SİSMİK ROSPEKSİYON DERS 10 DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR

DENİZ SİSMİĞİ

DENİZ JEOFİZİĞİ VERİ TOPLAMA SİSTEMLERİ Tek kanallı sismik sistem Çok kanallı sismik sistem Çok yüksek ayrımlı sismik sistem (subbottom profiler) Yanal tarama sonarı sistemi (side scan sonar) Tek ve çok ışınlı batimetri (multibeam swath)

Deniz Sismiğinde Veri Toplama - Sistemler Frekans (kHz) Etki Derinliği (m) Uygulama Alanları Ekosounder 10-300 -- Su derinliği, su kolonundaki gaz kabarcıkları, batimetrik konturlar. Yanal Tarama Sonarı 10-100 100-200 Deniz tabanı morfolojisi ve taban düzensizlikleri. Deniz Mühendislik Sismiği 1-10 10-60 Çok sığ stratigrafi, su kolonundaki gaz kabarcıkları, eski kanallar ve gaz içeren yüzey tortulları. Çok Kanallı Deniz Sismiği 10-200 Hz 1000-8000 Yapısal jeoloji, stratigrafi, gaz-petrol aramaları.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA YÖNTEMLERİ

DENİZDE VERİ TOPLAMA Eş zamanlı olarak çalışan çok sayıda sistemin birlikte kullanılmasını gerektiren bir ölçüm tekniği esasına dayanır. Kullanılan tüm sistemler birbiriyle uyumludur ve iletişim halindedir. Kullanılan ekipmanlar ve toplandığı ortamdan kaynaklanarak kara sismiğinden farklılaşmaktadır. Her atış noktasının yanına bir alıcı koyulması ile sismik hatlar boyunca ölçü alınması tek kanallı deniz sismiği olarak bilinir. Böylelikle sıfır ofset sismik kesitler elde edilir. Birden fazla hidrofon ihtiva eden streamer ile ofsetli olarak veri toplanması ise çok kanallı deniz sismiği olarak bilinir. Kaynak ve alıcılar arasında daima mesafe vardır. Her alıcı kanalın atış noktasına uzaklığı ofset olarak bilinir. Veriler iki (2B) yada üç (3B) boyutlu sismik kesit elde edebilmek için değişik sistem ve düzenekler kullanarak kullanılır

Tek kanallı sistemlerde; veri tek kanala sahip kısa bir alıcı kablo ve kayıtçı sistemi kullanılarak toplanır. Sismik kaynak ve alıcı kablo birbirine çok yakın tutulur. Yapılan patlatmanın ardından alıcı kablo tek bir sismik iz verisini kayıtçıya gönderir ve bu sismik izler her patlatmanın ardından yan yana çizilerek tek kanallı sismik yansıma kesiti (sıfır ofset kesit) oluşturulur. Tek kanallı sismik veri analog veya sayısal olarak toplanabilir. Analog sistemlerde kayıt sürekli ve gerçek zamanlı olarak kağıtlara çizilir.bu izlere sadece analog süzgeçler uygulanabilir. Sayısal ise toplanan veri disklere veya manyetik teyplere kaydedilebilir ve bunlara çeşitli sayısal veri işlem adımları uygulanabilir. Çok kanallı sistemlerde; birden çok kanallı alıcı kablo kullanılır ve veriler sayısal toplanır. Veri toplama sırasında tek kanallı sistemlerde olduğu gibi doğrudan doğruya tabanın altının akustik görüntüsünü elde etmek mümkün değildir. Çok kanallı sistemlerde veri toplama aşamasında atış grupları elde edilir. Ve taban altının görünümünün eldesi için toplanan bu veriyi uygun şekilde veri işlem basamakları uygulanır. Veri kalitesi tek kanallı sistemden çok daha iyidir.

2-B 3-B 1-TEK KANALLI 2- ÇOK KANALLI

Deniz Sismiğinde Veri Toplama - Yöntemler Tek kanallı veri toplama Çok kanallı veri toplama Hız bilgisi elde edilemez  S/N oranı düşüktür  - Ucuzdur  - Hız bilgisi elde edilebilir  - S/N oranı yüksektir (fold!)  - Pahalıdır 

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA EKİPMANLARI SİSMİK GEMİ SİSMİK KAYITÇI HİDROFON STREAMER SİSMİK KAYNAK (GUN) DERİNLİK DÜZENLEYİCİLER (BIRD) HAVA KOMPRESÖRLERİ KUYRUK ŞAMANDIRASI NAVİGASYON SİSTEMİ

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – SİSMİK GEMİ Bir sismik geminin, 7/24 çalışabilme yeteneğine Cihazların suya indirilmesi için merkezi hidrolik sisteme Yeterli açık güverte alanına A-Frame sistemine Hassas navigasyon sistemine Hassas hız kontrol sistemine (pitch kontrol) Yüksek manevra yeteneğine sahip olması beklenir.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – HİDROFONLAR Hidrofonlar seramik piezoelektrik elemanlardan yapılırlar. Bu elemanlar büküldüğünde her iki yüzeyleri arasında bir voltaj farkı meydana gelir ve iletken yüzey elemanlarıyla bu voltaj farklı ölçülür. HİDROFON Her bir kayıt kanalı için normalde 8–16 hidrofon kullanılır. Her 8 veya 16 hidrofonun çıkışı paralel bağlanıp birleştirilerek bir kayıt kanalı oluşturulur. Böylece, karada kullanılan alıcı dizilimlerine benzer bir düzen oluşturulmuş olur. Jeofonlar parçacık hızına duyarlı iken, hidrofonlar basınç değişimlerine karşı duyarlıdırlar ve kaynaktan üretilen sinyalin su içerisinde meydana getirdiği basınç değişimlerini algılarlar.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – STREAMER Streamer’ lar, yoğunluğu sudan daha hafif olan kerosen sıvısı ile doldurulur. Grup aralıkları (kanal aralığı) genellikle 6.25 m veya 12.5 m olarak düzenlenir. Streamer’ lar, birbirine eklenebilen genelde 75 veya 100 m’ lik bölümler (streamer sections) şeklinde üretilirler ve her bir bölüm “aktif bölüm (active section)” olarak adlandırılır. STREAMER Streamer’ın her iki ucuna, streamer ile aynı yapıda olan ancak hidrofon içermeyen “gerilme bölümü (stretch section)” isimli ölü kısımlar monte edilir. Streamer’ ın gemiden en uzaktaki ucuna “kuyruk şamandırası (tail buoy)” da eklenir. DIGITIZER  analog  sayısal (digital) bitişik iz toplama (trace summing) yapılabilir. daha küçük çaplı streamer’ lar üretilebilir. kanal sayısının artırılması oldukça pratiktir. ayrı bir sayısallaştırma sistemine gerek yoktur.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – BİRD DigiCourse bird Concorde bird Streamer derinliğinin sabit tutulmasında kullanılırlar.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK (SPARKER)

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK (G GUN)

Deniz Sismiğinde Veri Toplama – kaynak (GI gun)

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK (WATER GUN)

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK (LL GUN) Long Life (LL) Gun Endüstri standardı olan LL gun’ lar, önemli bir bakım gerektirmeksizin sorunsuz 500.000 atış yapabilirler.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK (SLEEVE GUN) Sleeve Gun 2 tür Sleeve Gun üretilmektedir: Gun-IB: 10, 20 ve 40 inç3 Gun-IIB: 70, 100, 150, 210 ve 300 inç3

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYNAK PETROL ARAMA AMAÇLI YÜKSEK AYRIMLI Gun array hacmi: 30 x 60-150 inç3 Petrol arama amaçlı sismik: >3000 inç3 Frekans bandı: 10-100 Hz Tek bir gun hacmi: 20-100 inç3 Yüksek ayrımlı sismik (GI gun): 45-200 inç3 Frekans bandı: 10-240 Hz Hacim Frekans

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KOMPRESÖR Kompresör basıncı: 2000 psi Kompresör kapasitesi: Toplam gun (hava tabancası hacmine bağlıdır.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – KAYITÇI sismik verinin depolanması sayısallaştırıcı modüllerin başlatılması modüllerin sıcaklık ve basınç bilgileri streamer üzerindeki gerilme bilgileri streamer’ a güç gönderilmesi streamer veri akışının denetlenmesi bitişik iz toplama işlemi veri toplama parametrelerinin denetim işlevlerinden sorumludur.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – NAVİGASYON NO SENSÖR 1 SeaStar DGPS alıcısı 2 Meridian Gyro 3 DMS05 hareket sensörü 4 SeaBeam transduser 5 SeaBed / CHIRP transduser 6 Simrad transduser 7 GI gun atış noktası geminin, atış noktasının, kuyruk şamandırasının ve diğer sensörlerin konumlarının hesaplanması atış işleminin başlatılması istenilen tüm sensörlerin konumlarının log edilmesi bird konumlarının ve derinliklerinin log edilmesi işlevlerinden sorumludur.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – OBSERVER LOG

VERİ TOPLAMA PARAMETRELERİ DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA PARAMETRELERİ

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA - PARAMETRELER Kayıt uzunluğu: hedef derinlik ve kaynak gücü ile orantılıdır. Örnekleme aralığı: kaynağın ürettiği frekans içeriği ile orantılıdır. Atış aralığı: katlama (fold) sayısı ve kayıt uzunluğu ile orantılıdır. Streamer ve gun derinliği: sinyalin frekans içeriği ile orantılıdır. Ofset : sinyalin frekans içeriği ile orantılıdır. Küçük ofset yüksek frekans içeriği anlamına gelir. Gun basıncı: kabarcık sönümünü etkiler. Çalışma boyunca sabit tutulmalıdır. Gun hacmi: sinyalin frekans içeriği ile orantılıdır. Küçük hacim yüksek frekans içeriği anlamına gelir. Gemi hızı (1 knot=1 mil/saat=1853 m/saat): atış aralığını etkiler.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA - PARAMETRELER Kayıt uzunluğu: Hedeflenen derinlik ile orantılıdır. Hedef derinlikten gelen yansıma sinyallerinin kaydedileceği kadar büyük olmalıdır. Pratikte kayıt uzunluğunu sismik kaynak gücü denetler. Örnekleme aralığı: Kaydedilen verideki en büyük frekans değerini (Nyquist frekansı) doğrudan etkiler. Ne kadar küçük seçilirse o kadar yüksek frekanslar kaydedilebilir. (Örneğin 1 ms için max. 500 Hz, 2 ms için max. 250 Hz). Pratikte örnekleme aralığı sismik kaynağın ürettiği frekans içeriği ile orantılıdır.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA - PARAMETRELER Atış aralığı: - Gemi hızı ve sismik kayıt uzunluğuna göre en uygun şekilde seçilmelidir. * Pratikte atış aralığı, sabit olan alıcı grup aralığının tam katları olacak şekilde seçilir. Örneğin grup aralığı 6.25 m ise, atış aralığı 6.25 m, 12.5 m, 18.75 m veya 25 m gibi… * Atış aralığı arttıkça gemi hızı da artırılabilir; bu ise çalışmanın daha kısa sürede bitirileceği anlamına gelir ancak fold sayısı da azalır.

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA - PARAMETRELER Gun basıncı: Kabarcık sönümünü etkiler. Çalışma boyunca sabit tutulmalıdır. Gun hacmi: Üretilen sinyalin frekans içeriği ile doğrudan orantılıdır. Küçük hacim yüksek frekans içeriği ve yüksek ayrımlılık, ancak düşük penetrasyon anlamına gelir. Pratikte, üretilen sinyalin geniş bantlı olması istenir. Bu nedenle, pratikte farklı hacimlere sahip birden fazla hava tabancası aynı anda kullanılarak, hava tabancası düzenleri (air gun arrays) oluşturulur. Gemi hızı (1 knot=1 mil/saat=1853 m/saat): atış aralığını ve toplam çalışma süresini etkiler.

    DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – STREAMER DERİNLİĞİ Streamer ve gun derinliği: - Sinyalin frekans içeriği ile orantılıdır. Sığ derinlik yüksek ayrımlılık anlamına gelir. Su yüzeyinin altından derinden çekilen bir sismik kaynağın patlatılmasıyla, alıcıya farklı yolları izleyen farklı ışınlar ulaşır. Uzak alan kaynak imzası tüm bu sinyallerin toplamından meydana gelir. Tek bir patlatmadan alıcıya ulaşan farklı ışınlar     yansıma Kaynak ghost Alıcı ghost Kaynak-Alıcı ghost

Deniz Sismiğinde Veri Toplama – streamer derinliği

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – STREAMER DERİNLİĞİ

DENİZ SİSMİĞİNDE VERİ TOPLAMA – OFSET UZAKLIĞI Sinyalin streamer’ a geliş açısı arttıkça, her bir hidrofon sinyali bir zaman gecikmesiyle algılar. Bu gecikmeler sinyali filtreler ve buna “yönlenme etkisi (directivity effect)” denir. Genlik azalması geliş açısıyla azalır ve 0° için hiçbir azalma oluşmaz. Genlik azalmasını düşürmenin tek yolu, yansıma sinyalinin streamer’ a geliş açısını azaltmaktır. Sabit bir hedef derinliği için geliş açısı ofset mesafesine bağlıdır. Küçük ofset, küçük geliş açısı demektir ve bu da yüksek frekansların daha az genlik kaybedeceği anlamına gelir. sinyal (60o) sinyal (0o)

DENİZ SİSMİĞİNDE TEMEL KAVRAMLAR

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – YANSIMA HİPERBOLLERİ ATIŞ KAYDI (Shot Gather) Bir patlatmadan yayınan dalgaların farklı alıcılarda (jeofon veya hidrofon) kaydedilmesiyle oluşan izler grubu. Doğrudan gelen dalga ATIŞ J1 J2 3 J4 J5 J6 Yansıma hiperbolü

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – Yansıma hiperbolleri FFID: Field File ID Number (Shot Gather No) Zaman-uzaklık grafiği Doğrudan gelen dalga Baş dalgası Deniz tabanı yansıması Tabanaltı yansıması

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – Yansıma hiperbolleri Bir hat boyunca ardışık olarak elde edilen atış gruplarının (shot gathers, common shot gathers) yanyana çizimi

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – YANSIMA HİPERBOLLERİ Yatay Tek Tabakalı Ortamlarda Yansıma Hiperbolleri X=0 m jeofonuna yansıma varış zamanı Yatay tek tabakalı ortamlarda seyehat zamanı ifadesi

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – YANSIMA HİPERBOLLERİ Eğimli Tek Tabakalı Ortamlarda Yansıma Hiperbolleri X=0 m jeofonuna yansıma varış zamanı Eğimli tek tabakalı ortamlarda seyehat zamanı ifadesi (Levin denklemi) f: tabaka eğim açısı

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM –Streamer boyunun etkisi NORMAL KAYMA: 48 kanal 300m streamer Normal kayma (moveout) t0 96 kanal 600m streamer Normal kayma (moveout) t0

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – Derinliğin etkisi Normal Kayma 1240 ms Normal Kayma 900 ms Normal Kayma 620 ms

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – Çok tabakalı ortam DERİNLİK & HIZ: NORMAL KAYMA: 1 2 Normal kayma 3 Normal kayma 1 4 2 3 4

ÇOK KANALLI SİSMİK VERİ İŞLEM – Morfolojinin etkisi Yansıma hiperbolleri her zaman hiperbolmüdür…?