Khóa luận Ứng dụng phương pháp địa chấn trong tìm kiếm thăm dò dầu khí

MỤC LỤC

PHẦN MỘT

CƠ SỞ LÝ THUYẾT THĂM DÒ ĐỊA CHẤN

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1. GIỚI THIỆU 2

2. VAI TRÒ CỦA ĐỊA CHẤN TRONG THĂM DÒ DẦU KHÍ 5

3. LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI

3.1. Tổng quan 7

3.2. Biến dạng (Strains) 7

3.3. Ứng Suất (Stress) 7

3.4. Môi trường đàn hồi 8

3.5. Sóng đàn hồi 9

CHƯƠNG II: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1. NGUYÊN LÝ HUYGHEN 10

2. SÓNG PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ 11

3. SÓNG P VÀ SÓNG S 13

4. HỆ SỐ PHẢN XẠ VÀ HỆ SỐ TRUYỀN QUA

4.1. Hệ số phản xạ 16

4.2. Hệ số truyền qua 21

5. SÓNG TÁN XẠ 22

6. SÓNG PHẢN XẠ NHIỀU LẦN 24

7. NHIỄU ĐỊA CHẤN

7.1. Nhiễu liên kết và nhiễu không liên kết 29

7.2. Các phương pháp làm giảm nhiễu 31

CHƯƠNG III: GIAI ĐOẠN GHI THU TÀI LIỆU

1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

1.1. Chương trình làm việc 33

1.2. Sự cho phép hay xin phép 33

1.3 Bố trí tuyến hay việc phóng tuyến 34

1.4. Khoan các lỗ khoan nổ 34

1.5 Ghi thu tài liệu 34

2. THU NỔ ĐỊA CHẤN TRÊN ĐẤT LIỀN

2.1. Nguồn phát sóng địa chấn

2.1.1. Nguồn gây nổ 35

2.1.2. Nguồn không nổ 38

2.2. Máy thu 40

2.3. Hệ thống quan sát sóng phản xạ trên đất liền

2.3.1. Các hệ thống quan sát 41

2.3.2. Chọn các thông số của hệ thống quan sát 44

2.3.3. Ghép nhóm máy thu hoặc nhóm nguồn nổ 45

2.3.4. Phân tích nhiễu 46

2.3.5. Máy khuyếch đại 46

3. THU NỔ TRÊN ĐẤT LIỀN

3.1. Nguồn nổ trên biển

3.1.1. Nổ mìn 47

3.1.2. Súng khí 47

3.1.3. Súng hới nước 49

3.1.4. Súng nước 49

3.2. Máy thu sóng trên biển 51

3.3. Hệ thống quan sát địa chấn trên biển 52

CHƯƠNG IV: XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN

1. CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ BAN ĐẦU 55

2. TIỀN XỬ LÝ

2.1. Ghi tương tự và ghi số 56

2.2. Sắp xếp các băng ghi thực địa 58

3. LOẠI BỎ SÓNG ĐẾN MÁY THU ĐẦU TIÊN 58

4. SẮP XẾP CMP 59

5. HIỆU CHỈNH MỞ RỘNG HÌNH HỌC 61

6. HIỆU CHỈNH PHA 63

7. HIỆU CHỈNH MẶT DATUM 64

8. HIỆU CHỈNH SÓNG PHẢN XẠ NHIỀU LẦN TỪ ĐÁY BIỂN 66

9. LỌC

9.1. Khái niệm bộ lọc và những nguyên lý chung 67

9.2. Các hệ thống lọc 70

10. GIẢI CHẬP-LỌC NGƯỢC

10.1. Giới thiệu 71

10.2. Hình dạng sóng con 72

10.3. Khái niệm cơ bản giải tích chập

10.3.1. Tích chập 74

10.3.2. Hàm tương quan và tự tương quan 75

10.3.3. Cơ sở lý thuyết của giải tích chập 77

11. HIỆU CHỈNH ĐỘNG 78

12. CỘNG SÓNG ĐIỂM GIỮA CHUNG 82

13. DỊCH CHUYỂN ĐỊA CHẤN

13.1. Khái niệm chung 82

13.2. Phương pháp dịch chuyển địa chấn

13.2.1. Phương pháp dịch chuyển hình học 84

13.2.2. Phương pháp dịch chuyển bằng cách làm sụp đổ đường cong tán xạ (Diffraction collapse) 85

14. TRÌNH BÀY CUỐI CÙNG MẶT CẮT ĐỊA CHẤN

14.1. Chọn tỉ lệ hiển thị cho mặt cắt địa chấn 87

14.2. Các dạng hiển thị mặt cắt địa chấn 87

CHƯƠNG V: MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN

1. NHIỆM VỤ MINH GIẢI TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN 90

2. NHỮNG QUAN NIỆM CƠ SỞ CHO MINH GIẢI

2.1. Đặc trưng hiển nhiên của tài liệu địa chấn 91

2.2. Tầng địa chất 91

2.3. Minh giải chi tiết tài liệu phản xạ 92

2.4. Tiêu chuẩn chọn tầng đánh dấu 93

3. CÁCH MINH GIẢI TRÊN MẶT CẮT ĐỊA CHẤN 94

4. CÁC CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT THỂ HIỆN TRÊN MẶT CẮT ĐỊA CHẤN

4.1. Bất chỉnh hợp 95

4.2. Các kênh xói mòn 97

4.3. Đứt gãy 98

4.4. Am tiêu 100

4.5. Vòm muối 102

5. VÀI NÉT VỀ ĐỊA CHẤN ĐỊA TẦNG 102

6. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 104

PHẦN HAI

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN TRONG TÌM KIẾM-THĂM DÒ DẦU KHÍ

CHƯƠNG VI: ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN TÌM KIẾM-THĂM DÒ CÁC LOẠI BẪY CHỨA DẦU KHÍ

1. TÌM KIẾM THĂM DÒ CÁC BẪY ĐỨT GÃY 106

2. TÌM KIẾM-THĂM DÒ CÁC LOẠI BẪY LIÊN QUAN ĐẾN CẤU TRÚC VÒM MUỐI 114

3. THĂM DÒ TÌM KIẾM CÁC CẤU TRÚC KHỐI NHÔ CỦA SÉT 121

CHƯƠNG VII: PHÁT HIỆN TRỰC TIẾP VỈA DẦU KHÍ TRÊN LÁT CẮT ĐỊA CHẤN

1. ĐIỂM PHẲNG NGANG 125

2. ĐIỂM SÁNG 127

3. ĐIỂM MỜ 129

4. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CẤU TRÚC VÀ ĐẶT GIẾNG KHOAN THĂM DÒ

130

 

doc149 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 7656 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Ứng dụng phương pháp địa chấn trong tìm kiếm thăm dò dầu khí, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
giữa các mạch thường chọn là 25 m. tất cả các máy thu được đấu đều với nhau và được dặt trong ống nhựa mềm (Flexilbe Hose-Streamer) và được con tàu địa chấn kéo trong quá trình làm việc với vận tốc 2 m/s. Dãy nguồn nổ (souce arrays) cũng do con tàu kéo theo. Việc phát sóng được tiến hành theo từng đợt cách nhau 12.5 giây, khi con tàu di chuyển đến những khoảng cách 25 m. Đến nay người ta sử dụng các quan sát với số mạch đến hàng nghìn, cáp dài đến 4000-6000 m. Ghi số thực hiện ngay trên cáp thu mà không phải trên con tàu, điều này làm tăng khả năng hạn chế nhiễu đáng kể, và giảm dây dẫn điện. 3.1. Nguồn nổ trên biển 3.1.1. Nổ mìn (Explosive) Ban đầu ban đầu dùng trong việc phát sóng thăm dò địa chấn biển. Nhưng ngày nay hầu như không dùng nữa do nó gây hại lớn lao cho các sinh vật biển. 3.1.2. Súng khí (Air gun) Hình 3.9: Hình dạng súng khí. Hình 3.9 là hình dạng bên ngoài của súng khí. Súng khí được sử dụng khá rộng rãi trong thăm dò biển. Nguyên tắc làm việc của thiết bị này là bơm mấy lít khí nén rất cao vào nước gây nên truyền sóng áp suất cường độ lớn. Nguyên lý hoạt động của súng hơi được mô tả trong Hình 3.10. Hình 3.10: Chỉ vị trí súng khí đã sẵn sàng nổ và súng đã nổ Hình ở bên trái cho thấy súng trong điều kện sẳn sàng để bắn. Không khí ở áp suất cao được bơm vào thông qua van ở đỉnh, nó được bơm vào cả buồng khí ở trên và ở dưới, khí được nén tới áp suất tối đa vì van đóng lại. Khi áp suất ở đó vượt quá áp suất định trước trong buồng khí ở dưới thì van con thoi không còn đóng nửa mà mở ra rất nhanh làm khí nén thoát ra qua 4 cửa, bọt khí do vậy sẽ được tạo ra. Do năng lượng nhỏ, tần số dao động nằm trong dải tần số địa chấn nên tạo hiệu ứng kéo dài xung ban đầu. Chuyển động của van con thoi bị chặn lại trước khi tới nóc của buồng phía trên, do sự giảm rất nhanh của khí nén trong buồng bên dưới và lực do khí nén tạo ra trong buồng phía trên tăng lên rất nhanh. Cho tới khi van con thoi trở về vị trí đóng thì khí nén lại được nạp vào buồng bên dưới. Quá trình nổ diển ra từ 1-4 ms. Trong khi toàn bộ quá trình giải phóng khí nén diễn ra từ 25-40 ms. Thường người ta ghép song song nhiều súng khí để tăng hiệu ứng năng lượng và định hướng. 3.1.3. Súng hơi nước (Steam Gun) Hình 3.11: Sơ đồ cấu tạo súng bơm hơi nước (steam gun) Steam gun là thiết bị bơm hơi nước nóng vào nước như trong Hình 3.11. dòng hơi nước nóng được bơm qua ống qua ống phân cách vào bình kim loại (Stank). Khi mở van thì hơi nước nóng xâm nhập vào nước tạo ra bọt khí như trong súng khí. Thời gian bơm hơi nước nóng vào khoảng 10-50 ms và thường gây nổ với tốc độ 5 đến 10 phát trong một phút. 3.1.4. Súng nước (Water Gun) Súng nước (Hình 3.12) là nguồn dùng trên biển nó tạo ra các xung không có hiệu ứng tạo bọt khí. Nguyên lý là đẩy một lượng nước qua lổ thông hẹp vào nước trong một thời gian rất ngắn. Trong thời gian nổ, một vài lít nước bị dồn đẩy vào trong nước bởi một bít tông được điểu khiển bởi hệ thống van tương tự như súng khí. Hình 3.12: Súng nước (water gun). Một vài súng nước có thể nhóm lại (Hình 3.13) để tạo ra hiệu ứng định hướng với năng lượng gần tương đương với súng khí. Số lượng lớn các đo đạc của Viện Dầu Khí Pháp chỉ ra rằng phổ phát sóng là giàu tần số cao, tạo cho súng nước độ phân giải cao mà không làm giảm việc xuyên sâu vào trong lòng đất. Hình 3.13: Ghép các súng nước trên tàu để tăng năng lượng nguồn phát 3.2. Máy thu sóng trên biển (Hydrophone). Máy thu trên biển là Hydrophone có nhiệm vụ biến đổi các biến thiên áp suất thành điện thế. Chúng là máy nhạy cảm thạch anh áp điện (piezoelectric sensors) tạo từ hai sứ thạch anh gắn tại hai đáy của một ống hình trụ nhỏ. Các hydrophone được đặt trong ống nhựa mềm có đường kính 5-8 cm được gọi là cáp thu. Trong ống này người ta đổ dầu cách điện và được kéo bởi con tàu địa chấn ở độ sâu nước 6-8 m (Hình 3.14). Hình 3.14: Cáp thu (Streamer) Các máy nhạy cảm này hầu như không chịu ảnh hưởng nào từ các thăng trầm của cáp thu, nhưng lại khá nhạy cảm với các biến thiên áp suất truyền đối xứng tới các bản xứ. Thường các loại máy này được chế tạo sao cho nó bù áp suất thủy tĩnh, tức là độ nhạy của chúng là độc lập so với sự thay đổi chiều sâu của nước đặt máy thu. Trở kháng rất cao của vật liệu sứ phải được làm thấp tới vài trăm ôm, có thể so sánh được với đường dây dẫn điện. Trở kháng này đạt được bởi các biến thế hay bộ tiền khuyếch đại đặt ngay trong máy thu. Phản ứng của máy thu được biễu diễn bằng vôn/bar. Nó là đại lương phụ thuộc vào tần số, có giá trị gần ngang bằng trên phía tần số cao. Và sụt giảm nhanh trên tần số thấp. Trên đoạn ngang bằng thì chỉ số chỉ vài vôn/bar. Điện thế nhận được tỉ lệ thuận với áp suất trên băng tần số 20-300 Hz. Để làm tốt tín hiệu nhiễu người ta phải nhóm hàng chục các máy geophone lại với nhau. Thông thường khoảng cách giữa các máy thu là 75 cm. Mỗi nhóm máy thu dài 25 m thì có 32 máy thu nối lại với nhau. Để cho thuận tiện cho việc sữa chữa, cáp thu được chia thành từng đoạn 50 m. có những thiết bị điều khiển độ sâu của cáp thu đặt cách đều nhau (ví dụ 400 m) dọc theo cáp nhằm luôn giữ cho cáp nằm ở độ sâu không đổi. Ơû đuôi cáp thu có gắn phao định vị của hướng tàu chạy. Hình 3.15: Cáp thu được cuộn lại và đặt trên phần đuôi của tàu Hình 3.15 cho thấy cáp thu rất dài được cuộn lại và đặt trên tàu. khi tiến hành khảo sát thì cáp thu được trải lên biển kéo dài hàng ngàn mét ở phía sau tàu. 3.3. Hệ thống quan sát địa chấn trên biển Khảo sát địa chấn trên biển sử dụng các con tàu chuyên dụng để tiến hành phát sóng địa chấn thường sử dụng thiết bị súng khí và thu nổ bằng hệ thống cáp thu kéo dài hàng km. Hình 3.16: Tàu thăm dò địa chấn. Hình 3.17: Sơ đồ bố trí hệ thống nguồn nổ Một điều quan trọng của các nhà địa vật lý là thiết kế vị trí nguồn nổ và máy thu sao cho hợp lý để thu phủ toàn bộ vùng biển khảo sát. Nguồn nổ là súng khí được kéo sau con tàu, vị trí nằm ở hai bên của tàu, còn cáp thu nằm ở giữa (Hình 3.17).. Hình 3.18 là mô hình của nhóm súng khí được treo bởi các phao, ở phía trên có gắn hệ thống định vị GPS để định hướng cho hệ thống phát xung. Thông thường người ta ghép nhóm nổ gồm nhiều súng khí lại với nhau. Để làm tăng hiệu quả của xung tạo ra và nhằm giảm sóng nhiễu. Hình 3.18: Cách bố trí hệ thống nguồn nổ súng khí CHƯƠNG IV XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐỊA CHẤN 1. CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ BAN ĐẦU Xử lý địa chấn là quá trình chuyển đổi thông tin địa chấn đã được ghi vào băng từ thực địa thành mặt cắt địa chấn (sẵn sàng để phân tích minh giải) nhằm làm rõ các yếu tố địa chất cần thiết. Nhiệm vụ chủ yếu của quá trình xử lý là hạn chế tối đa phông nhiễu để số liệu sau khi xử lý – lát cắt địa chấn phù hợp nhất với cấu trúc dưới sâu. Quá trình xử lý số liệu địa chấn được tập trung trong các trung tâm xử lý. Ngày nay trong xử lý người ta sử dụng máy tính điện tử để xử lý số liệu địa chấn chủ yếu là xử lý số. Một chuỗi các giai đoạn xử lý được tiến hành với nhiều giai đoạn khác nhau được sắp xếp theo một trật tự nhất định được mô tả trong Hình 4.1. Hình 4.1: Các giai đoạn xử lý tài liệu địa chấn chưa có giai đoạn dịch chuyển (Migration) Như trong Hình 4.1 các giai đoạn xử lý được giải thích như sau: 1. Các băng ghi thực địa (Field Tapes) qua giai đoạn sắp xếp lại (Sort) dữ liệu chứ trên băng từ về đúng đường ghi ở ngoài thực tế. 2. Nhóm các điểm giữa chung (CMP Gather), đồng thời kiểm tra chất lượng đường ghi QC lot (Quality Control Pot). 3. Loại bỏ sóng phản xạ đến đầu tiên (Mute First Breaks). 4. Hiệu chỉnh phân kỳ cầu hay còn gọi là hiệu chỉnh mở rộng hình học (Sphearical Spreading Corrections). 5. Hiệu chỉnh pha (Dephase). 6. Hiệu chỉnh tĩnh – hiệu chỉnh mặt datum (Datum corrections). 7. Hiệu chỉnh sóng lặp phản xạ nhiều lần từ đáy biển ( Dereverberaton). 8. Lọc (Filter). 9. Lọc ngược (Deconvolution), và phân tích vận tốc (Velocity Analysis). 10. Hiệu chỉnh động tức là hiệu chỉnh thời gian đưa máy thu tại điểm có khoảng cách x về máy thu đặt ngay nguồn nổ (Zero Offset) (Nomal Moveout Corrections). 11. Cộng điểm giữa chung (Stack). 12. Nhóm các đường ghi kế cận nhau để tăng biên độ phản xạ (Array simulation). 13. Hiệu chỉnh biên độ ( Amplitude Adjustments). 14. Dịch chuyển địa chấn (Migration). 15. Hiển thị (Display). 2. TIỀN XỬ LÝ 2.1 Ghi tương tự và ghi số Các phản xạ địa chấn là dạng tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số mà chúng được khuyếch đại trong hệ thống máy thu. Ghi tương tự là việc ghi liên tiếp các tín hiệu ghi được dưới dạng sóng hình sin. Ghi số là ghi tín hiệu dưới dạng các xung liên tiếp nhau. Mỗi xung đặc trưng cho độ lớn của biên độ. Việc chuyển đổi từ ghi tương tự sang ghi số (Analog to Digidtal Convert) là bằng cách lấy mẫu (Samples) theo khoảng thời gian cách nhau 2 ms, 4 ms, hoặc 8 ms. Tín hiệu đưa vào là dạng tín hiệu được rời rạc hóa. Như Hình 4.2, mỗi thanh thẳng đứng tượng trưng cho biên độ của một mẫu, thời gian giữa hai thanh liên tiếp nhau là khoảng lấy mẫu (Sampling Interval). Các nghiên cứu độ phân giải cao dòi hỏi khoảng lấy mẫu tới 0.25 ms. Hình 4.2: Ghi tương tự và ghi số Việc chuyển từ ghi tương tự sang ghi số làm mất những hiện diện trên tín hiệu nguyên gốc. Những thành phần này tương ứng với tần số cao mà nó bị mất đi do lấy mẫu. Nếu khoảng lấy mẫu đã được chọn nhỏ hơn thí tín hiệu khôi phục sẽ biễu diễn tín hiệu nguyên gốc một cách chính xác hơn, đối với việc tận cùng với bước lấy mẫu zero, thì tín hiệu liên tục được trình bày một cách chính xác. Khi cho bước lấy mẫu là thì tần số cao nhất có thể khôi phục một cách chính xác được gọi là tần số Nyquist được cho bởi: . Đối với khoảng lấy mẫu=2 ms thì tần số Nyquist là bằng 250 Hz, tương tự =4 ms và 8 ms thì tần số Nyquist là 125 và 62.5 Hz. Các thành phần tần số giữa 125 và 250 Hz mà nó có mặt trong chuỗi với bước sóng 2 ms thì nó vắng mặt trong phổ của chuỗi với bước 4 ms. Cũng như vậy các thành phần tần số giữa 62.5 và 250 Hz cũng vắng mặt khỏi chuổi với bước 8 ms. Những tần số bị mất đi này không thể khôi phục lại được vì với mỗi bước lấy mẫu như vậy chỉ chỉ khôi phục lại tần số cao nhất là tần số Nyquis. Hàm ý của việc lấy mẫu ngoài thực địa là rất quan trọng. Nếu tín hiệu của lòng đất có tần số tới 150 Hz thì khoảng lấy mẫu 4 ms có tần số Nyquist là 125 Hz thì sẽ làm mất tính hiệu trong khoảng từ 125 tới 150 Hz. Sự chồng lặp phổ tần số (Frequency Aliasing): Đối với tần số là 25 Hz thì tín hiệu này đươc lấy mẫu 4 hoặc 8 ms thì phổ biên độ không có gì thay đổi do khoảng lấy mẫu thô hơn. Nếu tần số 75 Hz ta lấy bước mẫu là 8 ms (f=62.5 Hz) thì đã làm thay đổi tín hiệu làm xuất tần số thấp hơn. Với tín hiệu lấy mẫu này làm cho tần số 75 Hz bị gấp nếp trở lại (folded back) trên phổ và xuất hiện thêm một tần số thấp hơn 50 Hz tại vùng gấp nếp này, hiện tượng này do việc lấy mẫu quá thưa được gọi là sự chồng lặp phổ tần số. Để tránh hiện tượng chồng lặp phổ này người ta sử dụng một bộ lọc chống chồng lặp phổ được áp dụng ở ngoài thực địa trước bộ chuyển đổi tương tự – số. Bộ lọc này loại bỏ các thành phần tần số mà mà nó bị chồng lặp khi lấy mẫu. 2.2. Sắp xếp các băng ghi thực địa (Demultiplex). Là quá trình đọc và sắp xếp tín hiệu địa chấn ghi được tại thời gian khác nhau của một kênh riêng rẽ về đúng kênh (mạch đó). Có thể quan niểm đây là phép đổi khuôn ghi. Kết quả được ghi trên băng từ mới gọi là “băng demultiplex”, trong đó chứa các thông tin: số tuyến, số điểm nổ, số mạch… đây là dữ liệu ban đầu dùng để xử lý sau này. 3. Loại bỏ sóng đến máy thu đầu tiên (Mute First Breaks) Máy thu sẽ ghi sóng đến đầu tiên mà truyền trực tiếp từ nguồn nổ tới máy thu mà không phải là sóng phản xạ truyền xuống lòng đất rồi phản xạ lên. Sóng đến đầu tiên mà máy thu ghi được gọi là điểm đứt đoạn đầu tiên (First Breaks). Do vậy ta cần phải cắt bỏ chúng đi (Hình 4.3). Hình 4.3: Cắt bỏ sóng đến đầu tiên 4. SẮP XẾP CMP (CMP Gather). Khảo sát tài liệu địa chấn với phủ nhiều lần được thực hiện trong tọa độ thu nổ như Hình 4.4, đầu tiên nổ mìn (S1) tại máy thu R1 thì tất cả các máy thu đều ghi được tín hiệu, sau đó di chuyển một khoảng cách bằng một nữa khoảng cách giữa hai máy thu rồi tiến hành nổ lần 2 (S2) tại máy thu thứ hai và một loạt các máy thu được ghi, cứ tiến hành như vậy nhiều lần đến nguồn nổ thứ Sn. kỹ thuật này tạo ra một vài điểm phản xạ của một số cặp nguồn nổ và máy thu. Nguồn nổ S1 và máy thu R1 có cùng một điểm phản xạ với máy thu R2 do nguồn nổ S2 tạo ra. Tương tự như vậy nguôn nổ S1 và máy thu thứ hai R2 có cùng điểm phản xạ với nguồn nổ S2 và máy thu thứ ba R3. Chúng ta để ý rằng mỗi điểm phản xạ cũng là điểm giữa của máy thu và nguồn nổ. Điểm này gọi là điểm giữa chung. Hình 4.4: Mô hình nhóm các mạch có điểm giữa chung có cánh không có cửa sổ với mặt phản xạ nằm ngang Dựa trên thông tin hình học thực địa, các mạch có cùng một điểm giữa chung được được nhóm lại với nhau thành một nhóm CMP (Common Mid Point). Tuy có cùng một điểm phản xạ với mặt phản xạ nằm ngang nhưng khi nhóm điểm giữa chung lại với nhau vì khoảng cách giữa các máy thu là khác nhau nên tạo nên sự phản xạ nghiêng có hình dạng như một nhánh của hypecbol (Hình 4.5) . Hình 4.5: Điểm giữa chung được nhóm lại với nhau có dạng một nhánh của hypecbol vì khoảng cách truyền sóng của S1R1 nhỏ hơn so với S6R6 Thông thường người ta sử dụng hệ thống quan sát điểm sâu chung –hệ thống trung tâm thì cũng thực hiện tương tự như hệ thống có cách được mịnh họa trong Hình 4.6. Hình 4.6:Hệ thống quan sát điểm sâu chung-hệ thống trung tâm và nhóm điểm giữa chung có hình dạng như một hypecbol Chú thích: ZSR – Zero Source Receive Điểm sâu chung và điểm giữa chung chỉ trùng nhau khi mặt phản xạ nằm ngang và vận tốc không đổi. Khi mặt phản xạ nằm nghiêng thì chúng không trùng nhau. Vì vậy ta phải thực hiện nhóm các mạch theo điểm giữa chung. 5. Hiệu chỉnh mở rộng hình học Hiện tượng lan rộng hình học của sóng cầu (Geometrical Spreading) gây ra sự giảm biên độ. Nhờ đó mà sự truyền qua của năng lượng xảy ra với sự mở rộng của đường cong mặt sóng. Trong một trường hợp đơn giản, môi trường vận tốc không đổi, mặt sóng là mặt cầu. Năng lượng địa chấn trên một đơn vị bề mặt vùng của sóng cầu bị phân rã là đại lượng nghịch đảo tương ứng với bình phương khoảng cách từ nguồn nổ 1/ R2. Biên độ sóng tỉ lệ thuận với căn bậc hai của mật độ năng lượng, nó phân rã hay suy giảm theo quy luật 1/R. Trong thực tế vận tốc tăng theo chiều sâu nó gây ra sự phân kỳ lớn hơn nữa của mặt đầu sóng, và sự phân rã nhanh hơn về biên độ theo khoảng cách. Tần số của tín hiệu ban đầu thay đổi một cách biến thiên theo thời gian. Nhìn chung các tần số cao bị hấp thụ mạnh hơn tần số thấp. Chúng ta muốn bù lại biên độ đã suy giảm đi do ảnh hưởng của sóng cầu thì cách tiến hành là nén biên độ của sóng đến sớm nhất và khuyếch đại những sóng đến sau. Để thực hiện điều này ta đơn giản tính như sau: Cho biên độ là bất kỳ A0, và thời gian phản xạ là T0. Bởi vì mối quan hệ giữa biên độ và thời gian là trái ngược nhau, khi thời gian tăng thì biên độ giảm. Do vậy ở một thời điểm nào đó ta có biên độ là A, để bù lại sự giảm biên độ ta nhân A với hệ số T/T0. Nếu ở thời gian là TN thì ta nhân A cho TN/T0. Lưu ý rằng chúng ta dừng quá trình bù biên độ này khi biên độ phản xạ nằm đưới mức biên độ nhiễu vì sẽ làm tăng tín hiệu nhiễu lên. Hai hình dưới đây sẽ minh họa cho quá trình này. Hình 4.7: Mặt cắt địa chấn và biên độ tương ứng khi chưa hiệu chỉnh mở rộng hình học. Ta thấy biên độ giảm nhanh theo thời gian Hình 4.8: Sau khi đã hiệu chỉnh hình học. Biên độ giảm chậm do khuếch đại tín hiệu phản xạ đến muộn hơn Chúng ta thấy rằng hiệu chỉnh mở rộng hình học nâng cao một vài mức tín hiệu trong các thời gian muộn. Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng hiệu chỉnh mở rộng hình học không khôi phục các tần số cao lên nhiều như các tần số thấp được khôi phục vì tần số cao chịu sự suy giảm mạnh mẽ hơn. 6. HIỆU CHỈNH PHA Xung địa chấn lý tưởng thường được coi như là một xung rất mạnh, xảy ra trong một thời gian rất ngắn, mà chúng bao gồm tất cả các tần số khác nhau. Tuy nhiên trong thực tế, sóng địa chấn bị suy yếu đi, tạo nên sự phân tán, phản xạ nhiều lần, và gần bề mặt hình dạng xung sóng không giống nhau. Thậm chí nếu chúng ta tạo nên một xung lý tưởng thì cũng không hy vọng thu được tất cả các tần số chứa bên trong chúng. Khi sóng truyền sâu vào lòng đất chúng ta sẽ ghi hình dạng sóng phản xạ – một sóng con (Wavelet). Sóng con này đủ dài để có thể phân biệt được các mặt phản xạ liên tiếp. Mục đích của việc xử lý sóng con gổm hai nhiệm vụ: Đầu tiên, thay đổi hình dạng của sóng con trở thành đối xứng; hình dạng sóng có cực đại rõ ràng tương ứng với thời gian phản xạ có thực. Thứ hai, chúng ta muốn nén sóng con ngắn đến mức có thể điều này cho phép phân biệt rõ ràng hơn các sự kiện không gian gần nhau. Về cơ bản, xử lý sóng con dựa vào kỹ thuật máy tính cho phép chúng ta biến hình dạng sóng hoặc dạng sóng có thể quan sát thành dạng sóng mong muốn. Chúng ta coi rằng sóng phản xạ thu được sự kết hợp hiệu ứng của nguồn nổ, truyền qua trong lòng đất, và đến thiết bị ghi. 7. Hiệu chỉnh mặt datum (Datum Corrections). Một cách lý tưởng, mặt cắt các đường ghi gần nhau tượng trưng cho hình dạng chính xác của các mặt phản xạ. Nhưng do các lớp gần bề mặt có tính không đồng nhất về chiều dày và vận tốc đã làm cho mặt cắt địa chấn không phản ánh đúng cấu trúc thực. Hình 4.9 cho thấy mặt phản xạ nằm ngang nhưng do lớp vỏ phong hóa gần bề mặt làm cho mặt phản xạ thể hiện trên lát cắt địa chấn có hình dạng như nếp lồi là cấu trúc giả không đúng với cấu trúc thực. Bởi vì lớp vỏ phong hóa gần bề mặt có vận tốc truyền sóng thấp hơn làm trể quá trình truyền sóng hơn so với hai bên cánh không có lớp vỏ phong hóa này, chính vì vậy mới tạo nên cấu trúc như nếp lồi. Hình 4.9: Mặt phản xạ phẳng nhưng do ảnh hưởng lớp phong hóa làm mặt phản xạ có hình dạng như nếp lồi Để giải quyết vấn đề này chúng ta chọn một mặt phẳng giả định gọi là mặt datum, như mặt nước biển, và trừ đi thời gian truyền đến ở trên mặt này. Bỏ đi các lớp ở trên mặt datum. Và kết quả cho ta đặt cả máy thu và điểm nổ nằm trên cùng một mặt phẳng. Thời gian được loại bỏ đi gọi là hiệu chỉnh datum, thời gian bằng không tại mặt datum. Nếu chúng ta biết về độ cao của nguồn nổ và máy thu, vận tốc và độ dày của các lớp phong hóa ở gần bề mặt, độ sâu của hố khoan nổ. Chúng ta có thể tính được hiệu chỉnh tĩnh. Việc tính toán này được thực hiệu ở ngoài thực địa. Hiệu chỉnh tĩnh là đưa nguồn nổ và máy thu về cùng một độ cao gọi là mặt datum. Có rất nhiều yếu tố làm khó khăn cho việc hiệu chỉnh này một cách chính xác. Chúng ta sẽ xét trường hợp đơn giản là có hai lớp ở gần bề mặt, bao gồm một lớp phong hóa với vận tốc thấp là lớp vật liệu bỡ rời. Và một lớp phong hóa chưa hoàn toàn có độ nén chặt hơn (Hình 4.10). Hình 4.10: cách tính hiệu chỉnh mặt datum Đầu tiên tính thời gian tuyền sóng từ điểm nổ đến máy thu là: (4.1) Trong đó: : Thời gian truyền từ nguồn nổ tới mặt Datum : Khoảng cách sóng truyền từ điểm nổ đến Datum : Độ sâu nguồn nổ : Vận tốc của lớp phong hóa chưa hoàn toàn Thời gian sóng truyền từ mặt datum đến máy thu: (4.2) Trong đó: : thời gian truyền từ Datum đến máy thu : khoảng cách truyền sóng lớp vỏ phong hóa : vận tốc trong lớp vỏ phong hóa :khoảng cách từ Datum tới máy thu :vận tốc trong lớp phong hóa chưa hoàn toàn. Thời gian hiệu chỉnh để cho máy thu đặt tại mặt datum : T = Tmáy thu – . Để tính hiệu chỉnh tỉnh trong phương pháp điểm sâu chung người ta chủ yếu sự dụng phương pháp thời gian thẳng đứng. Đó là thời gian truyền từ tâm nổ đến máy thu đặt sát lỗ khoan. 8. Hiệu chỉnh sóng lặp phản xạ nhiều lần từ đáy biển ( Dereverberaton) Trong thăm dò ở vùng biển, đáy biển là mặt phản xạ mạnh đặc biệt là khi đáy biển lộ ra đá gốc làm cho hệ số phản xạ tăng cao (Hình 4.11). Đây là quá trình xử lý nhằm làm mất đi sóng phản xạ nhiều lần từ đáy biển. Cách làm là ta xác định độ sâu của đáy biển, số lần phản xạ nhiều lần và sự phân rã của sóng phản xạ nhiều lần, sau đó thực hiện xử lý loại bỏ chúng ra khỏi mặt cắt. Hình 4.11: Mặt cắt địa chấn trước vàsau khi xử lý sóng phản xạ nhiều lần 9. Lọc (Filter) 9.1. Khái niệm bộ lọc và những nguyên lý chung Phép lọc được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật xử lý tín hiệu nhằm mục đích cải thiện đoàn sóng hay thay đổi một thành phần tần số của nó để còn lại các tín hiệu thành phần có ích. Các tín hiệu nhiễu thu được khác nhau về tần số của tín hiệu có ích là cơ sở để áp dụng các bộ lọc thích hợp. Quá trình biến đổi các dao động ghi nhận được nhằm nhấn mạnh sóng có ích và hạn chế phông nhiễu gọi là quá trình lọc tín hiệu một mạch quá trình lọc được thực hiện bởi các bộ lọc điện tử trong máy móc thiết bị ghi và bởi các chương trình xử lý số liệu. Nguyên tắc hoạt động của bộ lọc một mạch là nếu ta gọi hàm F(t) là đáp ứng xung của bộ lọc, G(t) là dạng sóng tín hiệu vào thì tín hiệu ra H(t) được cho bởi: H(t) = G(t)*F(t). Để thực hiện quá trình lọc có thể sự dụng phương pháp hàm thời gian hoặc phổ tần số. Mà mối quan hệ giữa miền thời gian và miền tần số được thực hiện qua phép biến đổi Fourier: phép biến đổi Fourier thuận là biến đổi từ miền thời gian sang miền tần số, còn phép biến đổi ngịch là ngược lại. Để nâng cao chất lượng xử lý số liệu địa chấn, cần phải tăng tỉ số biên độ có ích so với nhiễu, đồng thời phải tăng độ phân giải thời gian để các mặt ranh giới được phân biệt rõ ràng trên lát cắt. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng: khả năng phân giải về biên độ và phân giải về thời gian là các đòi hỏi trái ngược nhau. Để tăng biên độ của tín hiệu có ích cần phải làm hẹp dải phổ của chúng nhằm tách biệt với dải phổ của nhiễu. Điều này dẫn đến việc kéo dài xung tín hiệu và giảm về độ phân giải thời gian. Để giải quyết vấn đề này co

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docUNG DUNG DC TRONG TKTKDK.doc
  • docKET LUAN.doc
  • docLOI NOI DAU.doc
  • docMUC_ LUC.doc
  • docTAI LIEU THAM KHAO.doc
Tài liệu liên quan