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SISMICA A RIFLESIONE E RIFRAZIONE
La sismica a riflessione analizza i tempi che intercorrono tra l'istante di generazione di un impulso elastico e l'istante di ricezione in superficie, dopo una o più riflessioni da parte di altrettante superfici riflettenti. Tale metodologia sfrutta le proprietà elastiche del terreno: ogni superficie che marca un passaggio litologico, sia essa di carattere stratigrafico o tettonico, rappresenta una discontinuità in grado di riflettere parte dell'energia sismica indotta nel sottosuolo. I raggi sismici generati dalla sorgente (S), si rifletteranno sulle interfacce che separano i diversi corpi presenti nel sottosuolo (caratterizzati da differenti litologie, differenti proprietà fisiche, etc..); i segnali riflessi, registrati in superficie da appositi ricevitori (geofoni o idrofoni, a seconda che si stia conducendo un'indagine delle aree emerse o di quelle sommerse) ed opportunamente elaborati, permetteranno di
produrre delle sezioni sismiche in grado di mettere in evidenza l'esistenza di orizzonti caratterizzati da diversa impedenza acustica, di determinarne la profondità, di studiarne la geometria e di trarre elementi di giudizio sulle caratteristiche strutturali dell'area indagata.
La rifrazione e la riflessione dell'energia elastica sono fenomeni che si verificano quando un pacchetto d'onde sismiche incontra una superficie di discontinuità (stratigrafica, tettonica o, nell'ambito dello stesso litotipo, per variazioni di compattazione, fratturazione, ecc.) tra due mezzi diversi. Le indagini di sismica a rifrazione e/o riflessione consentono di definire lungo un profilo indagato, tramite la velocità di propagazione delle onde di compressione e di taglio, le unità litologiche presenti, la loro geometria (spessori e superfici di contatto) ed inoltre consentono di stimare i valori dei moduli elastici dei terreni investigati.
La sismica a rifrazione
è un metodo di indagine del sottosuolo che utilizza, come la sismicaa riflessione, le onde acustiche prodotte da una sorgente opportunamente tarata, ma chehanno subito un fenomeno di rifrazione lungo le superfici di discontinuità fisica e/o meccanicadei mezzi attraversati. Tale metodologia si basa sull’analisi dei tempi di arrivo delle onderifratte (first breaks) che, elaborati tramite sistemi talvolta molto complessi (es. algoritmi diinversione tomografica), permetteranno di individuare in profondità strati con caratteristichemeccaniche migliori e di risalire ai moduli elastici dinamici dei terreni investigati.
La prospezione, molto utilizzata soprattutto in campo ingegneristico, prevede unostendimento di geofoni in superficie (generalmente in numero di 12 o 24) e diversi punti dienergizzazione. All' atto di trasmissione dell'impulso elastico al terreno viene avviato unregistratore che permette di misurare il tempo impiegato dalla perturbazione
La velocità e la profondità delle superfici sismiche, ma la geometria e la disposizione spaziale dei riflettori non sarà di chiara ed immediata interpretazione.
SISMICA 2D:
La sismica a riflessione può essere eseguita con la metodologia MONOCANALE o MULTICANALE. La differenza fra questi due tipi di indagine risiede nel numero di volte che ogni singolo punto del sottosuolo risulta indagato.
Con la riflessione monocanale, si ottiene la copertura singola che consiste nell'indagare ogni punto una sola volta nel corso del rilievo.
Con la riflessione multicanale si ottengono INDAGINI A COPERTURA MULTIPLE (uno stesso onda sismiche proveniente punto viene indagato più volte con angoli di incidenza diversi): dallo stesso punto in profondità hanno seguito diversi percorsi caratterizzati da angoli di incidenza diversi.
La somma delle tracce sismiche relative allo stesso punto in profondità sarà costruttiva solo se sarà fatta una scelta
corretta relativamente al valore di velocità media del materiale sovrastante l'interfaccia riflettente. Con questo metodo di indagine usato principalmente per le prospezioni a mare, permette di ottenere informazioni sui grandi offset e si può lavorare per Common Depth Point: CDP= UNISCE TUTTE LE TRACCE PRODOTTE DA UNO STESSO SCOPPIO. Per le prospezioni a terra si preferisce utilizzare il raggruppamento dei segnali sismici per SHOT GATER SISMICA 3D: questo tipo di sismica ha come concetto di base quello di reperire informazioni di densità omogenea nell'intero volume di roccia indagato. Può essere immaginato come l'incastro di più linee sismiche 2d prese lungo strike (CROSS LINE) e lungo dip (IN LINE). Il prodotto di questa sismica è già un volume di dati (SEG-Y) dalle quali posso ricavare sezioni 2d in ogni direzione. SISMICA 4D: consiste nel ripetere ad intervalli regolari una sismica 3D in una zona in cui c'è un sito
dipetrolio/gas/stoccaggio in attività, la 4° dimensione è quindi il tempo. Questo tipo di sismica è molto importante per monitorare variazioni di pressioni nel reservoir o/e la migrazione stessa della risorsa.
2. PROCESSING SISMICO: è l'elaborazione dei dati che ha come obiettivo quello di convertire il dati RAW (acquisiti in campagna) in una sezione sismica interpretabile tramite l'utilizzo di una serie di operazioni matematiche che mirano a migliorare il rapporto SEGNALE/RUMORE del dato acquisito. La sequenza di processing è specifica ed è riportata in altro sulle tracce sismiche vintage, ce ne sono di moltissime quella che meglio fitta costi/benefit è:
- pre processing Demultiplexing, assegnazione geometrie, Editing, Recupero Ampiezze, Correzioni statistiche
- pre stack Deconvoluzione, raggruppamento per CMP, NMO, stack Stacking
- post stack Migrazione
a. DEMULTIPLEXING: riordinare la serie di campioni corrispondenti a ciascuna
Ed=dT Ve. DECONVOLUZIONE: il sismogramma è un segnale convoluto ovvero racchiude in se le informazioni di SORGENTE, PROPAGAZIONE E SITO DI PROPAGAZIONE :( )=w ( )∗e ( )+ ( )x t t t n til segnale deve quindi essere DECONVOLUTO, matematicamente dobbiamo esplicitare( )e t in questo modo si elimina l’effetto della sorgente ottenendo un segnale che:
- ha maggiore risoluzione perché comprimendo l’onda sismica di base della traccia
- se ne amplia lo spettro delle ampiezze
- rimozione del rumore delle riverberazioni
- ha attenuato le multiple presenti
Abbiamo due tipi:
- SPIKING (deterministica): mira a ridurre l’onda sorgente ad uno spike (filtro- Wiener ) .( )∗w ( )=spikei t t( )∗x ( ) ( )∗w ( )∗e ( )=spike∗e ( )=ii t t t t t t
- PREDITTIVA (STATITICA): mira a rimuovere le multiple prevedendo il loro arrivo- sfruttando la conoscenza dei tempi di arrivo delle riflessioni più importanti.
f. CMP GATHERING: tutti i segnali
sismici si raggruppano per COMMON MID POINT eliminando così gli arrivi delle onde dirette e vedere tutte le volte che uno stesso punto è stato indagato da raggi diversi con angolo di incidenza diversi.
NMO: consiste nel riportare tutte le tracce a 0 offset! Questo perché il fronte d'onda impiegherà più tempo a raggiungere uno stesso riflettore solo perché progressivamente più distante dalla sorgente. (tanto più il riflettore sarà lontano dalla sorgente, tanto più tempo il raggio impiegherà a raggiungerlo)
In pratica si tratta di un dT delle velocità che va 'eliminato' 2x(t) - t = t*dT x 0 = 2*t^2*v0h.
STACKING: è l'unione di tutte le tracce corrette per NMO relative ad uno stesso CMP. Questo permette di ottenere per ogni CMP un'unica traccia zero offset.
Questo permette di:
- Eliminare il rumore casuale
- Amplificare il segnale geologico (somma di fasi)
- Migliorare la risoluzione
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