Многоволновая сейсморазведка

Общие положения

Многоволновая сейсморазведка — направление, основанное на одновременном использовании различных типов упругих волн (P-, S-, поверхностных и преобразованных волн) для повышения информативности геофизических наблюдений. Такой подход позволяет более точно определять литологию, трещиноватость, насыщенность пор, а также выявлять сложные геологические объекты.

Типы волн, используемых в многоволновой сейсморазведке

  • Продольные волны (P-волн) — наиболее быстро распространяющиеся, наиболее чувствительные к изменениям плотности и модуля объемной упругости.
  • Поперечные волны (S-волн) — распространяются медленнее, не проходят через жидкость, чувствительны к сдвиговой жесткости.
  • Преобразованные волны (PS и SP) — возникают при отражении/преломлении волн на границах с контрастными механическими свойствами. Позволяют оценить анизотропию и трещиноватость.
  • Поверхностные волны (Рэлея, Лява) — информативны при изучении верхней части разреза и инженерных изысканиях.

Методика наблюдений

Для регистрации всех типов волн применяются:

  • многокомпонентные геофоны (три аксиса: вертикальный и два горизонтальных);
  • высокочастотные источники для S-волн (вибраторы с горизонтальной поляризацией, ударные источники);
  • плотная трассировка с малыми шагами по профилю.

Регистрация ведётся с высоким временным разрешением, часто в широком частотном диапазоне, что позволяет отделить перекрывающиеся волновые поля.

Обработка и интерпретация данных

Основные этапы:

  • Разделение волн по типу поляризации (например, метод вращения координат, wavefield separation);
  • Преобразование PS-волн к эквивалентной глубине P-волн (PS-time-to-depth conversion);
  • Совместная инверсия скоростей Vp и Vs для получения модуля Юнга, коэффициента Пуассона и других упругих параметров;
  • Анизотропный анализ — используется при наличии направленных трещин и слоистости (например, методика AVOAz — анализ амплитуд в зависимости от азимута).

Применение многоволнового подхода

  • Выявление газонасыщенных пластов — уменьшение отношения Vp/Vs указывает на наличие газа.
  • Выделение трещиноватых зон — S-волны особенно чувствительны к направленной трещиноватости.
  • Оценка насыщенности флюидами — изменение сдвигового модуля при замещении флюида не происходит, в отличие от модулей объёмного сжатия.
  • Инженерная сейсмика — высокая чувствительность поверхностных и S-волн к слабоуплотнённым и анизотропным слоям.

Особенности многоволнового моделирования

Численное моделирование (FDTD, SPECFEM, FD) необходимо для:

  • прогноза формы волнового фронта;
  • оценки влияния трещиноватости;
  • калибровки амплитудных характеристик.

Используются анизотропные и упруговязкие модели среды.

Интеграция с другими данными

Многоволновая сейсморазведка эффективно сочетается с:

  • Лабораторными измерениями упругих свойств;
  • Данными ГИС (геофизических исследований скважин);
  • Электро- и электромагнитными методами — для уточнения флюидного насыщения.

Заключение о значении метода

Многоволновой подход предоставляет более полную информацию о
физико-механических свойствах горных пород. Совместный анализ P-, S- и
преобразованных волн значительно повышает достоверность геологической
интерпретации, особенно в сложных, анизотропных и трещиноватых
средах.


Оглавление