Sillabus

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.
К.И.САТПАЕВА
Геологоразведочный институт имени К.Т.Турысова
Кафедра геофизики
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
дисциплины студента
по дисциплине
«СЕЙСМОРАЗВЕДКА»
для специальности 050706 - Геология и разведка
месторождений полезных ископаемых
АЛМАТЫ 2007
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Сейсморазведка» для студентов КазНТУ
имени К.И.Сатпаева по специальности 050706 - Геология и разведка месторождений
полезных ископаемых составлен Ромодиной Т.М. - Алматы: КазНТУ, 2007.
Составитель Ромодина Т.М., ст. преподаватель кафедры геофизики
Аннотация:
Сейсморазведка - основной и самый точный метод геофизической
разведки,
основанный на изучении характеристик поля упругих колебаний с целью
исследования строения земной коры.
Одно из важнейших назначений сейсморазведки - поиск и разведка местоскоплений
нефти и газа.
Учебно-методический комплекс дисциплин студента (УМК ДС) представляет собой
документ, определяющий концепцию курса «Сейсморазведка». Учебно-методический
комплекс выдается студенту перед началом изучения дисциплины и содержит учебную
программу дисциплины (Syllabus), тематический план курса, систему заданий для
самостоятельной работы студентов, график выполнения отчетных работ по дисциплине,
тестовые задания для самоконтроля, перечень экзаменационных вопросов. Данный УМК
ДС поможет студентам в изучении курса Сейсморазведка, а выполнение лабораторных и
практических работ активизирует познавательную и творческую деятельность студентов.
© Казахский национальный технический университет
имени К.И.Сатпаева, 2007
1 УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – Syllabus
1.1 Данные о преподавателе: Ромодина Т.М. ст. преподаватель кафедры геофизики
Контактная информация
Тел/Факс: 8-(3272)-92-79-05
Время пребывания на кафедре – 531ауд. ГУК с 10.00-17.00ч.
1.2 Данные о дисциплине:
Название - «Сейсморазведка»
Количество кредитов - 3
Место проведения – 531 ауд. кафедры геофизики
Курс
Семестр
Кредиты
Таблица 1.
Выписка из учебного плана
Академических часов в неделю
Лекци
и
1
2
3
4
5
Практи
ч.
занятия
6
4
7
3
2
1
-
Лаб.
занятия
Форма
контрол
я
СРС*
СРСП
*
Всего
7
8
9
10
3
3
9
Экзамен
1.3 Пререквизиты: высшая математика, физика, теория поля, петрофизика, геология,
информатика.
1.4 Постреквизиты: комплексирование геофизических методов, а также дисциплины
специализации и дисциплины, устанавливаемые Советом ВУЗа.
1.5 Краткое описание дисциплины
Сейсморазведка является основным геофизическим методом при изучении глубинного
строения Земли, поисках и разведке полезных ископаемых, инженерных изысканиях и
может применяться самостоятельно или в комплексе с другими геофизическими и
геолого-геохимическими методами исследования земных недр.
Сейсмическая разведка основана на изучении распространения возбуждаемых
искусственно упругих волн в земной коре и верхней мантии и предназначена для решения
структурных,
стратиграфических,
структурно-формационных,
литофациальных,
емкостных и фильтрационных задач при поисках углеводородов.
Этот метод основан на том, что скорость распространения и другие характеристики
сейсмических волн зависят от свойств геологической среды, в которой они
распространяются: от состава горных пород, их пористости, трещиноватости,
флюидонасыщенности, напряженного состояния и температурных условий залегания.
Геологическая среда характеризуется неравномерным распределением этих свойств, т.е.
неоднородностью, что проявляется в отражении, преломлении, рефракции, дифракции и
поглощении сейсмических волн. Изучение отраженных, преломленных, рефрагированных
и других типов волн с целью выявления пространственного распределении и
количественной оценки упругих и других свойств геологической среды - составляет
содержание методов сейсморазведки и определяет их разнообразие. Методика
сейсморазведки основана на изучении кинематики волн или времени пробега различных
волн от пункта их возбуждения до сейсмоприемников, улавливающих скорости смещения
почвы, и их динамики или интенсивности волн. В специальных достаточно сложных
установках (сейсмостанциях) электрические колебания, созданные в сейсмоприемниках
очень слабыми колебаниями почвы, усиливаются и автоматически регистрируются на
сейсмограммах и магнитограммах. В результате их интерпретации можно определить
глубины залегания сейсмогеологических границ, их падение, простирание, скорости волн,
а используя геологические данные, установить геологическую природу выявленных
границ. В зависимости от типа используемых волн: на метод отраженных волн (МОВ) и
метод преломленных волн (МПВ). В свою очередь МОВ и МПВ подразделяются на
моноволновые методы, основанные на регистрации волн одного типа (продольных,
поперечных или обменных), и многоволновые, предусматривающие совместное
использование волн различных типов. В зависимости от условий проведения работ,
характера решаемых задач, приемов регистрации, обработки и интерпретации волнового
поля различают сейсморазведку сухопутную и морскую, наземную и скважинную,
профильную и площадную, двумерную и трехмерную (объемную), многокомпонентную и
поляризационную. По целевому назначению различают сейсморазведку нефтегазовую,
рудную, угольную и инженерно-геологическую.
Наибольшее распространение и развитие в последнее время получила сухопутная и
морская сейсморазведка в модификации МОВ-ОГТ как профильная-двумерная (2D), так и
площадная-трехмерная
(3D),
площадная-трехмерная-трехкомпонентная
(3D-3С),
площадная-трехмерная-мониторинговая (4D), а также скважинная многокомпонентная.
Сейсморазведка - очень важный и во многих случаях самый точный (хотя и самый
дорогой и трудоемкий) метод геофизической разведки, применяющийся для решения
различных геологических задач с глубинностью от нескольких метров (изучение физикомеханических свойств пород) до нескольких десятков и даже сотен километров (изучение
земной коры и верхней мантии). Одно из важнейших назначений сейсморазведки - поиск
и разведка нефти и газа. Сейсморазведка – неотъемлемая составная часть горногеологического процесса на всех стадиях работ.
Изучение дисциплины «Сейсморазведка» проводится после освоения студентами высшей
математики, физики, геологии, теории поля, петрофизики, информатики.
1.6 Перечень и виды заданий и график их выполнения:
Таблица
Виды
контроля
Вид работы
2
1
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Рубежны
й
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
2
Л1
Р
Л2
Ссылки
на
рекомендуемую
литературу
с
указанием
страниц
Тема работы
3
Отражение
и
сейсмических волн
Реферат
4
прохождение 1 осн [120],
2 осн. [63,74]
Баллы
(соглас
но
рейтинг
-шкале)
5
3
3
Р
Определение
скоростей
сейсмокаротажу
Реферат
по 1 осн т.2 [38],
2 осн [416],
PK1
Л3
Коллоквиум по первому модулю
Расчёт статических поправок
Р
Реферат
Л4
Вычисление
скоростей
3
3
1 осн [362],
2 осн. [337]
эффективных 1 осн [171],
2 осн [428]
Сроки
сдачи
6
1,2
нед.
3 нед.
3-4
нед.
4 нед.
10
3
5 нед.
3
6 нед.
3
7
-8
нед.
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Р
Реферат
3
8 нед.
Л5
Построение сейсмогеологических 1 осн [468],
разрезов и структурных карт
2 осн [477]
3
9-10
нед.
Текущий
контроль
Р
Реферат
3
10 нед.
Текущий
контроль
Л6
Расчёт
параметров
наблюдения МОГТ
3
11-12
нед.
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Р
Реферат
3
12 нед.
Л7
2
13-14
нед.
Текущий
контроль
Рубежны
й
контроль
Итоговый
контроль
Л7
Проектирование 3D сейсмики (по
программе Mesa) или расчёт по
электронному
методическому
пособию
Расчет параметров
2
14 нед
10
15 нед.
систем 2 осн [287]
Доп. 2
РК2
Контрольная работа по второму
модулю
Э
Экзамен
Доп 5.
Раздел
Проектировани
е
1
осн.т..1[1- 40
447]
т.2 [1-400]
1.7 Список литературы
Основная литература
1 Р. Шериф, Л. Гердарт . Сейсморазведка. Том 1 и 2. М.: Мир, 1987.
2 И.И. Гурвич, Г.Н. Боганик. Сейсмическая разведка. М.: Недра, 1980.
Дополнительная литература
1. Мак-Куиллин Р. и др. Введение в сейсмическую интерпретацию: Пер. с англ. - М.:
Недра, 1985.- 308 с
2. Е. И. Гальперин Вертикальное сейсмическое профилирование. М.:Недра,1971.
3. Электронный учебник «3D сейсморазведка»
1.8 Контроль и оценка знаний.
По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам
Казахского национального технического университета имени К.И.Сатпаева применяется
рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний, осуществляемой по
балльно-рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.
При итоговом контроле знаний возможен один из трех вариантов распределения баллов
(таблица), определенный рабочим учебным планом специальности.
Рейтинг каждой дисциплины, которая включена в рабочий учебный план специальности,
оценивается по 100 - бальной шкале независимо от итогового контроля.
Для каждой дисциплины устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль,
рубежный контроль, итоговый контроль.
Видами текущего контроля являются контрольные работы, рефераты, семестровые
задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. К итоговому контролю
относится экзамен. В зависимости от видов итогового контроля применяется различная
разбалловка видов контроля (таблица 3).
Таблица 3
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
Номер
вариантов
Вид итогового
контроля
Виды контроля
Баллы
Итоговый контроль
40
1
Экзамен
Рубежный контроль
20
Текущий контроль
40
Сроки сдачи результатов текущего контроля должны определяться календарным
графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 4). Количество текущих контролей
определяется содержанием дисциплины и ее объемом, которое указывается в учебнометодическом комплексе дисциплины.
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине «Сейсморазведка »
Таблица 4
Недел
1,2
и
Виды
контро Л1,
ля
Р
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Л2
Р,
Л2
РК1
Р,
Л3
Л4
Р,
Л4
Л5
Р,
Л5
Л6
Р,
Л6
Л7
Л7
РК
2
,Л3
Балл
6
3
3
10
6
3
3
3
3
3
3
2
2
10
Виды контроля: Л – лабораторная работа, П – практическая работа, К – контрольная, Рреферат, Кл – коллоквиум, РК – рубежный контроль и др..
Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного рейтингового
балла  30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора  20 баллов.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 5).
Таблица 5
Оценка знаний студентов
Буквенный
Рейтинговый балл
Оценка
В баллах
эквивалент
(в процентах %)
А
95-100
4
Отлично
А90-94
3,67
В+
85-89
3,33
Хорошо
В
80-84
3,0
В75-79
2,67
С+
70-74
2,33
С
65-69
2,0
Удовлетворительно
С60-64
1,67
D+
55-59
1,33
D
50-54
1,0
Неудовлетворительно
F
0-49
0
Перечень вопросов для проведения контроля по модулям и промежуточной
аттестации
Вопросы для проведения контроля по модулю I:
1.Что такое упругая сейсмическая волна и каковы её параметры?
2. В каком случае в упругой среде возникают деформации сдвига и объема?
3. Что такое обменные волны и когда они возникают?
4. Как определяется скорость продольной и поперечной волн?
5. Какие условия должны выполняться на границе раздела двух сред
чтобы образовались отраженные и преломленные волны?
6. Как определить коэффициенты отражения и прохождения сейсмической волны для
нормального ее падения на границу раздела двух сред?
7. Волновые уравнения в случае плоских и сферических волн?
8. Основные принципы геометрической сейсмики?
9. Выведите уравнения годографа отраженной волны.
10. Выведите уравнения годографа отраженной волны.
11. Выведите закон Бенндорфа.
12. Всегда ли выполняется закон Снеллиуса?
13. Какие виды скоростей применяются в сейсморазведке?
14. Что такое полезные волны и волны-помехи. Приведите классификацию.
15. Какие скоростные модели применяются на суше и на море?
Вопросы для проведения контроля по модулю 2:
1. Что такое анизотропия скорости сейсмической волны
2. Какую форму импульса имеет отраженная волна?
3. Уравнением поля времен сейсмической волны в однородной среде?
4. В каком случае в выделенном объеме среды одновременно
образуются продольная и поперечная волны?
5. Какие волны не могут быть зарегистрированы вблизи источника возбуждения
6. Как изменяется видимый период
и видимые амплитуды колебаний плоской
сейсмической волны с удалением от источника; среда однородная и идеально упругая?
7. Какое физическое истолкование можно дать отрицательному значению коэффициента
отражения:
8. Что такое геометрическое расхождение сейсмических волн?.
9. В каком частотном диапазоне расположены максимумы частотных спектров при
регистрации головных (преломленных) волн от глубоких границ (при сейсморазведочных
работах МПВ и МОВ?
10. Какие сейсмические волны называют поверхностными волнами Релея?
11.
Какие границы в сейсморазведке называются незеркальными отражающими
границами?
12. Что такое рефрагированная волна и когда она образуется?
13. Что такое дифрагированная волна и когда она образуется?
14. B чем особенность отражения сейсмической волны от незеркальной
границы?
15. Kакую среду в сейсморазведке называют градиентной?
16. Что такое критический угол и как его можно определить?
17. Что такое плотность энергии и как ее можно определить для
гармонической волны?
18. Что такое кратные волны?
19. Особенности методов МОВ и МПВ.
20. Какие источники сейсмических колебаний Вы знаете?
21. Какая зависимость существует между интенсивностью возбуждения и преобладающей
частотой в спектре волн?
22. Что называется ситемой наблюдений?
23. В чем заключается сущность ОГТ?
24. Какие системы наблюдений в МОВ Вы знаете?
25. Какие системы наблюдений в ОГТ Вы знаете?
Вопросы для промежуточной аттестации:
1 .Типы упругих сейсмических волн и их характеристика.
2. Гармонические колебания.
3. Спектральный состав колебаний.
4. Закон Гука.
5. Основные принципы геометрической сейсмики.
6. Отражение и преломление волн. Условия образования ОВ и ПВ.
7. Понятие годографа. Виды годографов.
8. Что представляет из себя годограф отраженных волн?
9. В чем заключается возможность более высокой разрешенности сигналов?
10. Что такое временной разрез?
11. Что такое структурная карта?
12. Что такое ЗМС
13. Чему равно полное время пробега вдоль траектории преломленного луча?
14. Чему равно полное время пробега вдоль траектории отраженного луча?
15. Как искажают запись кратные волны с большой временной задержкой?
16. Как изменяются упругие свойства сейсмической волны при прохождении через
нефтегазовую залежь?
17. Достоинства 3D сейсморазведки.
18. Какие границы обладают наибольшим коэффициентом отражения?
19. В чем заключается физический смысл кинематической поравки?
20. Что такое статическая поправка?
21. Что представляет карта изохрон?
22. Как повысить сейсмический эффект взрыва?
23. Что относится к кинематическим параметрам волн?
24. Что относится к динамическим параметрам волн?
25. Что такое 4D съемка?
26. Что понимают под методикой полевой сейсморазведки?
27. Что такое интерференционные системы и для чего они нужны?
28. Что такое многоволновая сейсморазведка (МВС) и для чего она применяется?
29. Как получить девятикомпонентные (9С) данные?
30. Для чего и как производится группирование источников и приемников?
1.9 Политика и процедура
Студенты должны в обязательном порядке посещать занятия. В случае пропуска
занятий (по уважительным или неуважительным причинам) студенты отрабатывают
занятия во внеучебное время. Задания к лабораторным работам студент получает при
условии сдачи предыдущей лабораторной работы. Студент допускается к сдаче итогового
контроля при условии сдачи всех видов контроля.
В результате изучения дисциплины «Сейсморазведка» студенты должны знать:
теоретические основы курса;
методы выбора и обоснования рационального комплекса сейсмических методов при
решении различных геофизических задач;
методы сейсмических исследований, правила и условия выполнения сейсмических работ;
принципы работы и технические характеристики сейсмической
аппаратуры и
оборудования;
требования, предъявляемые к сейсмическим полевым материалам и документации,
действующие стандарты по ее оформлению;
принципы и современные методы анализа и обработки получаемой сейсмической
информации;
современные достижения науки и техники, передовой отечественный и зарубежный опыт в
области сейсморазведки и её применения.
2. Содержание Активного раздаточного материала
Тематический план курса составляется в виде таблицы, где указываются
наименование темы и количество академических часов, предусмотренных для каждой
темы.
2.1 Тематический план курса
Наименование темы
Лекция Лаб.раб
1 Что такое сейсморазведка.
Физические основы сейсморазведки
Основные законы геометрической
сейсмики.
2
1
Основные сведения из теории упругих волн.
Отражение и преломление упругих волн
Сейсмические среды и границы.
Упругие свойства горных пород и сред.
2.Геометрическое расхождение. Плоские и
сферические волны Гармонические
колебания Уравнение поля времен и
его связь с волновым уравнением.
2
1
Волновые уравнения и его решения.
СРСП
3
СРС
3
3
3
3. Типы скоростей в слоистых средах.
Сейсмические свойства горных пород.
Закономерности распространения скорости
и волнового сопротивления в геологических
средах. Скоростные модели сред.
.
2
1
3
4. Поглощение и рассеивание сейсмических
волн в геологических средах. Дисперсия
скорости
Полезные волны и волны-помехи.
Сейсмогеологические условия применения
сейсморазведки.
2
1
3
2
1
3
3
2
1
3
3
2
1
3
3
2
1
3
3
3
5. Принципы решения прямых задач
сейсморазведки
.
6. Аппаратура и методика сейсморазведки.
Особенности устройства
сейсморазведочной
аппаратуры.
7. Системы наблюдений в МОВ и МПВ.
9. 8. Метод общей глубинной точки.
3
9. Виды сейсмического каротажа. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)
2
10. Объемная сейсморазведка.
2
1
3
2
1
3
2
1
3
3
2
1
3
3
2
1
3
3
2
1
3
3
30
15
45
45
11. Виды планировок в 3D сейсморазведке.
12. Определение скоростей в однородной
покрывающей толще.
13. Расчет и коррекция
статических и кинематических поправок
14. Построение сейсмогеологических
разрезов и структурных карт.
15. Морская сейсморазведка.
Всего часов
1
3
3
3
3