Новый метод изучения структур земной коры с помощью точного расчета частотно-зависимых лучей разрабатывают новосибирские ученые. О разработке рассказывает ассистент кафедры математических методов геофизики механико-математического факультета НГУ, сотрудник лаборатории многоволновых сейсмических исследований Института нефтегазовой геологии и геофизики Максим Протасов.

Точные частотно-зависимые лучи (изображены желтым) для частоты 1 Гц. Поле частотно-зависимых лучей непрерывно и покрывает всю область аналогично падающему волновому полю

Сейсморазведка на сегодняшний день нацелена на изучение труднодоступных участков планеты, где может скрываться полезное для промышленности сырье. Методы обработки сейсмических данных, такие, как миграция и томография, основанные на стандартной лучевой теории, в местах со сложной геологической структурой зачастую бессильны.

Сложные геологические среды встречаются на территории Казахстана, шельфе Анголы, российском шельфе морей Северного ледовитого океана. Под участками сложных сред могут находиться нефтегазовые ловушки — подземные коллекторы, в которых накапливается и хранится нефть или газ.

Новосибирские геофизики разрабатывают новый метод зондирования сложных геологических сред — с помощью расчета частотно-зависимых лучей.

— Способы получения сейсмического изображения, основанные на стандартных лучевых приближениях, работают при соблюдении определенных условий, связанных с длиной волны и параметрами среды. Стандартная лучевая теория применима только для высокочастотных волн. Этот метод вполне себя оправдывает в работе с относительно простыми геологическими средами. Наш метод создается для применения в средах, где есть резко-контрастные границы сложной формы, средах, которые содержат, например, соляные купола или базальтовые интрузии. Подсолвые участки недоступны для классической лучевой теории, так как в них обнаруживается множество так называемых зон теней, — говорит один из авторов разработки, ассистент кафедры математических методов геофизики механико-математического факультета НГУ, сотрудник лаборатории многоволновых сейсмических исследований Института нефтегазовой геологии и геофизики Максим Протасов.

Ученые разработали алгоритм расчета частотно-зависимых лучей и сравнили его с классической лучевой теорией. Лучевые траектории зависят от частоты зондирующего сигнала, и на границах раздела сред точные частотно-зависимые лучи проникают в зоны тени, недостижимые для стандартных лучей. Кроме того, поле точных частотно-зависимых лучей — регулярно, они нигде не пересекаются, что является выгодным отличием от стандартной лучевой теории. Метод проверялся на конкретной модели, созданной на основе реальных данных геологических структур Мексиканского залива.

Максим Протасов отмечает, что в перспективе новый метод поможет получать более корректные скоростные модели и изображения сред, а значит, оптимизировать процесс геологоразведки.

Результаты работы над методом точного расчета частотно-зависимых лучей были представлены Максимом Протасовым на ведущей европейской геофизической конференции EAGE Conference and Exhibition.