ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Влияние Допплеровского эффекта на сейсмоакустические исследования и геологическую интерпретацию геофизических данных

 

Мамедов Фарман Новруз оглы,

соискатель Нефтяной Академии Азербайджана.

 

Проведение непрерывных сейсмоакустических профилирований в морс­­ких условиях имеет свои особенности и трудности. Достаточно много параметров, таких как погодные условия, морская флуктуация, стратиграфические структура и неоднородности морской воды и геологических пластов и т.д. влияет на геофизические исследования [1, с.442-452]. Однако учитывать десятки перечисленных параметров во время обработки и интерпретации сейсмоакустических данных очень сложно, а влияние некоторых - прак­ти­чес­кие невозможно. Одним из этих параметров является Допплеровский эффект, явление которого несомненно во время проведение морских работ (рис.1).

 

Рис. 1. Проведение непрерывных сейсмоакустических профилирований в морских условиях.

 

Влияние Допплеровского эффекта особенно ярко выражается на глубо­кой час­­ти моря. Учитывая максимальную глубину Каспийского моря для ус­та­­нов­­ки стационарных платформ не более 150 метров Допплеровский эф­фект ак­туален для выполняемых работ. Как изображено на рис.1 сейсмо­акус­ти­чес­кий излучатель и приемная касса, спускаемая с борта исследовательского судна, находятся в воде на расстоянии нескольких десятков метров друг от друга, а также от судна. Для выбора устойчивых участков для стационарных соору­же­ний необходимо исследование морского дна до 100-200 метров в глубину зем­ной по­верхности, хотя сейсмоакустический комплекс позволяет геофи­зические ис­следования до 700 метров в глубину.

 

Рис. 2. Сейсмоакустическая трасса и часть распознанного профиля.

 

            Сейсмоакустический профиль состоит из совокупности сейсмоакусти­чес­­ких трасс и для изучения влияния Допплеровского эффекта необходим спектральный анализ трасс в отдельности и профиля в целом. Каждая трасса ха­рактеризуется в частности следующими параметрами: амплитуда, частота и дисперция точек, составляюших трасс. Однако каждая трасса тоже харак­тери­­зуется своими функцией принадлежности и степенью дискрет­ности [2, с.272-286]. Спектральный анализ сейсмоакустических трасс и профилей зависимы друг от друга и Допплеровский эффект в основном влияет на частоты, дисперцию и функциииональной кривой трасс составляющей профиля. На рис. 2 показано сейсмоакустическая трасса и часть распознанного про­филя, состоящие из множества трасс. Влияние Допплеровского эффекта на гео­фи­зические исследования и обработка данных не достаточно изучена и эта тема актуальна для геологической интерпретации данных. Под действием си­лы тяжести и буксируемой силы судна сейсмоакустического излучателя и прием­ная коса двигается вертикально в воде, в результате чего Допплеровский эффект, который влияет на обработку и интерпретацию гефизической инфор­мации. Частоты источника сейсмоакустических волн отметим f0, тогда после влияния Допплеровского эффекта получим искаженную частоты f:

                                                                                                                      (1)

где, - скорость распространения акустических волн в неоднородном прос­тран­стве, соответственно  и  - скорость источника и приемника. Для оценки влияния Допплеровского эффекта на скорость распрос­тра­не­ния сейсмоакустических волн рассмотрим создание математической мо­дели с использованием функции Фурье.

                                                 (2)

            Результаты проводимого спектрального анализа и анализ данных полу­ченной математической модели показывает, что изменение частоты и длина волн сейсмоакустических сигналов влияет на дисперсию и амплитуду фун­к­ции принадлежности трассе, в которой можно видеть интерпретации геофи­зических информаций [4, с. 382-414]. Изменение отражается таким образом; если длина волн увеличивается, то в ответ на это пропорцианально увели­чи­вается амплитуда трасс, а дисперция точек уменшается. При уменьшении дли­ны распространяемых волн амплитуды трасс уменьшаются, а дисперция точек увеличивается [2, с. 357-361]. Для построения математической мо­дели, как показано на рис.3, используются волновые уровнения, функции скорости распросранения и ускорения выражаются таким образом:

                                              (5а)

                                            (5б)

                                                             (5в)

 Где, А-амплитуда волн (м), Т=1/f –период, f=1/Т –частота (гц),  скорость распространения (м/с), -длина (м),  - волновое значение (1/м), -частота (рад/с).

            Результаты вычисления этой модели показывает что, если частоты из­лу­чателя будет 440гц, и скорость движение источника 20 м/с при 20 С0 тем­пе­ратуре после влияния Допплеровского эффекта частота волн изменяется в пределах 410-465гц частотного диапазона [1. с. 174-186]. При этом скорость распространения акустической волны считается 345м/с. учитывая Доппле­ров­ский эффект распространение вольновой энергии и сила акустической ис­точ­­ника меняется так, что течение одного периода энргии волн пере­мещается на расстояний длины волн:

                                      (6)

где, - коофициент который характеризуется массой на единицу переме­ще­ния длина волн (грам/м) [5, с. 52-60]. Используя выражение (6) можно определит скорость распространения сейсмоакустических волн в зависимости от мощ­­ности источника, перемещение длина волн, амплитуды и частоты акус­ти­ческого сигнала. Результаты этих вычислений показаны таблице 1.

 

Таблица 1.

Порода грунта

Плотность,

г/cм3

Поглащение, дб

Частота,

Гц

Амплитуда, м

Мощность источника, Ватт

Скорость,

м/с

вода

1.00

0.040

3500

0.015

1600

1497

морская вода

1.05

0.045

3500

0.020

1600

1531

глина

1.15

0.610

3500

0.030

1600

1585

глина осадки

1.30

0.660

3500

0.035

1600

1548

осадки глина

1.40

0.720

3500

0.050

1600

1642

осадки пески

1.80

0.940

3500

0.065

1600

1925

мелкий песок

1.90

1.050

3500

0.070

1600

1995

песок

2.20

1.160

3500

0.085

1600

2110

 

Необходимо отметить, что скорость распространения акустических волн в дистиллированный воде - 1490 м/с, морской воде - 1530м/с. Во время геофизических исследований и течение обработки и интерпретации дан­ных очень важно знать скорость распространения сейсмоакустических волн в однородных породах. Эта скорость оценивается 260-450 м/с в карбо­во­до­родных месторождениях или выявленных виде геологических нарушений так называемая «Газовых карманов».

 

Литература

 

1.                   Акустика дна океана под редакцией У.Купермана и Ф.Енсена перевод с английского // Москва, «Мир», 1984

2.                   К.Клей, Г.Медвин, «Акустическая океанография» // Изд. «Мир» // Москва, 1980

3.                   Подводная акустика и обработка сигналов под ред. Л.Бьерне перевод с английского // «Мир». Москва, 1985

 4. Справочник по гидроакустике А.П. Евтютов, А.Е.Колесников, Е.А.Ко­пенин и др., Ленинград, //«Судостроение», 1988

 5. Ф.Н.Мамедов, Диссертационная работа // «Повышение эффективности

 обмена оперативно-технологический информации при сейсмоакустическом профилировании», Баку 2008.

 6. en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect.

 

Поступила в редакцию 19.06.2009 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.