«СИНЯЯ КНИГА»

И. Оболенцева, доктор геолого-минералогических наук

Становление сейсмических исследований в Сибири связано с именем академика Н. Пузырева. Начало было положено в 1959 году в Институте геологии и геофизики СО АН СССР, где ученый сформировал лабораторию сейсморазведки, ставшей впоследствии ядром развития сейсмического направления. Тогда, 22 ноября 1959 года, Николаю Никитовичу исполнилось 45 лет, это ровно половина от нынешних 90!

В своей книге «Записки геофизика» он пишет, что сибирский период оказался самым длительным в его научно-производственной биографии.

Когда  Н. Пузырев принял приглашение директора института А. Трофимука и его заместителя Э. Фотиади перейти на работу в ИГГ, за его плечами, как говорится, был уже большой опыт практической деятельности в производственных организациямх Эмбенского нефтеносного района (1938-1950) и серьезные результаты в области кинематической интерпретации сейсмических данных, опубликованные за годы работы в Москве (1951-1959) во ВНИИгефизики и обобщенные в вышедшей в том же 1959 году монографии «Интерпретация данных сейсморазведки методом отраженных волн», за которую ему была присвоена степень доктора наук. Эта монография — мы её называем «синяя книга» по цвету обложки — стала на многие годы настольной книгой целого поколения сейсморазведчиков.

В те годы открывались большие перспективы для институтов только что созданного Сибирского отделения Академии наук. Это было время постановки и решения больших научных задач, имеющих непосредственный выход на производство. Интересно отметить, что в год создания Сибирского отделения в районе Березово был получен первый фонтан сибирской нефти. Для исследователей, в том числе геофизиков, заработал естественный научный полигон.

Н. Пузырев выбрал два главных научных направления, которые и развивались в институте в последующее время, вплоть до настоящих дней — в Институте геофизики СО РАН. Первое направление — многоволновые сейсмические исследования, основанные на использовании волн разной поляризации, — не только продольных, но и поперечных и частично поперечных (обменных). Второе направление — глубинные сейсмические исследования на территории Сибири, выполняемые на основе новых методических подходов, учитывающих специфику сибирских условий.

Многоволновые сейсмические исследования первоначально были названы «методом поперечных и обменных волн», подчеркивающим новизну и новые возможности сейсмических исследований. Использование только продольных волн при производственных работах было связано со многими причинами. Главное, что продольные волны несравнимо легче возбуждать и регистрировать, чем поперечные. Волновые поля продольных волн имеют более простую структуру, по сравнению с волновыми полями поперечных и обменных волн, так как продольная волна, в отличие от поперечной, в анизотропной среде не расщепляется на две волны. Продольные волны обладают гораздо более устойчивыми кинематическими и динамическими характеристиками. Интерпретация продольных волн намного проще, чем волн другой поляризации. И, наконец, продольные волны к тому времени стали традиционным инструментом исследований, с хорошо развитыми методами полевых работ, обработки и интерпретации полученных данных, особенно отраженных волн. При этом возможности продольных волн были далеко не исчерпаны, и виделось много путей развития и совершенствования теории и методов.

Несмотря на все преимущества продольных волн по сравнению с поперечными и большой личный вклад Н. Пузырева в развитие методов интерпретации продольных волн, главным направлением работ он избрал не совершенствование существующей сейсморазведки, а принципиально новое направление — сейсмические исследования, основанные на использовании всех типов волн, возникающих в упругих средах: продольных, обменных и поперечных. Это был большой, принципиальный шаг вперед в развитии сейсмики, так как вводился в действие полный набор физически возможных полей смещений упругих волн. Время показало, что этот выбор был стратегически правильным, так как делал сейсмические методы изучения земной коры, и в первую очередь ее осадочного чехла, содержащего месторождения углеводородов и других полезных ископаемых, полнокровными и имеющими новые перспективы, связанные с новыми типами волн.

Например, в песчаниках, содержащих газ, скорость продольных волн понижается, а скорость поперечных остается неизменной, что служит хорошим поисковым признаком залежей газа. За счет этого же явления коэффициенты отражения продольных волн от кровли пласта, содержащего залежь, увеличиваются вследствие увеличения контрастности отражающей границы — явление, получившее название «яркого пятна», а коэффициенты отражения поперечных волн остаются неизменными. Еще один пример: часто карбонатные коллекторы содержат системы вертикально ориентированных трещин. Попадая в такой слой, поперечная волна расщепляется на две: у первой смещения происходят в плоскостях трещин, у второй — перпендикулярно плоскостям трещин, при этом первая волна опережает вторую.

Развитие многоволновой сейсморазведки происходило на протяжении 1960-1980 гг. и включало в себя следующие этапы: создание источников поперечных волн, обладающих направленностью излучения; проведение экспериментов с целью изучения кинематических и динамических характеристик отраженных, преломленных и проходящих волн разной поляризации в реальных геологических средах; построение, на базе выполненных экспериментов, адекватных реальности моделей геологических сред; развитие теории, методики наблюдений, обработки и интерпретации данных многоволновой сейсморазведки; вовлечение производственных организаций в проведение многоволновых сейсмических исследований для решения разведочных задач.

Н. Пузырев и его соавторы — лауреаты Государственной премии СССР 1987 года.

Возглавляемый  Н. Пузыревым исследовательский коллектив института (А. Тригубов, К. Лебедев, Г. Лебедева, Б. Сибиряков, И. Оболенцева, Т. Нефедкина, С. Горшкалев и др.) в тесном сотрудничестве с ВНИИгеофизики (Л. Бродов, Л. Худобина, Т. Куличихина и др.) и специально созданной в 1972 году Сибирской геофизической экспедицией (главный геолог — Г. Ведерников) успешно справился с поставленными большими задачами. Об этом свидетельствует присуждение Государственной премии СССР в 1987 году.

В настоящее время, после экономически тяжелых 90-х годов, в России намечается тенденция к возрождению многоволнового направления. Теперь нам предстоит догонять другие страны, особенно США, которые за годы нашего вынужденного простоя успели, учитывая наш опыт и имея наших, покинувших Россию, специалистов, получить выдающиеся результаты в области многоволнового направления, развивая его в модификации совместного использования продольных и обменных волн.

Глубинные сейсмические исследования с использованием искусственных источников сейсмических волн на территории Сибири к началу 1960-х годов были представлены двумя очень короткими профилями, то есть фактически отсутствовали. Чтобы составить за приемлемое время хотя бы общее представление о строении земной коры на огромных просторах Западной и Восточной Сибири, требовалось разработать такую методику наблюдений, которая позволила бы достаточно быстро провести большой объем работ и получить достаточно информативные сейсмические записи, позволяющие выполнить отождествление и интерпретацию основных волн с требуемой точностью и детальностью.

Поставленную задачу удалось решить, используя специально разработанную методику дифференциальных сейсмических зондирований (по стандартной методике проводилось непрерывное профилирование). Особенности новой методики состоят в измерениях на базе, а не в точке (дифференциальные, а не точечные зондирования), и в произвольном расположении источников и приемников вдоль линий или на площади наблюдений, в зависимости от орогидрографических условий и условий проходимости. Интерпретация получаемых полей времен выполнялась на основе теории, начало которой было положено Н. Пузыревым, а развитие продолжено С. Крыловым и сотрудниками возглавляемой им лаборатории глубинных сейсмических исследований (З. Мишенькина, Б. Мишенькин, В. Суворов, Г. Петрик и др.)

За относительно короткий срок, в сотрудничестве с производственными организациями, в первую очередь с трестом «Иркутскгеофизика», было выполнено изучение строения земной коры на значительной части территории Сибири, включая Байкальскую рифтовую зону.

Таким образом, оба направления исследований, выбранные Н. Пузыревым 45 лет назад, оказались мудрым стратегическим выбором.

Целостный взгляд на сейсмический процесс в земной коре: ее верхней части, осадочном чехле, и в более глубоких частях, до границы Мохоровичича, — сказался и на обобщающих работах Н. Пузырева — «Методы сейсмических исследований» (1992) и «Методы и объекты сейсмических исследований» (1997), написанных им в последние годы. В этих монографиях параллельно и с единых позиций рассматриваются сейсмические волны и методы их изучения как для самой верхней части коры, так и для земной коры в целом. Монография «Методы и объекты сейсмических исследований» в настоящее время выходит и на английском языке.

Фото В. Новикова.

стр. 5