Волны в слоистых средах

Горизонтально-слоистая среда. Средняя скорость. Реальные геологические среды обычно состоят из большой совокупности тонких слоев, образовавшихся в результате часто изменяющихся условий осадконакопления. В тонкослоистых средах упругие параметры (скорости и плотности) почти непрерывно изменяются с глубиной. Определенную совокупность тонких слоев, в которых скорости и плотности незначительно варьируют около некоторого среднего значения, можно объединить в одну пачку — сейсмический слой. Характеристиками этого слоя будут являться некоторые средние значения мощности h, скорости v и плотности s. Таким образом, мы приходим к понятию слоистого разреза в виде совокупности сейсмических слоев, в каждом из которых скорости и плотности принимаются постоянными. Границы между слоями выделяют с учетом литологических и стратиграфических поверхностей, с которыми они могут совпадать. Это имеет очень большое значение для обоснования применения сейсморазведки как метода подземного картирования геологических структур.

Среда с горизонтальными границами раздела слоев называется горизонтально-слоистой. Применительно к такой среде в сейсморазведке введено понятие средней скорости v_cp, которая определяется как частное от деления пути пробега волны s на время ее распространения t:

Среднюю скорость вычисляют в предположении, что волна распространяется по прямолинейному лучу, который нормален к границам горизонтально-слоистого разреза. Такой луч называется вертикальным. Время пробега волны вдоль вертикального луча складывается из суммы времен пробега в каждом, из отдельных пластов:

В районах с наклонными границами пластов среднюю скорость рассчитывают в предположении горизонтального залегания пластов. Такое предположение оправдано тем, что среднюю скорость определяют по материалам сейсмических наблюдений в скважинах. Средняя скорость представляет собой некоторую расчетную величину, которую затем используют при построении глубинных сейсмических разрезов.

Многократные сейсмические волны. В общем случае вследствие слоистости разреза волновая картина сильно усложняется. Одна из причин заключается в возникновении многократных отраженных волн. Они являются помехами, препятствующими прослеживанию отраженных волн при изучении глубоких сейсмических горизонтов.

Различают полнократные отраженные волны— с несколькими актами отражения на одной и той же сильной границе и границе раздела земля—воздух и частично-кратные волны— с промежуточными отражениями на разных границах.

Если сильная отражающая граница одновременно является и преломляющей, то на ней возможно образование также многократных отраженно-преломленных волн.