RU2646528C1 - Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice - Google Patents
Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646528C1 RU2646528C1 RU2016147964A RU2016147964A RU2646528C1 RU 2646528 C1 RU2646528 C1 RU 2646528C1 RU 2016147964 A RU2016147964 A RU 2016147964A RU 2016147964 A RU2016147964 A RU 2016147964A RU 2646528 C1 RU2646528 C1 RU 2646528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seismic
- velocity
- maps
- seismic wave
- surface seismic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/282—Application of seismic models, synthetic seismograms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/284—Application of the shear wave component and/or several components of the seismic signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
- G01V1/30—Analysis
- G01V1/303—Analysis for determining velocity profiles or travel times
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, к пассивным сейсмоакустическим методам уточнения геологических моделей строения отдельных участков дна северных морей и может быть использовано для осуществления мониторинга состояния геологической среды при разработке шельфовых и глубоководных месторождений полезных ископаемых, для локализации крупных неоднородных образований, таких как различного рода заиленные объекты, вулканические структуры в морском дне и т.п.The invention relates to the field of mineral exploration on the shelf of ice-covered seas, to passive seismic acoustic methods for refining geological models of the structure of individual sections of the bottom of the northern seas and can be used to monitor the state of the geological environment in the development of shelf and deep-sea mineral deposits, for the localization of large heterogeneous formations, such as various types of silted objects, volcanic structures in the seabed, etc.
Известен способ проведения 3D подводно-подледной сейсмоакустической разведки с использованием подводного судна, в котором геофизическую 3D подводно-подледную разведку предложено осуществлять посредством перемещения вблизи дна исследуемой морской акватории излучателя акустического сигнала, установленного на подводном судне, а сигналы, рассеянные неоднородностями среды, принимать с помощью донных автономно работающих сейсмоакустических приемников (см. патент РФ №2485554).There is a method of conducting 3D underwater-under-ice seismic exploration using an underwater vessel, in which it is proposed to perform 3D geophysical 3D under-ice reconnaissance by moving an acoustic signal emitter mounted on a submarine near the bottom of the investigated sea area, and receiving signals scattered by the inhomogeneities of the medium using autonomous bottom seismic acoustic receivers (see RF patent No. 2485554).
Недостатком данного способа является использование активного излучения с подводного судна, что требует дополнительных, по сравнению с пассивными методами мониторинга, энергозатрат для проведения глубинного зондирования и, как следствие, ограничивает время функционирования судна, в том числе и в случае наличия сложных ледовых условий.The disadvantage of this method is the use of active radiation from a submarine vessel, which requires additional, compared with passive monitoring methods, energy costs for conducting in-depth sounding and, as a result, limits the time of operation of the vessel, including in the case of difficult ice conditions.
Известен способ морской сейсмической разведки, где для получения сейсмического изображения при поисках залежей нефти и газа на акваториях арктических морей, покрытых паковыми льдами, предложено использовать источник упругих колебаний и многоканальное приемное устройство, которое фиксируют на дрейфующей льдине и размещают в водном слое под льдиной вертикально по двум взаимно ортогональным направлениям (см. патент РФ №2076342).A known method of marine seismic exploration, where to obtain a seismic image when searching for oil and gas deposits in the Arctic seas covered by pack ice, it is proposed to use a source of elastic vibrations and a multi-channel receiving device, which is fixed on a drifting ice floe and placed vertically along the ice layer under the ice floe two mutually orthogonal directions (see RF patent No. 2076342).
Недостатком данного способа является то, что используют активные излучатели, что приводит к высокой стоимости эксперимента, определяемой, в первую очередь, стоимостью самих излучателей, затратами на их энергообеспечение и на их доставку в нужную географическую точку. Кроме этого, мощный акустический сигнал оказывает пагубное влияние на морских обитателей, что приводит к серьезным экологическим последствиям подобной разведки. А также измерения проводятся локально, непосредственно в месте нахождения измерительных модулей, что не позволяет эффективно использовать для мониторинга обширных арктических акваторий и нефтегазовых провинций.The disadvantage of this method is that they use active emitters, which leads to a high cost of the experiment, determined primarily by the cost of the emitters themselves, the cost of their energy supply and their delivery to the desired geographical location. In addition, a powerful acoustic signal has a detrimental effect on marine life, which leads to serious environmental consequences of such intelligence. Also, measurements are carried out locally, directly at the location of the measuring modules, which does not allow efficient use for monitoring vast Arctic waters and oil and gas provinces.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ поиска углеводородов на шельфе северных морей, включающий регистрацию сейсмических волн на исследуемом участке шельфа, проведение расчета спектрально-временных характеристик, анализ временных записей сигналов и их спектров на каждом измеряемом участке на наличие сейсмической помехи и исключение этих интервалов записей из дальнейшего рассмотрения, учет суточных вариаций микросейсмического волнового поля, анализируют сейсмические сигналы, однородные по мощности, определение спектра дисперсий спектральных линий и по увеличению амплитуды спектральных линий в спектре дисперсии судят о наличии залежи углеводородов. Используют сейсмогидроакустические приемные системы с нулевой плавучестью и располагают их в водном слое над поверхностью дна, осуществляют регистрацию и анализ амплитудного спектра составляющих колебательной скорости по трем осям координат и гидроакустического давления, при этом выделяют и анализируют активную и реактивную части спектра мощности микросейсмических волн, по которым затем определяют вертикальный разрез структуры морского дна, наличие и глубину залегания углеводородов (см. патент РФ №2517780).The closest in technical essence to the present invention is a method for searching for hydrocarbons on the shelf of the northern seas, including the registration of seismic waves in the studied area of the shelf, the calculation of spectral-temporal characteristics, the analysis of temporal recordings of signals and their spectra in each measured area for the presence of seismic interference and exclusion these recording intervals from further consideration, taking into account the daily variations of the microseismic wave field, analyze the seismic signals, homogeneous s power, the determination of the spectrum of the spectral lines of dispersions and to increase the amplitude of the spectral lines in the spectrum of the dispersion is judged on the presence of hydrocarbon deposits. They use seismic hydroacoustic receiving systems with zero buoyancy and place them in the water layer above the bottom surface, register and analyze the amplitude spectrum of the components of the vibrational velocity along the three coordinate axes and hydroacoustic pressure, while the active and reactive parts of the power spectrum of microseismic waves are isolated and analyzed, according to which then determine the vertical section of the structure of the seabed, the presence and depth of hydrocarbons (see RF patent No. 2517780).
Недостатком данного способа является низкая точность регистрации помеховых сигналов, создаваемых ледовой пластиной, в том числе изгибно-гравитационных волновых процессов, что затрудняет разделение полезного сигнала и шума, при установке сейсмометров на дно в ледовых условиях. А также необходимость всплытия приемных модулей для передачи накопленной и обработанной информации, что затруднительно при наличии сплошного ледового покрова. Наличие ледового покрова также снижает точность определения пространственных координат используемых подводных аппаратов, что ограничивает точность проводимого зондирования среды.The disadvantage of this method is the low accuracy of recording interference signals generated by the ice plate, including bending-gravitational wave processes, which makes it difficult to separate the useful signal and noise when installing seismometers to the bottom in ice conditions. As well as the need for the ascent of the receiving modules to transmit the accumulated and processed information, which is difficult in the presence of continuous ice cover. The presence of ice cover also reduces the accuracy of determining the spatial coordinates of the used underwater vehicles, which limits the accuracy of the sounding of the medium.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения поиска месторождений полезных ископаемых в условиях покрытого льдом моря с высокой эффективностью.The present invention solves the problem of ensuring the search for mineral deposits in conditions of ice-covered sea with high efficiency.
Техническим результатом является повышение точности и достоверности поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, за счет регистрации всех типов полезных сигналов, внешних шумов различной природы как антропогенного, так и естественного характера, гидроакустических помех, шумов ледового покрова, в том числе изгибно-гравитационных волновых процессов, связанных с колебаниями ледовой пластины, также упрощение способа и уменьшение затрат.The technical result is to increase the accuracy and reliability of the search for minerals on the shelf of ice-covered seas by recording all types of useful signals, external noises of various nature, both man-made and natural, hydroacoustic interference, noise of the ice cover, including flexural-gravity wave processes associated with vibrations of the ice plate, also simplifying the method and reducing costs.
Технический результат достигается в способе поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, включающем площадную расстановку на исследуемой территории с заданным шагом измерительных пунктов, каждый из которых состоит из установленного в толще ледового покрова сейсмоприемника и расположенного в толще воды под сейсмоприемником гидроакустического векторного приемника, регистрацию на каждом измерительном пункте сейсмоакустических и гидроакустических сигналов от шумовых источников в течение определенного времени с последующим выделением поверхностной сейсмической волны из сейсмоакустического сигнала путем сравнения сейсмоакустических и гидроакустических сигналов с последующей фильтрацией сейсмоакустического сигнала от гидроакустических помех и шумов ледового покрова, вычисление взаимно-корреляционной функции отфильтрованных поверхностных сейсмических волн для каждой пары сейсмоприемников, определение времени распространения поверхностной сейсмической волны по положению максимума взаимно-корреляционной функции, построение экспериментальных карт скорости поверхностной сейсмической волны для разных ее частот ƒ, моделирование карт скорости поверхностной сейсмической волны для тех же частот ƒ путем построения математических моделей исследуемой геологической среды с разным распределением значений упругих параметров по глубине с последующим сравнением модельных карт скорости поверхностной сейсмической волны с полученными экспериментальными картами скорости поверхностной сейсмической волны, выбор математической модели исследуемой геологической среды, для которой модельные карты скорости поверхностной сейсмической волны идентичны полученным экспериментальным картам скорости поверхностной сейсмической волны и суждение о наличии полезных ископаемых по значению упругих параметров выбранной математической модели исследуемой геологической среды.The technical result is achieved in a method of searching for minerals on the shelf of ice-covered seas, including the areal arrangement in the study area with a given step of measuring points, each of which consists of a seismic receiver installed in the thickness of the ice cover and a sonar vector receiver located in the water column below the seismic receiver at each measuring point of seismic and hydroacoustic signals from noise sources for a certain time since by extracting the surface seismic wave from the seismic acoustic signal by comparing the seismic and hydroacoustic signals with subsequent filtering of the seismic acoustic signal from hydroacoustic noise and ice cover noise, calculating the cross-correlation function of the filtered surface seismic waves for each pair of seismic receivers, determining the propagation time of the surface seismic wave maximum cross-correlation function, experimental construction x velocity maps of the surface seismic wave for different frequencies ƒ, modeling velocity maps of the surface seismic wave for the same frequencies ƒ by constructing mathematical models of the studied geological environment with different depth parameters distribution of elastic parameters with subsequent comparison of model velocity maps of the surface seismic wave with the obtained experimental maps of the speed of the surface seismic wave, the choice of a mathematical model of the studied geological environment, for which the mode nye card surface seismic wave velocity identical to the experimental maps of surface seismic wave velocities and the judgment of the presence of minerals on the values of the elastic parameters of the selected mathematical model study of the geological environment.
Площадная установка в толще ледового покрова сейсмоприемников позволяет регистрировать все типы полезных сигналов, внешние шумы различной природы как антропогенного, так и естественного характера, гидроакустические помехи, шумы ледового покрова, в том числе изгибно-гравитационные волновые процессы, связанные с колебаниями ледовой пластины, кроме того, фиксировать положения сейсмоприемников в географических координатах с высокой точностью при помощи спутниковой системы позиционирования, что повышает достоверность поиска полезных ископаемых, а также позволяет надежно выставить абсолютное горизонтальное положение каждого сейсмоприемника по уровню и сориентировать его по сторонам света, что приводит к более точному измерению вертикальной и горизонтальной компонент сейсмоакустического сигнала. Значительно упрощается техническая часть выполнения поиска полезных ископаемых, так как в отличие от применяемых сегодня донных и морских приемников использование специализированных судов не требуется. К тому же приводит к построению трехмерной математической модели среды, что позволяет более обоснованно, по сравнению с анализом разреза вдоль профиля, принимать решение о наличии полезных ископаемых.The areal installation in the thickness of the ice cover of the geophones allows recording all types of useful signals, external noises of various nature, both anthropogenic and natural, hydroacoustic interference, noise of the ice cover, including bending and gravitational wave processes associated with vibrations of the ice plate, in addition , fix the position of geophones in geographical coordinates with high accuracy using a satellite positioning system, which increases the reliability of the search for useful and accumulated, and also allows you to reliably set the absolute horizontal position of each seismic receiver in level and orient it to the cardinal points, which leads to a more accurate measurement of the vertical and horizontal components of the seismic acoustic signal. The technical part of the search for minerals is greatly simplified, since unlike the current bottom and marine receivers, the use of specialized vessels is not required. In addition, it leads to the construction of a three-dimensional mathematical model of the environment, which makes it possible to make a decision about the presence of minerals more reasonably, in comparison with the analysis of the section along the profile.
Установка гидроакустического векторного приемника в толще воды под сейсмоприемником позволяет получать дополнительную информацию о волновом поле в измерительной точке и определять таким образом направление и тип гидроакустической помехи, что приводит к повышению соотношения полезный сигнал/шум.Installing a sonar vector receiver in the water column under the seismic receiver allows you to obtain additional information about the wave field at the measuring point and thus determine the direction and type of sonar interference, which leads to an increase in the useful signal / noise ratio.
Регистрация на каждом измерительном пункте сейсмоакустического и гидроакустического сигналов от шумовых источников в течение определенного времени с последующим вычислением взаимно-корреляционной функции поверхностных сейсмических волн для каждой пары сейсмоприемников, определением времени распространения поверхностной сейсмической волны по положению максимума взаимно-корреляционной функции приводит к равномерному освещению исследуемой территории сейсмическими трассами с различных направлений в совокупности с использованием всей волновой формы сигнала для определения времен распространения и усреднением шумовых сигналов за достаточно длительное время, что приводит к повышению точности и достоверности выделения перспективных для добычи полезных ископаемых участков морского дна.Registration at each measuring point of seismic and hydroacoustic signals from noise sources for a certain time, followed by calculation of the cross-correlation function of surface seismic waves for each pair of seismic receivers, determination of the propagation time of the surface seismic wave from the maximum position of the cross-correlation function leads to uniform illumination of the study area seismic tracks from various directions in conjunction with the use of m of the entire waveform of the signal for determining propagation times and averaging noise signals over a sufficiently long time, which leads to an increase in the accuracy and reliability of identifying promising areas for extraction of mineral resources of the seabed.
Моделирование карт скорости поверхностной сейсмической волны путем построения математических моделей исследуемой геологической среды с разным распределением значений упругих параметров по глубине с последующим сравнением модельных карт скорости поверхностной сейсмической волны с полученными экспериментальными картами скорости поверхностной сейсмической волны обеспечивает точное определение упругих параметров (скорость продольных волн, скорость поперечных волн, плотность) геологической среды в случае предположения о слоистой структуре изучаемого региона. Кроме того, выполнение математического моделирования позволяет выполнять оценку разрешения метода и по глубине, и в горизонтальной плоскости, что повышает достоверность способа.Modeling the velocity maps of a surface seismic wave by constructing mathematical models of the studied geological environment with different depth parameters distribution of elastic parameters followed by comparing model velocity maps of the surface seismic wave with the obtained experimental velocity maps of the surface seismic wave provides an accurate determination of elastic parameters (longitudinal wave velocity, transverse velocity waves, density) of the geological environment in the case of the assumption of a layered trukture studied region. In addition, the implementation of mathematical modeling allows you to evaluate the resolution of the method both in depth and in the horizontal plane, which increases the reliability of the method.
Способ поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид системы для осуществления способа поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, на фиг. 2(a) - пример использования способа поиска полезных ископаемых в акватории Карского моря, где треугольниками отображены измерительные пункты. На фиг. 2(б) - характерный вид взаимно-корреляционной функции двух сейсмоприемников, установленных в толще ледового покрова, где вертикальные линии указывают на время распространения поверхностной волны. На фиг. 3(а-г) - примеры экспериментальных карт поверхностных волн для разных частот, на фиг. 3(д) - модель распределения упругих параметров среды по глубине.A method of searching for minerals on the shelf of ice-covered seas is illustrated by the drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a system for implementing a method of searching for minerals on the shelf of ice-covered seas, FIG. 2 (a) is an example of using the mineral search method in the Kara Sea, where the measuring points are indicated by triangles. In FIG. 2 (b) - a characteristic view of the cross-correlation function of two geophones installed in the thickness of the ice sheet, where vertical lines indicate the propagation time of the surface wave. In FIG. 3 (a-d) are examples of experimental maps of surface waves for different frequencies, in FIG. 3 (e) - model of the distribution of the elastic parameters of the medium in depth.
Способ поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, осуществляется следующим образом.A method of searching for minerals on the shelf of seas covered with ice is as follows.
Производят площадную расстановку на исследуемой территории с заданным шагом измерительных пунктов. Каждый измерительный пункт состоит из установленного в толще ледового покрова сейсмоприемника и расположенного в толще воды под сейсмоприемником гидроакустического векторного приемника. На каждом измерительном пункте регистрируют сейсмоакустические и гидроакустические сигналы от шумовых источников в течение определенного времени. После чего выделяют поверхностную сейсмическую волну из сейсмоакустического сигнала путем сравнения сейсмоакустических и гидроакустических сигналов, отфильтровывают сейсмоакустический сигнал от гидроакустических помех и шумов ледового покрова. Затем вычисляют взаимно-корреляционную функцию отфильтрованных поверхностных сейсмических волн для каждой пары сейсмоприемников. Определение времени распространения поверхностной сейсмической волны проводят по положению максимума взаимно-корреляционной функции. Строят экспериментальные карты скорости поверхностной сейсмической волны для разных ее частот ƒ, моделируют карты скорости поверхностной сейсмической волны для тех же частот ƒ путем построения математических моделей исследуемой геологической среды с разным распределением значений упругих параметров по глубине и сравнивают модельные карты скорости поверхностной сейсмической волны с полученными экспериментальными картами скорости поверхностной сейсмической волны. Выбирают математическую модель исследуемой геологической среды, для которой модельные карты скорости поверхностной сейсмической волны идентичны полученным экспериментальным картам скорости поверхностной сейсмической волны. После чего выносят суждение о наличии полезных ископаемых по значению упругих параметров выбранной математической модели исследуемой геологической среды.Areal alignment is carried out in the study area with a given step of measuring points. Each measuring point consists of a seismic receiver installed in the ice cover and a hydroacoustic vector receiver located in the water column below the seismic receiver. At each measuring point, seismic and hydroacoustic signals from noise sources are recorded for a certain time. After that, the surface seismic wave is extracted from the seismic acoustic signal by comparing the seismic and hydroacoustic signals, the seismic acoustic signal is filtered out from hydroacoustic interference and noise of the ice sheet. Then calculate the cross-correlation function of the filtered surface seismic waves for each pair of geophones. The propagation time of a surface seismic wave is determined by the position of the maximum of the cross-correlation function. They construct experimental velocity maps of the surface seismic wave for different frequencies ƒ, simulate velocity maps of the surface seismic wave for the same frequencies ƒ by constructing mathematical models of the studied geological environment with different depth parameters distribution of elastic parameters and compare model velocity maps of the surface seismic wave with the obtained experimental surface velocity seismic wave maps. A mathematical model of the studied geological environment is chosen for which the model velocity maps of the surface seismic wave are identical to the obtained experimental velocity maps of the surface seismic wave. Then they make a judgment about the presence of minerals by the value of the elastic parameters of the selected mathematical model of the studied geological environment.
Конкретный пример осуществления способа поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом.A specific example of the implementation of the method of searching for minerals on the shelf of seas covered with ice.
Для поиска месторождений нефти и газа в акватории Карского моря использовалась расстановка, состоящая из 8 измерительных пунктов, равномерно распределенных по окружности диаметром 60 километров (фиг. 2а), каждый из которых включал установленный в ледовом покрове сейсмоприемник и расположенный в толще воды векторный приемник. Для точной установки в заданную географическую точку и временной синхронизации измерительных пунктов применялась спутниковая система позиционирования. Горизонтальные компоненты каждого сейсмоприемника ориентировались по сторонам света север - юг, а вертикальная компонента выставлялась строго по уровню. Каждый векторный приемник устанавливался таким образом, чтобы направления всех трех его осей совпадали с направлением осей сейсмоприемника. Исследуемый регион, который охватывает окружность, пересекает 28 трасс, образованных каждой парой измерительных пунктов (фиг. 2а). Регистрация и запись шумовых сейсмоакустических и гидроакустических сигналов осуществлялась в течение одного месяца на каждом из 8 пунктов, после чего данные собирались и передавались в центр сбора информации. Для каждого из 8 пунктов выполнялось выделение поверхностной сейсмической волны из сейсмоакустического сигнала путем сравнения сейсмоакустических и гидроакустических сигналов с последующей фильтрацией сейсмоакустического сигнала от гидроакустических помех и шумов ледового покрова. Затем вычислялась суточная взаимно-корреляционная функция отфильтрованных поверхностных сейсмических волн для 28 пар сейсмоприемников, после чего суточные взаимно-корреляционные функции усреднялись за весь временной период, равный одному месяцу, и по положению максимума взаимно-корреляционной функции (фиг. 2б), для четырех диапазонов частот, с центральными частотами ƒ=0,1; 0,15; 0,2 и 0,25 Гц, определялось время распространения поверхностной сейсмической волны для каждой пары. На основе полученных данных выполнялось построение экспериментальных карт скорости поверхностной сейсмической волны методом лучевой томографии (фиг. 3а-г). При моделировании карт скорости поверхностной сейсмической волны для тех же частот ƒ выполнялось построение математических моделей исследуемой геологической среды до глубины 12 км, включающей 35 слоев, в которых скорость продольных волн изменялась для большого количества различных моделей в диапазоне 2,0-7,1 км/с, а скорость поперечных волн - 1,1-4,4 км/с с шагом 0,1 км/с. Модельные карты скорости поверхностной сейсмической волны сравнивались с полученными экспериментальными картами скорости поверхностной сейсмической волны. После чего была выбрана математическая модель исследуемой геологической среды, для которой модельные карты скорости поверхностной сейсмической волны идентичны полученным экспериментальным картам скорости поверхностной сейсмической волны (фиг. 3д). По пониженным значениям скоростей поперечных волн, принимающих значения меньше 3,8 км/с (фиг. 3д - темный цвет), выбранной математической модели было принято решение о наличии и местоположении полезных ископаемых в исследуемой геологической среде.To search for oil and gas deposits in the Kara Sea, an arrangement was used consisting of 8 measuring points uniformly distributed over a circle with a diameter of 60 kilometers (Fig. 2a), each of which included a geophones receiver and a vector receiver located in the water column. For accurate installation at a given geographical point and time synchronization of measuring points, a satellite-based positioning system was used. The horizontal components of each seismic receiver were oriented north-south, and the vertical component was set strictly in level. Each vector receiver was installed in such a way that the directions of all three of its axes coincided with the direction of the axes of the geophone. The studied region, which covers a circle, crosses 28 paths formed by each pair of measuring points (Fig. 2a). Registration and recording of noise seismoacoustic and hydroacoustic signals was carried out for one month at each of 8 points, after which the data was collected and transmitted to the data collection center. For each of the 8 points, the surface seismic wave was extracted from the seismic acoustic signal by comparing the seismic and hydroacoustic signals with the subsequent filtering of the seismic acoustic signal from hydroacoustic interference and ice cover noise. Then, the daily cross-correlation function of the filtered surface seismic waves was calculated for 28 pairs of geophones, after which the daily cross-correlation functions were averaged over the entire time period equal to one month and over the position of the maximum cross-correlation function (Fig. 2b), for four ranges frequencies, with center frequencies ƒ = 0.1; 0.15; 0.2 and 0.25 Hz, the propagation time of the surface seismic wave for each pair was determined. On the basis of the obtained data, experimental maps of the surface seismic wave velocity were constructed by the method of beam tomography (Fig. 3a-d). When modeling velocity maps of a surface seismic wave for the same frequencies ƒ, mathematical models of the studied geological environment were built to a depth of 12 km, including 35 layers, in which the velocity of longitudinal waves varied for a large number of different models in the range 2.0–7.1 km / s, and the shear wave velocity is 1.1-4.4 km / s in increments of 0.1 km / s. Model velocity maps of the surface seismic wave were compared with the obtained experimental velocity maps of the surface seismic wave. After that, a mathematical model of the studied geological environment was chosen for which the model velocity maps of the surface seismic wave are identical to the obtained experimental velocity maps of the surface seismic wave (Fig. 3d). Based on the reduced values of shear wave velocities that take values less than 3.8 km / s (Fig. 3d is a dark color), the selected mathematical model decided on the presence and location of minerals in the studied geological environment.
Предлагаемый способ поиска полезных ископаемых на шельфе морей, покрытых льдом, существенно упрощает техническую сторону поиска полезных ископаемых на покрытом льдом морском шельфе, приводит к анализу более широкого информационного поля, кроме того, является экологически безопасным благодаря использованию естественного шумового фона в качестве источника информации о среде. Позволяет выполнять трехмерные исследования при гораздо меньших экономических затратах в крайне сложных ледовых условиях.The proposed method for the search for minerals on the shelf of ice-covered seas significantly simplifies the technical side of the search for minerals on the ice-covered sea shelf, leads to the analysis of a wider information field, and is also environmentally friendly due to the use of natural noise background as a source of information about the environment . Allows you to perform three-dimensional studies at much lower economic costs in extremely difficult ice conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147964A RU2646528C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147964A RU2646528C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646528C1 true RU2646528C1 (en) | 2018-03-05 |
Family
ID=61568667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016147964A RU2646528C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646528C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109443516A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-08 | 西北工业大学 | A kind of passive acquisition methods of Bottom sound speed based on the vertical vibration velocity signal of noise field |
| CN109489799A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-19 | 西北工业大学 | A kind of Bottom sound speed substep inversion method based on double vector hydrophones |
| CN112965108A (en) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | Method and system for determining vertical sealing performance of trap cover layer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076342C1 (en) * | 1992-10-21 | 1997-03-27 | Центральная геофизическая экспедиция | Method of sea seismic prospecting |
| GB2383414A (en) * | 2001-12-22 | 2003-06-25 | Westerngeco Ltd | Processing seismic data |
| US7330799B2 (en) * | 2001-12-21 | 2008-02-12 | Société de commercialisation des produits de la recherche appliquée-Socpra Sciences et Génie s.e.c. | Method and algorithm for using surface waves |
| RU2517780C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-05-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Method for hydrocarbon prospecting on north sea shelf |
| RU2518577C2 (en) * | 2008-11-26 | 2014-06-10 | Джеко Текнолоджи Б.В. | Continuous adaptive surface wave analysis for three-dimensional seismic data |
| US9188688B2 (en) * | 2008-07-09 | 2015-11-17 | Ion Geophysical Corporation | Flexural wave attenuation |
-
2016
- 2016-12-07 RU RU2016147964A patent/RU2646528C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2076342C1 (en) * | 1992-10-21 | 1997-03-27 | Центральная геофизическая экспедиция | Method of sea seismic prospecting |
| US7330799B2 (en) * | 2001-12-21 | 2008-02-12 | Société de commercialisation des produits de la recherche appliquée-Socpra Sciences et Génie s.e.c. | Method and algorithm for using surface waves |
| GB2383414A (en) * | 2001-12-22 | 2003-06-25 | Westerngeco Ltd | Processing seismic data |
| US9188688B2 (en) * | 2008-07-09 | 2015-11-17 | Ion Geophysical Corporation | Flexural wave attenuation |
| RU2518577C2 (en) * | 2008-11-26 | 2014-06-10 | Джеко Текнолоджи Б.В. | Continuous adaptive surface wave analysis for three-dimensional seismic data |
| RU2517780C2 (en) * | 2012-06-18 | 2014-05-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Method for hydrocarbon prospecting on north sea shelf |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109443516A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-08 | 西北工业大学 | A kind of passive acquisition methods of Bottom sound speed based on the vertical vibration velocity signal of noise field |
| CN109489799A (en) * | 2018-12-25 | 2019-03-19 | 西北工业大学 | A kind of Bottom sound speed substep inversion method based on double vector hydrophones |
| CN112965108A (en) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | Method and system for determining vertical sealing performance of trap cover layer |
| CN112965108B (en) * | 2021-02-05 | 2023-08-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | Method and system for determining vertical closure of trap cap layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7773456B2 (en) | System and method for seismic data acquisition | |
| US10690792B2 (en) | Amplitude-versus-angle analysis for quantitative interpretation | |
| RU2433425C2 (en) | Method for seismic prospecting hydrocarbons and method of determining attitude of producing formations on hydrocarbons and seismic station for realising said method | |
| CN110058309A (en) | A kind of solid time-lapse seismic observation system and method | |
| RU2646528C1 (en) | Method of searching for mineral resources on the shelf of seas coated by ice | |
| RU2563323C1 (en) | Method of reconstruction of fine structure of geological object and forecast of its fluid saturation | |
| RU2536836C1 (en) | System for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment | |
| CN104181586A (en) | Inversion method of waterland detector data seabed reflection coefficient | |
| RU2434250C1 (en) | Method of detecting seismic signals on sea area when searching for underwater deposits of hydrocarbons | |
| RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
| RU2271554C1 (en) | Exploration seismology method | |
| CN109632258A (en) | A kind of internal wave of ocean acoustic detection method that the transmitting-receiving based on vector sensor is isolated | |
| Miller et al. | Sediments in the East China sea | |
| Lee et al. | Status of marine seismic exploration technology | |
| CN102939547A (en) | Method of determining the relative position of two detectors at the bottom of the sea | |
| RU2498357C1 (en) | System for microseismic probing earth's crust and seismic monitoring | |
| GB2186687A (en) | Passive determination of target data of a vehicle | |
| RU2545463C1 (en) | Multifrequency-phase sounding (mfp sounding) for searches and detail exploration of oil and gas deposits and prospecting and exploration system to this end | |
| RU2525644C2 (en) | Method of geochemical exploration | |
| RU2517780C2 (en) | Method for hydrocarbon prospecting on north sea shelf | |
| JP2008014830A (en) | Hydrate existence domain survey method and survey system | |
| RU2536837C1 (en) | Method for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment | |
| Sobisevich et al. | Geohydroacoustic noise monitoring of under-ice water areas of northern seas | |
| RU2480793C2 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
| RU2645790C1 (en) | Method for definition of boundaries of sub-vertical expanded objects in geological environment |