Газрын тос, байгалийн хийн хайгуулд газар хөдлөлтийн мэдрэгч хэрхэн ажилладаг вэ
Орчин үеийн газрын тос, байгалийн хийн хайгуул нь салбарын анхны өрөмдлөг хийлгүйгээр дэлхийн гүнийг "харах" чадвараас ихээхэн хамаардаг. Энэ зорилгоор ашиглах хамгийн чухал технологийн нэг бол газар хөдлөлтийн аргууд бөгөөд газар хөдлөлтийн мэдрэгч ашиглан дэлхий дотор тархаж буй уян долгионыг бүртгэдэг. Эдгээр бичлэгээс геофизикчид газрын гүний зургийг бүтээж, чулуулгийн давхарга, хавхыг тодорхойлж, тэр ч байтугай нүүрсустөрөгчийн байгаа эсэхийг зааж өгч чадна. Энэ нийтлэлд газар хөдлөлтийн мэдрэгч хэрхэн ажилладаг, тэдгээрийн төрөл, газар хөдлөлтийн судалгааны үйл явц, өгөгдлийг газрын тос, байгалийн хийн хайгуулд хэрэгтэй мэдээлэл болгохын тулд хэрхэн боловсруулдаг талаар авч үзэх болно.
Газар хөдлөлтийн аргуудын үндсэн зарчим
Газар хөдлөлтийн аргууд нь сонар эсвэл хэт авиантай төстэй зарчим дээр ажилладаг: энергийн эх үүсвэр нь долгион үүсгэдэг. Долгион нь орчин (чулуулаг)-аар тархдаг бөгөөд дараа нь физик шинж чанар нь ялгаатай давхаргуудын хоорондох хил хязгаартай тулгарах үед ойдог эсвэл хугардаг. Энэхүү ялгаа нь голчлон акустик эсэргүүцэлтэй холбоотой бөгөөд энэ нь чулуулгийн нягтрал ба долгионы тархалтын хурдны үржвэр юм. Хоёр давхаргын эсэргүүцэл ялгаатай үед долгионы энергийн зарим хэсэг нь гадаргуу дээр буцаж ойж, зарим нь гүн давхарга руу дамждаг.
Газар хөдлөлтийн мэдрэгч нь эдгээр ойсон долгионыг барьж авдаг. Геофизикчид долгионы эх үүсвэрээс давхаргын хил хязгаар хүртэл болон мэдрэгч рүү буцах хоёр талын аяллын хугацааг хэмжиж, тэдгээрийн хэлбэр, далайцыг шинжилснээр гүн, бүтцийн геометр, чулуулгийн шинж чанарыг тооцоолж чадна.
Газар хөдлөлтийн судалгааны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Газар хөдлөлтийн судалгаанд гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг:
1. Газар хөдлөлтийн эх үүсвэр
Газар дээр түгээмэл эх үүсвэр нь чичиргээт төхөөрөмж (тодорхой давтамжтайгаар газрыг чичиргэдэг ачааны машин) эсвэл гүехэн нүхэнд байдаг тэсрэх бодис юм. Далайд гол эх үүсвэр нь даралттай агаарын бөмбөлгийг ялгаруулж акустик импульс үүсгэдэг хийн буу юм.
2. Үржих орчин (гадаргын доорх чулуулаг)
Газар хөдлөлтийн долгион нь тунамал, магмын, усан сан, интрузив гэсэн янз бүрийн чулуулгийн давхаргаар тархдаг. Чулуулгийн төрөл бүр өөр өөр долгионы хурдтай байдаг бөгөөд энэ нь нүх сүв, нүх сүвийг дүүргэж буй шингэн (ус, тос, хий), даралт, температураас хамаардаг.
3. Газар хөдлөлтийн мэдрэгч (хүлээн авагч)
Мэдрэгч нь газрын чичиргээ/усны даралтын хариу үйлдлийг цахилгаан эсвэл дижитал дохио хэлбэрээр бүртгэдэг. Мэдрэгчийн чанар болон байршил нь өгөгдлийн тодорхой байдалд чухал үүрэгтэй.
Газар хөдлөлтийн мэдрэгч гэж юу вэ, энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?
Ерөнхийдөө газар хөдлөлтийн мэдрэгч нь механик хөдөлгөөнийг (шилжилт, хурд эсвэл бөөмсийн хурдатгал) бүртгэгдэх боломжтой цахилгаан дохио болгон хувиргадаг. Механизм нь мэдрэгчийн төрлөөс хамаарна.
1) Геофон (газрын)
Геофонууд нь газрын сейсмик судалгааны хамгийн түгээмэл мэдрэгч юм. Эдгээр нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмаар ажилладаг. Геофон нь ороомог болон соронз агуулдаг. Газар хөдлөлтийн долгионы улмаас газар чичирхийлэх үед соронз болон ороомог нь бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлдөг. Энэхүү харьцангуй хөдөлгөөн нь хөрсний хэсгүүдийн хурдтай пропорциональ цахилгаан хүчдэлийг үүсгэдэг. Дараа нь энэ хүчдэлийг олшруулж, олж авах системээр бүртгэдэг.
Геофонуудыг ихэвчлэн сайн механик холболтыг хангахын тулд газарт суулгасан байдаг бөгөөд энэ нь газрын чичиргээг мэдрэгч рүү үр дүнтэй дамжуулах боломжийг олгодог. Геофоны чухал параметрүүдэд байгалийн давтамж, мэдрэмж, хэмжилтийн чиглэл орно. Орчин үеийн судалгаанд ихэвчлэн босоо болон хоёр хэвтээ хөдөлгөөнийг бүртгэдэг 3 бүрэлдэхүүн хэсэгтэй (3C) геофонуудыг ашигладаг бөгөөд энэ нь зүсэлтийн долгион (S-долгион)-ын шинжилгээ болон усан сангийн шинж чанарыг тодорхойлоход ашигтай байдаг.
2) Хурдасгуур хэмжигч болон MEMS мэдрэгчүүд
Геофонуудаас гадна хурдатгалыг хэмжихэд MEMS (Микро-Цахилгаан-Механик Систем) мэдрэгчийг өргөн ашиглаж байна. MEMS мэдрэгч нь сайн тогтвортой байдал, өргөн динамик хүрээг санал болгодог бөгөөд сул болон хүчтэй дохиог хоёуланг нь амархан гажуудуулахгүйгээр бүртгэх боломжийг олгодог. Хурдатгалын өгөгдлийг шаардлагатай бол хурд эсвэл шилжилтийн өгөгдөлд нэгтгэж болно.
MEMS мэдрэгчийн давуу талууд нь нэгж хоорондын тогтвортой байдал, сайн тохируулгын чадвар, өргөн хүрээний газар нутгийн нөхцөлд тогтвортой гүйцэтгэл юм. Энэ нь мянгаас хэдэн арван мянган хүлээн авагч шаарддаг томоохон хэмжээний 3 хэмжээст судалгаанд ашигтай юм.
3) Гидрофон (далайн)
Далайн сейсмик судалгааны хувьд хүлээн авагч нь ихэвчлэн стример (хөлөг онгоцоор чирэгдсэн урт кабель) дотор байрлуулсан гидрофон эсвэл далайн ёроолын зангилаа (далайн ёроолын зангилаа/OBN) хэлбэрээр байрладаг. Гидрофон нь усан дахь акустик даралтын өөрчлөлтийг хэмждэг. Энэ зарчим нь ихэвчлэн пьезоэлектрик материалыг ашигладаг: даралтын өөрчлөлт нь цахилгаан цэнэгийн өөрчлөлтийг бий болгодог бөгөөд дараа нь дохио болгон хувиргадаг.
Стример системд гидрофонуудыг хэдэн километр урттай стримерийн дагуу тодорхой интервалаар (жишээлбэл, хэдэн метр тутамд) байрлуулдаг. OBN эсвэл OBC (далайн ёроолын кабель) системд мэдрэгчүүд нь даралт болон бөөмсийн хөдөлгөөнийг (олон бүрэлдэхүүн хэсэг) хоёуланг нь бүртгэхийн тулд гидрофон болон геофон/акселерометрийн хослолыг агуулж, нарийн төвөгтэй газрын доорхи дүрслэлд зориулж илүү баялаг өгөгдөл гаргадаг.
Долгионоос өгөгдөл хүртэл: бичлэгийн урсгал
Эх үүсвэр долгион үүсгэсний дараа мэдрэгч нь дохиог цагийн цуваа хэлбэрээр бүртгэдэг. Энэ дохио нь дараахь зүйлсээс бүрдэнэ.
– Эхний завсарлага: шууд долгион эсвэл хугарсан долгионы анхны ирэлт.
– Анхдагч тусгал: бай давхаргын хил хязгаараас тусах тусгал.
– Олонлог: тайлбарт саад учруулж болзошгүй давтагдсан тусгалууд (жишээлбэл, гадаргуу болон тодорхой давхаргын хооронд).
– Дуу чимээ: салхи, замын хөдөлгөөн, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа, давалгаа (далайд), багаж хэрэгслийн чимээ зэрэг саад тотгор.
Орчин үеийн цуглуулгын системүүд нь өгөгдлийг тодорхой түүвэрлэлтийн тохиргоотой (жишээлбэл, 1-4 мс) дижитал хэлбэрээр, хэдэн секундын бичлэгийн урттай, цаг хугацааны нарийн синхрончлолтойгоор бүртгэдэг. 3 хэмжээст судалгаанд нэг эх үүсвэрийг өөр өөр цэгүүдэд (буудлагын цэгүүд) олон удаа асааж, олон хүлээн авагчаар бичиж, өндөр нугалах хамрах хүрээ үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дохио-шуугианы харьцааг сайжруулдаг.
Газар хөдлөлтийн өгөгдөл боловсруулах нь: мэдрэгчийн бичлэгийн дараа чухал үүрэг гүйцэтгэдэг
Түүхий мэдрэгчийн бичлэгүүд шууд геологийн "зураг" болдоггүй. Өгөгдлийг дараах алхмуудыг багтаасан нэлээд урт байж болох цуврал алхмуудаар боловсруулах ёстой:
1. Чанарын хяналт (QC): хүлээн авагчийн чанар муу, дуу чимээ болон системийн гажиг байгаа эсэхийг шалгана.
2. Шүүлтүүр ба чимээгүйжүүлэлт: тодорхой давтамжийн чимээ шуугиан, хуурай газар дээр газрын өнхрөлт, эсвэл далайд үүсэх шуугианыг багасгах.
3. Деконволюци: тусгалыг илүү тодорхой болгохын тулд долгионыг хурцална.
4. NMO залруулга ба стек хийх: өөр өөр офсетуудаас тусгалын үйл явдлуудыг уялдуулж, дараа нь дохиог бэхжүүлэхийн тулд тэдгээрийг стек хийх.
5. Хурдны шинжилгээ: газрын доорх хурдны загварыг тодорхойлох, цаг хугацааг гүн болгон хувиргах, дүрслэлийг нарийвчлалтай болгох түлхүүр.
6. Шилжилт хөдөлгөөн (2D/3D): ойлтын үйл явдлуудыг зөв геометрийн байрлалд шилжүүлэх, ялангуяа налуу бүтэц, хагарал эсвэл давсны бөмбөгөр дээр чухал ач холбогдолтой.
7. Газар хөдлөлтийн инверсия ба шинж чанарууд: акустик эсэргүүцэл, AVO (Амплитудын эсрэг офсет), литологи ба шингэнийг урьдчилан таамаглах янз бүрийн шинж чанаруудыг гаргаж авах.
Зөв боловсруулалт хийхгүйгээр нарийн мэдрэгчийн чадвар ч найдвартай тайлбар өгөхгүй.
Газар хөдлөлтийн мэдрэгч нь газрын тос, байгалийн хий олоход хэрхэн тусалдаг вэ?
Газар хөдлөлтийн мэдрэгч нь газрын тосыг шууд "илрүүлдэггүй". Тэд чулуулаг болон шингэний шинж чанарын ялгаанаас шалтгаалан долгионы хариу урвалын өөрчлөлтийг илрүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хайгуулчид дараах үзүүлэлтүүдийг хайж болно:
– Антиклинал ба бүтцийн занга: нүүрсустөрөгчийг барьж чаддаг атираа.
– Хавхны хил хязгаарын хагарал: битүүмжлэл байгаа тохиолдолд хавх үүсгэдэг хагарал.
– Фациягийн өөрчлөлт: стратиграфийн хавх үүсгэдэг литологийн шилжилт.
– Гэрэлтэй толбо, бүдэг толбо, хавтгай толбо: заримдаа хий эсвэл шингэний хүрэлцэлтэй холбоотой далайцын гажиг.
– AVO шинжилгээ: далайцын өөрчлөлт болон офсет нь шингэний нөлөөгөөр чулуулгийн уян хатан чанарын зөрүүг илэрхийлж болно.
Газар хөдлөлтийн тайлбар, худгийн өгөгдөл, геологийн загваруудыг хослуулснаар компаниуд хэтийн төлөвийг үнэлж, эрсдэлийг тооцоолж, хамгийн ирээдүйтэй өрөмдлөгийн байршлыг төлөвлөж чадна.
Хамгийн сүүлийн үеийн бэрхшээлүүд ба хөгжил
Газар хөдлөлтийн судалгаа нь суурин газрын ойролцоох өндөр дуу чимээний түвшин, хуурай газрын хүнд хэцүү газар нутаг, геологийн нарийн төвөгтэй байдал (жишээлбэл, далайн эргийн давсны давхарга) зэрэг бэрхшээлтэй тулгардаг. Тиймээс технологийн хөгжил нь дараахь зүйлд анхаарлаа хандуулдаг.
– Уян хатан байдал болон өргөн хүрээг хамрахын тулд газар дээрх зангилааны мэдрэгчүүд (утасгүй зангилаанууд).
– Нарийн төвөгтэй газар болон үйлдвэрлэлийн байгууламжийн ойролцоо илүү сайн дүрслэл гаргахын тулд далайн ёроолын зангилаанууд.
– S долгион болон анизотропийн мэдээллийг ашиглах олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй бичлэг.
– Шуугиан намдаах, сонгох, шинж чанарыг тайлбарлах ажлыг хурдан гүйцэтгэх өндөр хүчин чадалтай тооцоолол болон машин сургалтад суурилсан боловсруулалт.
Хаах
Газрын тос, байгалийн хийн хайгуулын газар хөдлөлтийн мэдрэгч нь газрын доорх чулуулгийн хил хязгаараар туссан уян долгионыг бүртгэхээс эхэлдэг. Геофон, хурдатгал хэмжигч/MEMS болон гидрофонууд нь чичиргээ эсвэл даралтын өөрчлөлтийг цахилгаан дохио болгон хувиргадаг бөгөөд дараа нь газрын доорх газрын зургийг гаргахын тулд нарийн боловсруулалтад ордог. Мэдрэгч нь нүүрсустөрөгчийг шууд илрүүлдэггүй ч бичлэгийн чанар, нарийн судалгааны загвар, нямбай боловсруулалт, тайлбарын хослол нь газар хөдлөлтийн аргуудыг орчин үеийн хайгуулын гол тулгуур болгодог бөгөөд энэ нь өрөмдлөгийн эрсдэлийг бууруулж, эдийн засгийн хувьд ашигтай газрын тос, байгалийн хийн хуримтлалыг олох боломжийг нэмэгдүүлдэг.
Хэрэв та хүсвэл би 2D ба 3D чичирхийллийн ажлын урсгалын жишээг нэмж оруулах эсвэл нийтлэлийн илүү техникийн хувилбарыг (импедансын тэгшитгэл, AVO, олж авах параметрүүдийн жишээтэй хамт) үүсгэж болно.
