SİSMİK PROSPEKSİYON DERS - 2

... konulu sunumlar: "SİSMİK PROSPEKSİYON DERS - 2"— Sunum transkripti:

1 SİSMİK PROSPEKSİYON DERS - 2
Doç.Dr. Hüseyin TUR

2 Sismik Dalgalar Cisim Dalgaları a)P – Dalgaları b)S - Dalgaları
Yüzey Dalgaları Rayleigh ve Love Stoneley Dalgaları Kanal Dalgaları (Tüp Dalgaları)

3 Sismik Dalgalar Cisim Dalgaları

4 Cisim Dalgaları

5 P Dalgaları Boyuna , sıkışma ve birincil dalgalar , Tanecik hareketi yayınım doğrultusundadır. Enerji kaynağından çıkan bir puls elastik ortam içerisinde küresel olarak yayılırken titreşim yapan karaktere sahiptir. Periyodu 1sn’den az olan dalgalardır. Uzak mesafelere de ulaşabilirler P dalgası tanecik hareketi P dalga hızı bağıntıları

6 S Dalgaları Enine , makaslama ve ikincil dalgalar , Tanecik hareketi dalganın hareket yönüne dik doğrultuda ve birbirlerine parelerdir. Böyle dalgalara taneciklerin hareket ettiği doğrultuda polarize olmuş dalgalar denir. S dalgası tanecik hareketi S dalga hızı bağıntıları Sıvılarda μ= olduğundan S Dalgası yayılmaz SV (düşey) ve SH (yatay) bileşen

7 P ve S – Dalga hızlarının Elastik parametrelerle ilişkisi
Vs = 0.6 Vp

8 Yüzey Dalgaları 60 sn periyotlu Rayleigh dalgaları 200km derinlere inebilir.
Rayleigh ve Love Stoneley Dalgaları Kanal Dalgaları Serbest yüzey ve onun altındaki tabaka sınırları boyunca yayılırlar Özellikleri yer kabuğu ve mantonun yukarı kısımları tarafından belirlenir Love dalgalarının ortaya çıkması için en azından serbest yüzeyin altında bir tabaka olması gerekir. Rayleigh ve Love dalgaları yayılırken bunların tüm dalga grubu bir istasyona aynı anda gelmez ve bir kural olarak uzun dalgalar yüksek hızla seyahat ederk istasyona önce varır. Bunları kısa ve daha kısa dalgalar takip eder (Dispersiyon).

9 Yüzey Dalgaları Yüzey dalgaları cisim dalgalarından daha düşük hıza sahiptir. Genellikle simik prospeksiyonda gürültü kaynağı olarak görülürler.

10 Yüzey Dalgaları Dispersif – hız dalga boyunun bir fonksiyonudur.

11 Dispersiyon:Dalga hızının frekansa bağlı olması
Küçük hız gradyenti – küçük dispersiyon Yüksek hız gradyenti- yüksek dispersiyon Uzun dalgalar daha hızlı hareket ettiklerinden istasyonlara daha önce varırlar (Normal Dispersiyon). Kısa dalgalar istasyonlara daha önce varırsa (ters Dispersiyon). Faz hızı= belirli bir fazın yayılma hızıdır. Grup hızı= tüm dalga grubunun yayılma hızıdır.

12 RAYLEIGH DALGALARI Bu dalgalar elastik katı bir cismin serbest yüzeyinde yayılırlar. Partikül hareketi düşey düzlemde olmak üzere eliptiktir. Herhangi bir (t) anında yüzeyin bir zerresi uzun ekseni düşey olan bir elips şeklinde saat yönünün tersinde bir yörünge çizer. Partikül hareketi dalganın yayılım doğrultusunu içine alan düşey düzlemdedir. Hareketin genliği yüzeyden aşağı doğru derinlikle üstel olarak azalır. Boyuna ve enine hareketin bileşenini içerir ve aralarında faz ilişkisi vardır.

13 Rayleigh Dalgalarının Özellikleri

14 Rayleigh Dalgaları belirli bir derinliğe kadar retrograde belirli bir derinlikten sonra ise prograde hareket yaparlar. Prograde hareket Retrograde hareket

15

16 LOVE DALGALARI (SH) Birden fazla tabaka olmalıdır. Bir Love dalgası zemin yüzeyine paralel enine hareketi ihtiva eder. Bu dalgalar düşük hızlı bir tabakanın üst ve alt yüzeyi arasında ardışık yansımayla yayılmaktadır. Love dalgaları yüzeydeki S dalga hızı ile daha derin tabaklardaki hızlar arasında orta mertebede bir hıza sahiptir. (yani üstteki tabakada çok daha kısa boylu, alttaki ortamda çok uzun dalga boylu S dalgası hızına eşittir.) Dispersiyon gösterirler.

17 Sınırlarda faz değişmesi
Enerji kaybı içeren Sızıntılı yapı

18 STONELEY DALGALARI Değişmiş Rayleigh Dalgaları genellikle Stoneley Dalgaları olarak isimlendirilir. Bu dalgalar bir düzlem sınırda cisim dalgalarının eğilmiş cephelerinin difraksiyonu tarafından oluşturulur. Stoneley Dalgalarının hızı Rayleigh dalgalarının hızından daha azdır. olduğu durumda stoneley dalgaları ortaya çıkar., Katı sıvı sınırında stoneley dalgaları daima görülür. Burada oluşan Stoneley dalgaların hızları katının yüzeyinde ortaya çıkan Rayleigh dalgaları hızlarından daha azdır.

19 KANAL (TÜP) DALGALARI Kara çalışmalarında Yüzey dalgalarının oluşmaması için VSP (Düşey Sismik Profil) yöntemi kullanılır. Burada yüzey dalgaları oluşmaz. Fakat sıvı ile dolu silindirik kuyu ekseni boyunca yüzeydeki kaynaktan yayılan istenmeyen dalga modları jeofonlara gelir. Bu tip kuyu içinde yayılan dalga modları tüp veya kanal dalgaları olarak bilinir. Gürültü olarak adlandırılır. Bunlar düzenli gürültü olup her izde gözlenebilir. Düzensiz gürültüler gibi tekrarlı atışların toplanmasıyla azalmaz tersine güçlendrilmiş olur.

20

21 KANAL (TÜP) DALGALARININ ÖZELLİKLERİ
Tüp dalgaları kuyunun çapına, duvarına ,kuyu boşluklarının doldurulmasına bağlı olarak büyük değişiklikler göstermektedir. Göreceli olarak yüksek genlikli ve düşük frekanslı yönlendirilmiş dalgalar olup çok az dispersif özellik gösterirler. Genlikleri kuyu sıvı sınırından uzaklaştıkça bozulur. Bu da tüp dalgalarının faz hızlarının formasyon ve sıvı hızlarından az olacağını gösterir. Tüp dalgaları sıvı dolu kuyunun düşey ekseni boyunca odaklandığından yönelmiş dalgalardır. Sadece çok az bir miktarı formasyon içine sızar. Tüp dalgalarının genlikleri gidiş geliş mesafesiyle azalmaz. Ve bu dalgalar kuyu içinde küresel olarak genişlemez. Şekilde tüp dalgası yayılımının tanecik hareketinin sıvı içerisindeki tanecik hareketinden daha az olduğu görülmektedir. Dalgaların genliği jeofonu kuyu cidarına yerleştiren kuvvet ve kuyu içindeki sıvının yoğunluğu ile ters orantılıdır. Kuyuda ağır çamur varsa tüp dalgası daha çabuk sönümlenecektir.

22

23 KANAL (TÜP) DALGALARININ KAYNAKLARI
Bir VSP kesitinde yayılmış tüp dalga modlarının zaman ve derinlik olarak yerlerinin belirlenmesiyle bu dalga modlarını oluşturan nedenler açıklanabilir. Örneğin aşağıdaki şekilde vibratörler kullanılarak kaydedilmiş bir veride 4 tip dalga modu tanımlanmıştır. Mevcut veriye AGC (otomatik kazanç kontrolü) uygulanmıştır. Tüp dalgası 1: Bunun nedeni P dalgasının çamur kolonu içerisinde yayılırken bir karışıklığa neden olmasıdır. Böylelikle kuyu içinde büyük bir empedans değişimiyle tüp dalgaları yaratılır. Tüp dalgası 3: Kuyu içerisindeki jeofonun üstü ile yüzey arasında mod ikinin tekrarlanmasıdır. Mod üç, mod bir ve mod ikinin 1/3 hızı ile aşağı hareket eder. Çünkü bu mod üç defa seyahat etmiş ve daha önce kaydedilmiştir. Tüp dalgası 2: En güçlüsüdür. Üç ve dördüncü modlar bu ikinci modu yaratır. Jeofon yüzeyde iken ilk varışlar Rayleigh dalgalarıdır. Mod birde ise bunlar sıışma dalgalarıdır. Tüp dalgası 4: mod ikinin VSP kuyusunun altındaki tabakadan yansımasıyla oluşmuştur. Not: Mod 2sönümlenebilirse mod 3 ve 4 ortaya çıkmaz.

24 KANAL (TÜP) DALGALARININ ÖNLENMESİ
En basit olarak enerji kaynağı ile kuyu başı arasındaki mesafeyi arttırmak ve kaydedilen izlere uygun bir hız filtresi uygulamaktır. Kaynak ile kuyu başı arasına bir engel koymaktır. Böyle bir engel kuyu başı ile kaynak arasına Rayleigh dalga boyunun yarısı kadar bir mesafeye hendek kazmaktır. Bu hendek cm kadar dar ve 2 m kadar sığ olmalıdır. Hendeğin uzunluğu dalga cephesinin hendeğin gerisinde yayılmasını önleyecek kadar yeterli uzunlukta olmalıdır. Uygun bir kaynak düzeni ile yüzey dalgalarının hakim dalga boylarını sönümlemektir.

25 DÜŞÜK HIZ TABAKASI (DHT)
Yer yüzeyinin hemen altında çeşitli nedenlerden dolayı bozuşmuş, gözenekliliği artmış, hatta içi bir kısım gazlarla dolu olabilen alterasyon zonu olarak da bilinen tabakadır. Bu tabakanın kalınlığı 4-50 m arasında olup, hızları m/s arasında değişebilmektedir. Düşük hızlı tabakanın 4 yönden önemi vardır. DHT boşlukları hava ile dolu olup alçak geçişli bir filtre gibi davranır. Bu yüzden dalga şekillerini değiştirir. DHT’nin tabanında çok büyük hız değişimi olur ve zaman zaman bu su tablasını oluşturur. Bu tabaka değişime uğramış Rayleigh dalgalarının oluşumunda çok etkilidir. Sismik enerjinin soğurulması (emilme ) bu zon içinde yüksektir. Düşük hız ve hızdaki çabuk değişmeler varış zamanları üzerinde orantısız şekilde büyük bir etkiye sahiptir. DHT’nin tabanındaki önemli hız değişmesi simik ışını kuvvetle ters tarafa çevirir. Ve neticede bu zon içinde kat ettiği yol altındaki yol doğrultusuna bakmaksızın hemen hemen düşey olur. Tabanındaki çok yüksek empedans kontrastı onu çok iyi bir yansıtıcı yapar. Bu yüzden ardışık (tekrarlı) yansımaların önemli bir kaynağı olur.

26

27 SİSMİK DALGALARIN GENEL GÖRÜNÜMLERİ
(a ) Direkt gelen dalgaların yer içindeki yayılımlarının yandan görünüşü (a ) Direkt gelen dalgaların yer içindeki yayılımlarının üstten görünüşü