Техника - молодёжи 1943-09, страница 8

Осциллограф — прибор для записи принятых сейсмографом упругих колебаний земной коры. Зеркальные гальванометры (А) принимают сигналы от 9 групп сейсмографов. Фотоленту, на которой ведется запись, двигает лентопротяжный механизм (Б). Провода от сейсмографов включаются в клеммы (В). Регуляторы (Г) по мере надобности повышают или понижают чувствительность гальванометров.

ризснта исследуемого пласта. И если этот профиль имеет вид купола или другую характерную для нефтеносных слоев форму, значит именно здесь надо бурить нефтяную скважину, добывать драгоценную нефть.

На улавливании отраженных волн и построен сейсмометрический способ разведки земных недр.

Идея проста, не правда, ли? Но осуществление ее на практике встретило такие препятствия, которые казались почти непреодолимыми.

Земная кора состоит, конечно, не из Двух, а из значительно большего числа пластов. Но не все упругие волны отражаются от верхних пластов. Многие из них проникают вглубь и там отражаются также от глубинных пластов, Следовательно, на ной кривой (которая называется сейсмограммой) отмечаются отражения, дошедшие к данному

Сейсмологи — ученые, изучающие естественные колебания земной коры и в частности землетрясения (слово «se'Smos» означает «землетрясение»), воспользовались этими приборами и установили, что упругие волны распространяются в разных горных породах с различной скоростью. Чем плотнее пласт, тем скорее распространяются волны. Например, в сухом песке упругие волны имеют скорость всего лишь 200—300 метров в секунду, в глине она увеличивается до 1 800—2 000 метров, а в некоторых кристаллических породах доходит до 6—7 километров в секунду.

Таким образом, узнав скорость, с какой волна распространяется в тех или иных исследуемых слоях, можно приближенно судить о составе горных пород, из которых состоят эти слои.

Но разведчики должны определить глубину залегания горного пласта, а для этого знать только скорость распространения в нем волны недостаточно.

Чтобы определить глубину залегания каждого слоя, мы должны вычислить время прохождения волны от него до поверхности земли.

Для этого сейсмическая разведка воспользовалась еще одним замечательным свойством упругих волн. Подобно тому как луч света отражается от зеркала, а звуковая волна —от ближайшей отражающей поверхности (например лесное эхо отражается от опушки леса), так и упругие волны отражаются от плоскости, разделяющей два неоднородных по физическим свойствам пласта.

Например, при переходе упругой волны из глинисто-сланцевых слоев в известняки она хорощо отражается от плоскости, разделяющей оба слоя. И если на поверхности земли или в небольшой буровой скважинке взорвать заряд взрывчатого вещества, то есть устроить маленькое искусственное землетрясение, можно определить время пробега волны от трчки взрыва до отражающего пласта и обратно. А зная время и скорость движения волны, нетрудно вычислить глубину залегания отражающего пла-vt

ста по простой формуле: h = (путь = скорость X время). Правую половину равенства надо разделить пополам, так как волна дважды проделывает одинаковый путь: от точки взрыва до отражающего пласта и от пласта снова на поверхность.

Производя взрывы в разных местах, можно получить несколько точек отражения, а соединив эта точки, получим профиль го-

друга отражения разных пластов оказалось делом очень не легким. И все-таки сейсмолог» научились преодолевать это затруднение.

К осциллографу, находящемуся в специальном автомобиле-лаборатории, вдут провода не от одного сейсмографа, а от нескольких групп их. Число групп доходит до двадцати четырех. Каждая кривая на фотоленте выражает колебания почвы в том месте, где расположена данная группа сейсмографов. Тщательное сопоставление сейсмограмм, полученных от разных точек одного и того же профиля, позволяет установить, от какого именно горизонта пластов пришла отраженная волна.

Но было немало и других затруднений.

Сейсмографы — приборы настолько чувствительные, что улавливают сотрясения почвы, нии то происходящие не только от взрыва, но и от ветра, от движения транспорта, от работы различных машин и механизмов, даже от хождении людей и животных.

Мало того. От ямки, где происходит взрыв, вместе с отраженными расходятся во все стороны и другие волны. По самой поверхности земли к сейсмографам устремляются поверхностные волны. Кроме них, сейсмографы принимают так называемые преломленные волны. Преломляясь на границах пластов, они уже под другим углом возвращаются к Поверхности земли. Есть еще и прямые волны, которые не преломляются и не отражаются. Они распространяются в верхних слоях земной коры и так же, как и остальные волны, действуют на сейсмограф. Эти мешающие волны подходят к нему одновременно с отраженными, и колебания, вызванные всеми ими, смешиваются.

Основная задача сейсмической разведки в том и состояла, чтобы выделить на сейсмографе отраженные волны от всякого рода других мешающих волн.

Как же удалось решить эту задачу?

Еще в первые годы применения сейсмической разведки для устранения помех был предложен способ фильтрации отражений. Используя разницу в частотах колебаний между отраженными и мешающими волнами, электрические фильтры пропускали первые волны и задерживали вторые.

Этот способ был бы очень хорощ. если

бы отраженные и мешающие волны имели каждая свой постоянный диапазон частот и не выходили за его границы. Но, к сожалению, практика показала, что даже применение самых лучших усилителей и электрических фильтров полностью мешающих волн не устраняет, и хотя выделение отраженных волн на сейсмограмме облегчается, но остается во многих случаях очень затруднительным.

Другой способ был предложен для устранения помех со стороны поверхностных волн. Он основан на том, что интенсивность этих волн тем меньше, чем глубже заложен взрывной заряд. Но при таком способе" приходится бурить довольно глубокие скважины для взрывов. Это тре-бует больших затрат времени и средств и тем ограничивает применение сейсмической разведки.

Третий способ устранения помех состоит в подборе такого расстояния между местом взрыва и сейсмографами, чтобы поверхностные волны успели окончательно затухнуть до прихода отраженных. Но таким приемом удалось выделять только отражения от сравнительно глубоких пластов, так как лишь они приходят гораздо позже всех поверхностных волн.

Недостатки указанных способов задер-живали распространение сейсмической раз-

Механизмы сейсмографа заключены в металлический кожух. Возникающий в них при улавливании колебаний ток передается в осциллограф по проводам.

вед к и, делали ее непригодной для многих нефтеносных районов.

Тогда автор этой статьи вместе с сотрудниками сейсмической лаборатории Геофизического треста разработал новый спо* ' соб приема отраженных волн — по направлению их подхода.

Дело в том, что отраженные и мешающие волны подходят к сейсмографам по разным направлениям^ В то время как отраженные волны подходят к поверхности земли под прямым углом, вертикально, все другие волны,—и поверхностные, и преломленные, и прямые, — направляются- к сейсмографу либо под небольшими углами к горизонту, либо совсем горизонтально.

Сам по себе сейсмограф не может отделить отраженные волны от остальных. Он чутко улавливает всякие колебания, откуда бы они ни шли, и моментально посылает электромагнитный сигнал в записы-* вающий механизм —уже известный вам осциллограф.

Но если на поверхности земли по одной линии расположить целую группу сейсмографов и сделать так, чтобы электрические колебания попадали от них на однн зеркальный гальванометр, тогда эта группа сумеет по направлению подхода выделить отраженные волны. Все дело в том, что отраженные волны, подходящие по перпендикуляру к поверхности земли, дружно и одновременно вступают во все сейсмографы данной группы. Поэтому сообща они воз-

S