• SEJSMIKA -

Sposób rozchodzenia się fal w ośrodkach warstwowanych.

Typy fal sprężystych :

1. podłużna (P - kompresyjna), to fala której kierunek drgania cząstek ośrodka jest zgodny z kierunkiem przemieszczania się (rozchodzenia się fali);

2. poprzeczna (S), to fala będąca w różnym stopniu spolaryzowana np. pionowo i poziomo; kierunek drgań cząstek ośrodka jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali;

3. typu Rayleigh'a, powstaje na granicy dwóch typów (P i S) fal.

Izochrona to linia łącząca punkty, do których fale sejsmiczne docierają w tym samym czasie.

Granice sejsmiczne to powierzchnie rozdzielające warstwy o różnych twardościach akustycznych, pokrywają się z granicami litologiczno - facjalnymi. Umożliwia to uzyskanie informacji o budowie geologicznej za dzięki śledzeniu drogi fal sprężystych.

Jeżeli przestrzeń, w której rozchodzą się fale sejsmiczne, składa się z dwu różnych ośrodków sprężystych, to granica rozdzielająca te ośrodki jest granicą odbijającą lub załamującą dla fal sejsmicznych. Własności sprężyste ośrodków sprężystych charakteryzują się oporem akustycznym (twardością akustyczną) Z_a. Wielkości ta zależy od prędkości rozchodzenia się fali sprężystej i gęstości ośrodka, w którym fala się rozchodzi. Wzór: Z_a = ρ  V, gdzie V - prędkość fali [m/s]; ρ - gęstość [kg/m³]. Fala odbita może powstawać tylko wtedy, gdy opory akustyczne obu ośrodków są różne.

Odbicie i załamanie promienia fali sejsmicznej

1 - fala padająca; 2 - fala odbita; 3 - fala załamana: V₂>V₁, _  _ ,  >_

Fala sejsmiczna przechodząca z jednej warstwy do drugiej ulega na ich granicy odbiciu i załamaniu. Według prawa Fermata czas przebiegu fali sejsmicznej od źródła drgań do odbiornika wynosi:

Wzór:
, gdzie ds. - to droga po której biegnie promień fali.

Prawo odbicia: Powyższy warunek jest spełniony, gdy kąt padania fali sejsm. _ na powierzchnię graniczną między ośrodkami V₁ i V₂ jest równy kątowi odbicia _.

Prawo załamania: Stosunek sinusów kąta padania _ i kąta załamania  promienia fali sejsmicznej na płaszczyźnie rozdzielającej dwa ośrodki równy jest stosunkowi prędkości rozchodzenia się fali w obu ośrodkach.

Wzór:
,

Promień padający i odbity leżą w jednej płaszczyźnie, prostopadłej w danym punkcie do granicy rozdzielającej ośrodki.

Rozchodzenie się fal sprężystych w ośrodkach warstwowanych.

^{PS źródło powierzchnia}

A₁₁ I. ρ₁ * V₁

_ _ _



_ _ II. ρ₂ * V₂

A₁₂



_

III. ρ₃ * V₃


_

W przypadku układu dwuwarstwowego, gdy prędkość w ośrodku pierwszym V₁ była mniejsza niż w drugim V₂ po wzbudzeniu drgań powstają fale odbite, ślizgające się po granicy obu ośrodków z prędkością V₂ i wywołujące fale czołowe oraz załamane przechodzące w głąb ośrodka drugiego. Gdy prędkość w ośrodku drugim jest mniejsza od prędkości w pierwszym, wtedy powstają fale odbite i w każdym punkcie granicy powstają fale załamane przechodzące do ośrodka drugiego. Na granicy nie może powstać ślizgająca się fala (f. czołowa). Wzdłuż prostopadłej do granicy powstaje f. odbita i bezpośrednio przechodząca w dół (_ ,_ ,   ).

Wartość współczynników odbicia i załamania zależy od kontrastu falowego ρV między sąsiadującymi warstwami.

• współczynnik odbicia określ a stosunek amplitudy fali odbitej do fali padającej.

Wzór: R = A₁₁/A₁ = (ρ₂V₂  ρ₁ V₁)/(ρ₁V₁  ρ₂V₂ ) = (V₂  V₁(V₁  V₂

• współczynnik załamania określ a stosunek amplitudy fali załamanej do fali padającej.

Wzór: Z = A₁₂/A₁ = (2ρ₁V₁)/(ρ₁V₁  ρ₂V₂ ) = (2V₁(V₁  V₂

Równanie hodografu fali czołowej dla układu wielowarstwowego, składającego się z m poziomo leżących warstw, ma postać:

Wzór ogólny (dla jednej granicy odbijającej): t = 1/V*sqr(4h²+x²).

Wzór właściwy: t = x/V_g+2*suma (z k=m po k=1)*(h_k*cos*i_m,k)/V_k, gdzie: V_g - prędkość graniczna w warstwie załamującej [m/s]; V_k - prędkość w warstwie k nadległej w stosunku do granicy załamującej [m/s]; h_k - miąższość warstwy k w m; i_m,k - kąt krytyczny przy przejściu fali z warstwy k do warstwy m.

Zależność kształtu hodografu od parametrów nadkładu granicy odbijającej.

Hodograf refleksyjny to krzywa opisująca zależność czasu dojścia fali odbitej od poziomej odległości źródła i punktu rejestracji.

Rys str.247.

Powyższe rysunki przedstawiają hodografy w zależności od głębokości granicy odbijającej i od prędkości fali odbitej w nadkładzie. Z rycin łatwo zauważyć, że im granica odbijająca występuje głębiej przy stałej prędkości w nadkładzie, tym czas t_o (czas zarejestrowany na powierzchni ziemi w punkcie wzbudzania fali, wynosi: t_o=2h/m) jest dłuższy i odwrotnie, im większa prędkość w nadkładzie, a granica jest na stałej głębokości, tym czas jest krótszy. Jednocześnie widać, że zmieniający się gradient hiperboli określany jako przyrost czasu t jest na równej odległości x od minimum hodografu.

Podstawowe etapy profilowania niezbędne do powstania sejsmicznej sesji czasowej.

Schemat podstawowego przetwarzania danych sejsmicznych.

Poszczególne etapy:

Demultipleksacja - do realizacji demultipleksacji niezbędna jest informacja o formacie, objętości danych na taśmie i o liczbie błędów taśmowych. Jest to proces przejścia do sekwencyjnego zapisu tras sejsmicznych, czyli zapisu na taśmie kolejno w każdej chwili próbki sygnałów z poszczególnych geofonów. Zatem informacje z różnych grup geofonów są bardzo ,,wymieszane'' dlatego dla celów przetwarzania bardzo istotny jest czas zapisu sekwencyjnego, w którym dla każdego punktu wzbudzenia mamy zapisane kolejno próbki trasy sejsmicznej od pierwszej do ostatniej. Udogodnieniem przetwarzania danych w elektronicznej maszynie cyfrowej (EMC) jest zgrupowanie próbek w bloki odpowiadające kolejnym kanałom. Systemy przetwarzania danych sejsmicznych są wyposażone przeważnie w programy umożliwiające demultipleksację rejestracji terenowych zapisanych w dowolnym formacie stosowanych aparatur cyfrowych.

Muting - w początkowej części rejestracji sejsmicznej w obrębie impulsów fali bezpośredniej występuje strefa rejestracji intensywnych fal szkodliwych. W przypadku pozostawienia tych fal zostałyby one zsumowane z falami odbitymi i zakłócałyby przebieg opracowania. W związku z tym zeruje się początkowe części tras zgodnie z programem mutingiem ustalonym przez osobę interpretującą. Po tych operacjach wprowadza się poprawki statyczne.

Odtwarzanie wzmocnienia (amplitud) - w rejestracji terenowej amplitudy drgań sejsmicznych są zapisywane za pomocą kodu (dwóch liczb). Jedna z nich określa wielkość amplitudy a druga współczynnik wzmocnienia konwertera w czasie konwersji. W celu określenia rzeczywistej wielkości amplitud konieczne jest przemnożenie wielkości próbek przez odpowiadające im współczynniki wzmocnienia. Reasumując w procesie tym istotny jest wpływ kodu wzmocnienia na zapis próbek oraz przywrócony zakres dynamiczny oryginalnego sygnału geofonowego.

Poprawka statyczna - to poprawka mająca zastosowanie do danych sejsmicznych w celu eliminacji wpływu zmian elewacji i miąższości lub prędkości w strefie przypowierzchniowej
(strefa zwietrzała wywierający jedynie wpływ na czasy przejścia fal sejsmicznych).

• poprawki statyczne ,,umieszczają'' źródło i odbiornik na stałej płaszczyźnie odniesienia;

• ,,pomagają'' rozpoznać wiązania refleksów na przecinających się profilach;

• poprawiają efektywność pozostałych kroków przetwarzania jak np. analizy prędkości i migracji;

• zabezpieczają powtarzalność zapisu sejsmicznego przez odniesienie danych do wspólnego poziomu odniesienia dzięki czemu łatwo można dowiązać nowe dane do uzyskanych poprzednio;

• mają za zadanie sprowadzanie obserwacji sejsmicznych do ustalonego poziomu odniesienia;

Na poprawki statyczne składają się: poprawka topograficzna, poprawka na strefę małych prędkości oraz poprawka na głębokość wzbudzania drgań.

Poprawka dynamiczna (wprowadza się ją przy odtwarzaniu rejestracji sejsmicznych). Sprowadzają one czas przejścia fal odbitych do geofonu odległego o x od punktu strzałowego. Czyli wielkość tej poprawki jest różnicą między czasem refleksu t zarejestrowanym w pewnej odległości od punktu strzałowego a czasem t_o fali, która ten refleks wywołała: T_d = t - t_o.

Sejsmika

- 4 -

---