CAPITOLUL II

Prelucrarea datelor seismice inregistrate folosind metoda seismica activa

2.1 Seismica de mica adancime

Seismica de mica adancime este folosita in studiile geotehnice si de mediu. Prelucrarea

undelor reflectate, a undelor refractate si a celor de suprafata are drept rezultat sectiuni

seismice de timp si adancime, modele de viteza 1D, 2D si/sau 3D construite pentru

undele longitudinale si transversale. Cunoscind densitatile determinate pe probe de roci

extrase din zona investigata din punct de vedere seismic se pot determina valorile

modulilor elastici (coeficientul lui Poisson, modulul lui Young, modulul de forfecare si

cel de compresibilitate, primul parametru Lamé).

2.1.1 Seismica de refractie

Seismica de refractie este o metoda relativ ieftina de cercetare a subsolului comparativ cu

alte studii geofizice. Ea consta in analiza si prelucrarea undelor refractate generate in cel

putin doua puncte pe profilul seismic. In cazul in care se doreste obtinerea unor detalii

privind viteza de propagare a undelor longitudinale, generarea se face in mai mult de

doua puncte de pe profil; numarul maxim de puncte de generare este egal cu numarul de

geofoane de pe profil.

Sursa este reprezentata de un ciocan de 10 – 16 kg. Inregistrarea se efectueaza cu

geofoane verticale plasate in lungul profilului la distante constante (de ex. 0.5 m – 5 m)

sau variabile (mici la capetele profilului, 0.5 – 1 m, si crescatoare spre centrul profilului,

10 -15 m). Semnalul in studiile de refractie este reprezentat de undra frontala (vezi Figura

2.1). Detalii privind proiectarea si realizarea studiilor seismice de refractie vezi note curs

SEISMICA II.

1

Figura 2.1 Unda frontala de la o limita plana si orizontala

Prelucrarea undelor frontale se efectueaza urmand pasii:

1. Incarcarea seismogramelor (care pot fi in format .dat, .sg2, seg-y);

In functie de programul in care se prelucreaza datele seismice, inregistrarile se pot

incarca in format .dat (Geometrics), .sg2 (Reflex) sau seg-y (Promax).

2. Definirea si incarcarea geometriei in baza de date a proiectului si a header-elor

traselor;

Fiecare inregistrare seismica este obtinuta folosind o anumita pozitie sursei seismice si a

geofoanelor. Pozitiile acestora sunt descrise de coordonatele (x,y,z) masurate pentru surse

si geofoane. Aceste coordonate trebuie incarcate in baza de date a proiectului in care se

lucreaza si in header-ul traselor seismice. Fiecare trasa seismica dintr-o inregistrare

seismica va avea aceleasi coordonate pentru sursa si coordonate diferite pentru geofoane.

3. citirea automata si corectarea manuala a timpilor de sosire ale undelor frontale

(prime sosiri sau prime ruperi)

2

Citirea automata a timpilor undelor frontale are drept rezultat o serie de valori de timp

exprimate in ms pentru fiecare inregistrare seismica in parte (Figura 2.2). In general,

valorile nu sint determinate corect din cauza zgomotului prezent pe trase si trebuie

corectate manual (Figura 2.3).

Figura 2.2 Timpii undelor frontale determinate automat (program folosit – Geometrics)

3

Fgura 2.3 Timpii undelor frontale din Figura 2.2. dupa corectatia manuala (program

folosit – Geometrics)

4. inversia timpilor undelor frontale

Urmatorul pas in prelucrarea undelor frontale este inversia timpilor lor de sosire. Aceasta

se face iterativ folosind un model de viteza initial pe baza caruia se determina modelul

final de viteza. Modelul initial de viteza se construieste de catre procesator in urma

analizei timpilor undelor frontale (Figura 2.4).

Reprezentarea grafica a timpilor undelor frontale ajuta procesatorul sa construiasca

modelul initial de viteza care poate fi 2 sau 3 strate. In Figura 2.4 am prezentat timpii

undelor frontale folositi pentru construirea unui model cu 2 strate.

Modelul final de viteza se obtine din inversia timpilor undelor frontale plecand de la

modelul initial (Figura 2.5).

Figura 2.4a Reprezentarea timpilor de sosire a undelor frontale (program folosit –

Geometrics)

4

Figura 2.4b Construirea modelului initial de viteza; model cu 2 strate: strat 1 – rosu, strat

2 – verde (program folosit – Geometrics)

Figura 2.5 Modelul final de viteza al undelor longitudinale (Vp) obtinut din analiza

undelor frontale; (program folosit – Geometrics)

5

2.1.2 Seismica de reflexie

Semnalul in studiile seismice de reflexie este reprezentat de unda simplu reflectata.

Rezultatul prelucrarii inregistrarilor seismice este reprezentat de sectiuni seismice de timp

si/sau adancime.

Sursa seismica este reprezentata de un ciocan de 10-16 kg. Inregistrarea undelor seismice

se efectueaza folosind geofoane verticale. Generarea undelor seismice se efectueaza in

puncte de pe profilul seismic astfel incat sa permita obtinerea unui ordin de acoperire

multipla cit mai mare posibil. Cazul perfect este cel in care numarul de puncte de

generare este egal cu cel al punctelor de receptie. Detalii despre proiectarea si realizarea

unui studiu seismic de reflexie de mica adancime se gasesc in note curs SEISMICA II.

Prelucrarea inregistrarilor seismice de reflexie se efectueaza folosind urmatorii pasi:

1. incarcarea inregistrarilor seismice (format .dat, .sg2, .su, seg-y).

In functie de programul in care se prelucreaza datele seismice, inregistrarile se incarca in

format .dat (Geometrics), .sg2 (Reflex), .su (Seismic Unix) si seg-y (Promax, Focus).

In Figura 2.5 am prezentat un exemplu de inregistrare seismica in care sursa folosita a

fost un ciocan de 10 kg.

In studiile seismice de mica adancime cea mai mare parte din energia generata de sursa se

propaga sub forma de unde de suprafata. Pentru a putea atenua suficient de bine aceste

unde zgomotoase in timpul prelucrarii datelor, distanta dintre geofoane folosita in timpul

masuratorilor seismice trebuie sa permita inregistrarea undelor de suprafata fara sa fie

afectate de aliasing-ul spatial. Prezenta lui afecteaza acuratetea proceselor de filtrare si

migrare a datelor seismice.

2. Definirea si incarcarea geometriei in baza de date a proiectului si in header-ul

traselor seismice

Urmatorul pas in prelucrarea datelor seismice de reflexie este definirea geometriei. Datele

de intrare in aceasta etapa sunt coordonatele (x,y,z) ale surselor si geofoanelor masurate

pe profilul seismic. Pe baza lor se determina offset-ul (distanta sursa – geofon) si

6

coordonatele (x,y) ale punctelor de reflexie. In cazul ideal, cind suprafata de observatie si

limita reflectatoare sunt orizontale, punctele de reflexie se afla la jumatatea distantei

dintre sursa si geofon. Offset-ul poate avea valori cu semn si fara semn (numai pozitive).

In cazul offset-ului cu semn, geofoanele plasate in spatele surselor au offset negativ. In

Figura 2.6 am prezentat inregistrarea seismica din Figura 2.5 dupa incarcarea geometriei

in header-ul traselor seismice.

Figura 2.5 Exemplu de inregistrare seismica de reflexie; sursa seismica – ciocan, 10 kg;

variatii de elevatie (m) – REC_ELEV

7

Figura 2.6 Inregistrarea seismica din Figura 2.5 cu geometrie incarcata

3. Calculul si aplicarea corectiilor statice

Corectiile statice se calculeaza si aplica pentru a elimina diferentele de timp introduse in

propagarea undelor reflectate de variatiile de relief si variatiile de viteza din zona de

viteza mica si zona de viteza intermediara, precum si de variatiile grosimii acestor doua

zone. Detalii privind modul in care se calculeaza si aplica aceste corectii se gasesc in

sectiunea despre prelucrarea datelor seismice inregistrate pentru explorarea pentru

hidrocarburi.

4. Filtrarea de frecventa

Atenuarea si/sau eliminarea undelor zgomotoase (unde de suprafata) se efectueza prin

aplicarea unor filtre: filtru trece banda de frecventa, filtru fk. Aplicarea acestor filtre

8

necesita transformarea inregistrarilor seismice din domeniul (t,x) in domeniul (f,k).

Detalii privind filtrarea de frecventa se gasesc in sectiunea despre prelucrarea datelor

seismice inregistrate pentru explorarea pentru hidrocarburi.

Figura 2.7 Inregistrarea din Figura 2.6 prezentata in domeniul timp (stanga) si frecventa

(dreapta); undele de suprafata sunt afectate de aliasing spatial (zona rosie prezenta la

numere de unda negative si frecvente 30-100 Hz)

5. Analiza de viteza si Corectia Normal Move-Out

Datele de intrare in analiza de viteza sunt reprezentate de colectii de trase seismice cu

punct de reflexie comun in care zgomotul a fost atenuat/eliminat in urma filtrarii realizate

folosind metodele de la punctul 4.

Analiza de viteza consta in determinarea vitezelor pentru care hiperbolele de reflexie sunt

orizontalizate folosind corectia Normal Move-Out. In general, din cauza raportului

9

semnal-zgomot destul de scazut, a undelor reflectate destul de greu de observat pe

colectiile de trase cu punct de reflexie comun, aceste viteze nu pot fi alese suficient de

corect.

Detalii privind analiza de frecventa si corectia NMO se gasesc in sectiunea despre

prelucrarea datelor seismice inregistrate pentru explorarea pentru hidrocarburi.

6. Insumarea traselor din colectiile de trase cu punct de reflexie comun

Dupa aplicarea corectiei NMO, hiperbolele undelor reflectate ar trebui sa apara pe

colectiile de trase cu punct de reflexie comun sub forma unor evenimente mai mult mai

putin orizontale.

Insumarea traselor din aceste colectii are drept rezultat atenuarea zgomotului ramas dupa

filtrare si imbunatatirea semnalului (undelor reflectate). Dintr-o colectie de trase cu punct

de reflexie comun se obtine, prin insumare, o singura trasa seismica.

De exemplu, daca setul de date seismice analizat contine 100 colectii de trase cu punct de

reflexie comun, dupa insumare se obtin 100 trase seismice care definesc asa-numita

“sectiune seismica bruta/nemigrata”.

Detalii privind insumarea traselor se gasesc in sectiunea despre prelucrarea datelor

seismice inregistrate pentru explorarea pentru hidrocarburi.

In Figura 2.9 am prezentat sectiunea seismica bruta/nemigrata obtinuta din prelucrarea

setului de date din care a fost selectata inregistrarea prezentata in Figurile 2.5 – 2.7.

7. Migrarea si conversia timp-adancime

Sectiunile seismice de timp pot fi migrate sau pot fi convertite din domeniul timp in cel

de adancime. Precizia cu care efectueaza aceste procese depinde foarte mult de calitatea

datelor seismice analizate.

Ambele metode, migrarea si conversia timp-adancime, depind de viteza de propagare a

undelor longitudinale determinate din prelucrarea datelor seismice de reflexie. Acuratetea

modelelor este influentata de raportul semnal-zgomot al inregistrarilor, de prezenta

undelor reflectate caracaterizate de amplitudini suficient de mari astfel incat sa permita

separarea lor de undele zgomtooase in timpul filtrarii etc.

10

Detalii privind migrarea datelor seismice se gasesc in sectiunea despre prelucrarea datelor

seismice inregistrate pentru explorarea pentru hidrocarburi.

Figura 2.9 Sectiune seismica reprezentata in domeniul timp (sus) si adancime (jos)

11