В настоящее время Тунгусская синеклиза рассматривается как один из наиболее перспективных нефтегазоносных регионов. Однако решение структурных задач там затруднено исключительно сложными сейсмогеологическими условиями, прежде всего в верхней части разреза. Присутствие на глубине до 1 км трапповых тел разнообразной формы (интрузии пластовые и секущие, протяженные и локальные) ухудшает прохождение полезных волн и вызывает образование кратных отражений [5].

Менее изучено искажающее влияние ограниченных по протяженности (локальных) трапповых тел в верхней части разреза на кинематические и динамические параметры отражений от нижележащих границ, зарегистрированных методом многократных перекрытий (ММП). Между тем, судя по результатам теоретических, модельных и экспериментальных исследований, локальные неоднородности в покрывающей толще играют важную роль в формировании волновых полей отраженных волн [3, 6].

В настоящей работе на примере Ванаварской площади с помощью математического моделирования анализируется искажающее действие локальных трапповых тел на кинематические параметры отраженных волн.

Прямая кинематическая задача решалась на ЭВМ БЭСМ-6 по программам системы КИНГ [1], обратная - по программам комплекса ПОЛЕ, обеспечивающим преобразование и изображение двумерных полей кинематических и динамических параметров отражений [2].

Изучались модели, соответствующие разрезу по тестовому профилю 45 на Ванаварской площади. Мощности слоев и скорости распространения продольных волн выбраны по данным бурения и сейсмокаротажа. Все границы в разрезе, кроме боковых поверхностей траппов, задавались горизонтальными, так как, во-первых, на исследуемой территории углы наклона не превышают первые единицы градусов, а во-вторых, аномалии времен отражений и эффективных скоростей за счет траппов мало зависят от регионального наклона и кривизны горизонтов.

Модель на рис. 1 содержит одно трапповое тело мощностью 400 м со скоростью распространения отраженных волн 6,5 км/с (во вмещающих породах ангарской свиты 4,5 км/с). Для нижележащих отражающих границ были рассчитаны двумерные поля времен отражений t (х, l), где х=(х_в+ +x_п)/2, l=x_п-х_в, х_в, x_п - соответственно абсциссы пункта возбуждения и приема. На рисунке для основного горизонта А приведено аномальное поле t_а (х, l)=t(x, l)-t_н(x, l), где t_н (x, l) - нормальное поле при отсутствии траппа. Поля t (х, l) и t_a (x, l) состоят из трех областей, соответствующих прохождению лучей через трапповое тело 0, 1 и 2 раза. Области разделены двумя граничными зонами, соответствующими прохождению отраженных или падающих лучей через боковую поверхность траппа. Ширина зоны увеличивается с удалением l, наклон зависит от относительных глубин траппового тела и отражающего горизонта [4, 6]. В пределах областей 0,1,2 поле t (x, l) гиперболическое, но по сравнению а нормальным полем в области 0 времена в области 1 занижены на 0,03-0,04 с, а в области 2 - на 0,05-0,08 с. Поэтому годографы МОГТ, представляющие собой сечения поля t (х, l) при x=const, состоят из ряда гиперболических отрезков, разделенных разрывами.

При наличии нескольких неоднородностей в различных участках покрывающей толщи картина усложняется вследствие наложения граничных зон и областей поля.

На рис. 2 для той же модели в плоскости (х, t) показаны отражения от ряда горизонтов при удалениях источник-приемник 0, 1, 2 км. Для отражений по нормали (см. рис. 2 , б) все границы над краем траппового тела смещены на одинаковую величину 0,055 с. При l>0 временные разрезы (см. рис. 2 , в, г), как и двумерные поля времен (см. рис. 1 ), состоят из трех областей, разделенных граничными зонами, в которых отражения отсутствуют. Сравнение рис. 2 , в и г иллюстрирует упомянутое выше расширение граничных зон по мере возрастания удаления взрыв - прибор. При этом зоны отсутствия отражений занимают все большую часть плоскости (х, t). Очевидно, что в таких условиях накопление сигналов по ОГТ в большом диапазоне удалений будет малоэффективным для получения временных разрезов.

Например, при суммировании всех трасс в диапазоне 0-2 км в данном случае будет сильно искажен интервал профиля от 3,5-5,5 км, а для диапазона 0-1 км - 4-5 км. Точно так же v_эф, определенные на полной базе наблюдения, сильно искажаются из-за сдвигов времен между различными областями поля и наличия граничных зон.

Таким образом, присутствие локальных трапповых тел в покрывающей толще создает сложные волновые поля отраженных волн. Годографы, двумерные поля времен, временные разрезы на различных удалениях расчленяются на ряд областей и локальных граничных зон. Стандартная обработка МОГТ с использованием полных (интегральных) баз, не учитывающая такой характер материала, неоптимальна как при построении временных разрезов, так и при изучении v_эф.

В подобных сейсмогеологических условиях целесообразен переход от интегральных баз накопления к локальным, составляющим часть общей расстановки. Уменьшение базы позволяет успешно выполнять суммирование внутри отдельных областей волнового поля.

На рис. 1 показано поле эффективных скоростей v_эф (х, l), полученное на локальных базах 0,7 км с переменным средним удалением. Это поле подобно полю времен, но устойчивые области сужаются вследствие расширения граничных зон в связи с использованием конечных баз при вычислении эффективных скоростей. Другой вариант получения v_эф - вычисление их на базе переменной величины от 0 до l <=l_max.

Использование локальных баз различных удалений позволяет получить ряд временных разрезов, менее искаженных неоднородностями в покрывающей толще. Описанный подход может быть эффективным не только в условиях Тунгусской синеклизы и других районов развития траппового магматизма, но и при наличии самых различных локальных неоднородностей в верхней части разреза, например многолетнемерзлых и растепленных участков.

На основе установленных закономерностей проявления искажений на двумерных временных полях t (х, l) и полях эффективных скоростей v (x, l), а также на временных разрезах можно сделать рекомендации по системам наблюдений и обработке данных.

Первоочередным является опробование систем МОГТ с большим диапазоном удалений при малом шаге взрывов (~50 м) и приборов (~30 м). Системы должны обеспечивать многократное (кратностью не менее 12) накопление сигналов и получение разрезов на локальных (не более 800 м) базах, скользящих по оси удалений l, с последующим определением на каждой из них эффективных скоростей. Итогом работы могут быть комбинированный временной разрез, составленный из элементов разноудаленных временных разрезов по признаку наилучшего качества прослеживания границ, скомбинированные по такому же признаку горизонтальные и вертикальные спектры скоростей и соответствующие им зависимости v_эф (х) и v_эф (t₀).

1. Гольдин С.В., Черняк В.С., Судварг Д.И. Система КИНГ. Новосибирск, Ин-т геол. и геофизики СО АН СССР, 1980.
2. Карасик В.М. Алгоритм и программа анализа двумерных полей параметров отраженных волн. - Разведочная геофизика. М., Недра, 1980, вып. 91, с. 36-44.
3. Карасик В.М. Применение сейсморазведки при изучении локальных неоднородностей геологического разреза. - Регион., развед. И промысл, геофизика. М., ВИЭМС, 1981.
4. Карасик В.М., Попов В.В. Определение эффективных и пластовых скоростей для сред с криволинейными границами. – Прикладная геофизика. М, 1981, вып. 104, с. 37-42.
5. Умперович Н.В., Исаев А.В. Возможности сейсморазведки при изучении локальных поднятий Тунгусской синеклизы. – Труды СНИИГГиМС, Новосибирск, 1979, вып. 273, с. 31-39.
6. Урупов А.К., Карасик В.М. Выявление локальных неоднородностей геологического разреза при многократном профилировании методом преломленных волн. - Прикладная геофизика. М., 1977, вып. 89, с. 50-59.

Рис. 1. Двумерные поля эффективных скоростей на базе 0,7 км и аномальных времен отражения от горизонта А для модели с локальным трапповым телом (Ванаварская площадь).

1 - трапповое тело; 2 - граничные зоны двумерного поля; 3 - области двумерного поля и соответствующие им лучи

Рис. 2. Времена отражений для модели (а) при l = 0 (б), 1 км (в) и 2 км (г).

1 - трапповое тело; 2 - зоны отсутствия отражений