениях в зонах надвигов (предполагаемое тело нижнемелового диапира показано на рис. 6), а также о том, что образование Краснопольской структуры связано с развитием криптодиапиров в зоне надвиговой дислокации. Видимо, к началу палеогена эта структура представляла собой диапир. Надвигом срезана часть карбонатной толщи верхнего мела и палеоцен-эоцена, в результате чего этот блок оказался как бы погруженным в тело нижнемелового диапира (скв. 9-Краснопольская, см. рис. 6).

Внутри выделенного нижнемелового диапира можно наблюдать слабые отражающие границы, залегающие резко несогласно с отложениями палеоцен-эоцена (ПК 50,00...70,00; времена 2,8... 3,5 с на рис. 6). Эти отражающие границы можно отнести к “зеркалам скольжения”, образовавшимся в результате перетекания глин внутри диапира.

На южном крыле Краснопольской структуры можно проследить те же границы в отложениях палеоцен-эоцена и верхнего мела (ПК 10,00...35,00; времена 2,0...3,5 с), что и на северном крыле структуры. Эти границы осложнены крупными разрывными нарушениями, разделяющими отдельные блоки и проявляющимися на сейсмических изображениях в виде недостаточно сфокусированных узлов дифракции. Плохая их разрешенность может свидетельствовать о расположении этих блоков не в плоскости профиля, что является следствием вынужденной аппроксимации трехмерной задачи двухмерной.

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что при наличии крутонаклоненных криволинейных отражающих границ в условиях криптодиапировых структур Керченского полуострова наиболее эффективными являются СГП исходных сейсмограмм, основанные на Д-преобразовании (преобразовании Кирхгофа), в сочетании с детальным анализом эффективных скоростей преобразования.

Рис. 1. ПРОФИЛЬ 850958. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ ОГТ

Рис. 2. Профиль 850958. Сейсмическое изображение по временному разрезу ОГТ, программа MIGKT, V=V(X = 6300 м, t0)

Рис. 3. Профиль 850958. Сейсмическое изображение по временному разрезу ОГТ, программа MIGKT, V=V(X = 9000 м, t0)

Рис. 4. Скорости миграции для координат: 1 – Х = 6300 м, 2 – Х = 9000 м

Рис. 5. Профиль 850958. Перебор скоростей миграции, Х0 = 5600 м

Рис. 6. Профиль 850958. Сейсмическое изображение CSDP3:

1 – надвиги и взбросо-надвиги; 2 – тектонические нарушения; 3 – направление “перетекания” глин; 4- предполагаемый контур глиняного диапира в нижнемеловых отложениях

 

Сайт создан в системе uCoz