Yansıma sismolojisi - Reflection seismology

Sismik yansıma verileri

Yansıma sismolojisi (veya sismik yansıma ), yansıyan sismik dalgalardan Dünya'nın yeraltı yüzeyinin özelliklerini tahmin etmek için sismoloji ilkelerini kullanan bir keşif jeofiziği yöntemidir . Yöntem, dinamit veya Tovex patlaması, özel bir hava tabancası veya sismik vibratör gibi kontrollü bir sismik enerji kaynağı gerektirir . Yansıma sismolojisi, sonar ve ekolokasyona benzer . Bu makale, yüzey sismik araştırmaları hakkındadır; düşey sismik profiller için VSP'ye bakınız .

Sismik Yansıma Anahatları

Tarih

1940 yılında sismik testler

Sismik dalgaların Dünya içindeki jeolojik arayüzlerdeki yansımaları ve kırılmaları, ilk olarak deprem kaynaklı sismik dalgaların kayıtlarında gözlemlendi. Dünya'nın derin iç yapısının temel modeli, Dünya'nın içinden iletilen deprem kaynaklı sismik dalgaların gözlemlerine dayanmaktadır (örneğin, Mohorovičić, 1910). Yerkabuğunun üst birkaç kilometresinin jeolojisini ayrıntılı olarak haritalamak için insan tarafından üretilen sismik dalgaların kullanımı, kısa bir süre sonra izledi ve esas olarak ticari girişim, özellikle petrol endüstrisi nedeniyle gelişti.

Sismik yansıma araştırması , tuz kubbeleriyle ilişkili petrolü bulmak için kullanılan sismik kırılma araştırma yönteminden doğdu . Alman maden araştırmacısı Ludger Mintrop , 1914 yılında Almanya'daki tuz kubbelerini tespit etmek için başarılı bir şekilde kullandığı mekanik bir sismograf tasarladı. 1919'da 1926'da yayınlanan bir Alman patenti için başvurdu. 1921'de Teksas ve Meksika'da sismik araştırma yapmak üzere işe alınan Seismos şirketini kurdu ve 1924'te kırılma sismik yöntemini kullanarak petrolün ilk ticari keşfiyle sonuçlandı. 1924'te Teksas'ta Orchard tuz kubbesinin keşfi, Körfez Kıyısı boyunca sismik kırılma araştırmalarında bir patlamaya yol açtı, ancak 1930'a gelindiğinde yöntem, sığ Louann Tuz kubbelerinin çoğunun keşfine yol açtı ve kırılma sismik yöntemi soldu.

Kanadalı mucit Reginald Fessenden , jeolojiyi anlamak için yansıyan sismik dalgaları kullanmayı düşünen ilk kişiydi. Çalışmaları başlangıçta, 1912'de Titanik'in bir buzdağı tarafından batmasıyla motive edilen suda akustik dalgaların yayılması üzerineydi. Ayrıca I. Dünya Savaşı sırasında denizaltıları tespit etme yöntemleri üzerinde çalıştı . 1914 yılında sismik keşif yöntemiyle ilgili ilk patenti için başvurdu ve 1917'de yayınlandı. Savaş nedeniyle bu fikri takip edemedi. John Clarence Karcher, sismik yansımaları, Birleşik Devletler Standartlar Bürosu (şimdi Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü ) için topçu silahlarını tespit etmek için ses menzili belirleme yöntemleri üzerinde çalışırken bağımsız olarak keşfetti . Meslektaşlarla tartışırken, bu yansımaların petrol aramalarına yardımcı olabileceği fikri gelişti . Birçoğu Oklahoma Üniversitesi'ne bağlı olan birkaç kişiyle birlikte Karcher , Nisan 1920'de Oklahoma'da kurulan Jeoloji Mühendisliği Şirketinin kurulmasına yardımcı oldu . İlk saha testleri 1921'de Oklahoma, Oklahoma yakınlarında yapıldı .

Erken yansıma sismolojisi, petrol endüstrisindeki birçok kişi tarafından şüpheyle karşılandı. Yöntemin erken savunucularından biri şu yorumu yaptı:

"Yöntemi kişisel olarak genel danışmanlık uygulamasına sokmaya çalışan biri olarak, kıdemli yazar, yansımaların kehanet çubuğuyla eşit olarak bile dikkate alınmadığı birçok zamanı kesinlikle hatırlayabilir, çünkü en azından bu cihazın bir gelenek geçmişi vardı."

Jeoloji Mühendisliği Şirketi, petrol fiyatındaki düşüş nedeniyle kapandı. 1925'te petrol fiyatları toparlandı ve Karcher , petrol şirketi Amerada'nın bir parçası olarak Jeofizik Araştırma Şirketi'nin (GRC) kurulmasına yardımcı oldu . 1930'da Karcher GRC'den ayrıldı ve Geophysical Service Incorporated'ın (GSI) kurulmasına yardımcı oldu . GSI, 50 yılı aşkın bir süredir en başarılı sismik taahhüt şirketlerinden biriydi ve daha da başarılı bir şirket olan Texas Instruments'ın ana şirketiydi . İlk GSI çalışanı Henry Salvatori , 1933'te başka bir büyük sismik yüklenici olan Western Geophysical'i kurmak için o şirketten ayrıldı . Hidrokarbon arama, hidroloji , mühendislik çalışmaları ve diğer uygulamalarda yansıma sismolojisini kullanan diğer birçok şirket , yöntemin ilk icat edilmesinden bu yana kuruldu. Son yıllarda büyük hizmet şirketleri CGG , ION Geophysical , Petroleum Geo-Services , Polarcus , TGS ve WesternGeco'yu içeriyordu , ancak 2015'teki petrol fiyatlarındaki düşüşten bu yana, sismik hizmet sağlayıcıları Polarcus gibi finansal olarak mücadele etmeye devam ederken, CGG ve WesternGeco gibi sadece on yıl önce sismik alım endüstrisi liderleri, kendilerini sismik alım ortamından tamamen çıkardılar ve mevcut sismik veri kitaplıklarına, sismik veri yönetimine ve sismikle ilgili olmayan petrol sahası hizmetlerine odaklanmak için yeniden yapılandırıldılar.


Yöntemin ana hatları

Sismik dalgalar , Dünya'da içinde bulundukları ortamın akustik empedansı tarafından yönetilen bir hızda hareket eden mekanik bozulmalardır . Akustik (veya sismik) empedans, Z , denklemle tanımlanır:

,

burada v sismik dalga hızı ve ρ ( Yunanca rho ) kayanın yoğunluğudur .

Yeryüzünde ilerleyen bir sismik dalga, farklı akustik empedanslara sahip iki malzeme arasındaki bir arayüzle karşılaştığında, dalga enerjisinin bir kısmı arayüzden yansır ve bir kısmı arayüzden kırılır . En temelde, sismik yansıma tekniği, sismik dalgalar üretmek ve dalgaların kaynaktan hareket etmesi, bir arayüzden yansıması ve yüzeydeki bir dizi alıcı (veya jeofon ) tarafından algılanması için geçen sürenin ölçülmesinden oluşur . Kaynaktan çeşitli alıcılara seyahat sürelerini ve sismik dalgaların hızını bilen bir jeofizikçi, daha sonra yeraltının bir görüntüsünü oluşturmak için dalgaların yollarını yeniden oluşturmaya çalışır.

Diğer jeofizik yöntemlerle ortak olarak, yansıma sismolojisi bir tür ters problem olarak görülebilir . Yani, deneyle toplanan bir dizi veri ve deney için geçerli olan fiziksel yasalar verildiğinde, deneyci incelenen fiziksel sistemin soyut bir modelini geliştirmek ister . Yansıma sismolojisi durumunda, deneysel veriler sismogramlara kaydedilir ve istenen sonuç, Yerkabuğunun yapısının ve fiziksel özelliklerinin bir modelidir. Diğer ters problem tiplerinde olduğu gibi, yansıma sismolojisinden elde edilen sonuçlar genellikle benzersiz değildir (birden fazla model verilere yeterince uyar) ve veri toplama, işleme veya analizdeki nispeten küçük hatalara karşı hassas olabilir. Bu nedenlerle, bir yansıma sismik araştırmasının sonuçları yorumlanırken büyük özen gösterilmelidir.

yansıma deneyi

Sismik yansımanın genel prensibi, elastik dalgaları ( dinamit patlaması veya Vibroseis gibi bir enerji kaynağı kullanarak ) Dünya'ya göndermektir; burada Dünya'daki her katman, dalga enerjisinin bir kısmını geri yansıtır ve geri kalanının kırılmasına izin verir. Bu yansıyan enerji dalgaları, yerleştirildikleri zeminin hareketini algılayan alıcılar tarafından önceden belirlenmiş bir süre boyunca (kayıt uzunluğu olarak adlandırılır) kaydedilir. Karada, kullanılan tipik alıcı , yer hareketini analog bir elektrik sinyaline dönüştüren, jeofon olarak bilinen küçük, taşınabilir bir alettir . Suda, basınç değişikliklerini elektrik sinyallerine dönüştüren hidrofonlar kullanılır. Her bir alıcının tek bir çekime verdiği yanıt “iz” olarak bilinir ve bir veri depolama cihazına kaydedilir , ardından çekim yeri hareket ettirilir ve işlem tekrarlanır. Tipik olarak, kaydedilen sinyaller, yorumlanmaya hazır olmadan önce önemli miktarlarda sinyal işlemeye tabi tutulur ve bu, endüstri ve akademi içinde önemli bir aktif araştırma alanıdır. Genel olarak, incelenen alanın jeolojisi ne kadar karmaşıksa, gürültüyü ortadan kaldırmak ve çözünürlüğü artırmak için gereken teknikler o kadar karmaşıktır. Modern sismik yansıma araştırmaları büyük miktarda veri içerir ve bu nedenle genellikle süper bilgisayarlar veya bilgisayar kümeleri üzerinde gerçekleştirilen büyük miktarda bilgisayar işlemesi gerektirir .

Normal insidansta yansıma ve iletim

P dalgası, normal insidansta bir arayüzden yansır

Bir sismik dalga, farklı akustik empedanslara sahip iki malzeme arasında bir sınırla karşılaştığında, dalgadaki enerjinin bir kısmı sınırda yansıtılırken, enerjinin bir kısmı sınırdan iletilecektir. Genlik yansıtılan dalganın sismik tarafından gelen dalganın genliğini çarparak tahmin edilir yansıma katsayısı ile belirlenir empedans iki malzeme arasındaki kontrast.

Normal gelişte (önden) bir sınıra çarpan bir dalga için, yansıma katsayısının ifadesi basitçe şöyledir:

,

burada ve sırasıyla birinci ve ikinci ortamın empedansı.

Benzer şekilde, sınırdan iletilen dalganın genliğini tahmin etmek için gelen dalganın genliği iletim katsayısı ile çarpılır . Normal insidans iletim katsayısı formülü şu şekildedir:

.

Yansıyan ve iletilen dalganın genliklerinin karelerinin toplamı, gelen dalganın genliğinin karesine eşit olması gerektiğinden, bunu göstermek kolaydır.

.

Sismologlar, yansıtıcıların gücündeki değişiklikleri gözlemleyerek sismik empedanslardaki değişiklikleri çıkarabilirler. Buna karşılık, bu bilgiyi, yoğunluk ve elastik modül gibi ara yüzeydeki kayaların özelliklerindeki değişiklikleri çıkarmak için kullanırlar .

Normal olmayan insidansta yansıma ve iletim

Bir P dalgası normal olmayan insidansta bir arayüzden yansıdığında meydana gelen mod dönüşümlerini gösteren diyagram

Normal olmayan insidans durumunda, P dalgaları ve S dalgaları arasındaki mod dönüşümü nedeniyle durum çok daha karmaşık hale gelir ve Zoeppritz denklemleri ile tanımlanır . 1919'da Karl Zoeppritz, gelen bir P dalgası için düzlemsel bir arayüzde yansıyan ve kırılan dalgaların genliklerini , geliş açısının bir fonksiyonu ve altı bağımsız elastik parametre olarak belirleyen 4 denklem elde etti . Bu denklemler 4 bilinmeyene sahiptir ve çözülebilir, ancak yansıma genliklerinin ilgili kaya özelliklerine göre nasıl değiştiğine dair sezgisel bir anlayış vermezler.

Her yansımanın genliğini yöneten yansıma ve iletim katsayıları, geliş açısına göre değişir ve (diğer birçok şeyin yanı sıra) kayanın sıvı içeriği hakkında bilgi elde etmek için kullanılabilir. AVO olarak bilinen normal olmayan geliş olaylarının pratik kullanımı (bkz. genliğe karşı ofset ), Zoeppritz denklemlerine uygulanabilir yaklaşımlar elde etmek için teorik çalışma ve bilgisayar işleme kapasitesindeki ilerlemelerle kolaylaştırılmıştır . AVO çalışmaları, potansiyel rezervuarların sıvı içeriğini (petrol, gaz veya su) tahmin etmeye, verimsiz kuyuları açma riskini azaltmaya ve yeni petrol rezervuarları belirlemeye yönelik bir miktar başarılı girişimde bulunur. Zoeppritz denklemlerinin en yaygın olarak kullanılan 3 terimli sadeleştirmesi 1985'te geliştirildi ve "Shuey denklemi" olarak biliniyor. "Shuey yaklaşımı" olarak bilinen başka bir 2 terimli sadeleştirme, 30 dereceden daha az geliş açıları için geçerlidir (genellikle sismik araştırmalarda olduğu gibi) ve aşağıda verilmiştir:

burada = sıfır ötelemede yansıma katsayısı (normal geliş); = AVO gradyanı, ara kaymalarda yansıma davranışını açıklar ve = geliş açısı. Bu denklem, = 0'daki normal insidansa indirgenir .

yansımaların yorumlanması

Belirli bir sınırdan yansımanın jeofona ulaşması için geçen süreye seyahat süresi denir . Kayadaki sismik dalga hızı biliniyorsa, seyahat süresi yansıtıcıya olan derinliği tahmin etmek için kullanılabilir. Basit bir dikey hareket eden dalga için, yüzeyden reflektöre ve geriye doğru seyahat süresine İki Yönlü Zaman (TWT) denir ve formülle verilir.

,

yansıtıcının derinliği nerede ve kayadaki dalga hızı.

Birkaç sismogram üzerindeki görünüşte ilişkili bir dizi yansıma genellikle bir yansıma olayı olarak adlandırılır . Bir sismolog, yansıma olaylarını ilişkilendirerek, yansımaları oluşturan jeolojik yapının tahmini bir kesitini oluşturabilir. Büyük anketlerin yorumlanması genellikle üst düzey üç boyutlu bilgisayar grafikleri kullanan programlarla yapılır .

Gürültü kaynakları

Sismik kayıtlardaki gürültü kaynakları. Sol üst: hava dalgası; sağ üst: baş dalgası; sol alt: yüzey dalgası; sağ alt: çoklu.

Yeraltı içindeki arayüzlerden yansımalara ek olarak, alıcılar tarafından algılanan ve istenmeyen veya gereksiz olan bir dizi başka sismik tepki vardır:

hava dalgası

Hava dalgası doğrudan kaynaktan alıcıya gider ve tutarlı gürültüye bir örnektir . Havadaki ses hızı olan 330 m/s hızla hareket ettiği için kolayca tanınır .

Yer yuvarlanması / Rayleigh dalgası / Scholte dalgası / Yüzey dalgası

Bir Rayleigh dalgası tipik olarak bir katının serbest yüzeyi boyunca yayılır, ancak havanın elastik sabitleri ve yoğunluğu kayalarınkiyle karşılaştırıldığında çok düşüktür, bu nedenle Dünya yüzeyi yaklaşık olarak serbest bir yüzeydir . Düşük hız, düşük frekans ve yüksek genlikli Rayleigh dalgaları, sismik bir kayıtta sıklıkla bulunur ve genel veri kalitesini düşürerek sinyali gizleyebilir. Endüstride 'Yer Yuvarlanması' olarak bilinirler ve dikkatlice tasarlanmış bir sismik araştırma ile azaltılabilen tutarlı gürültünün bir örneğidirler. Scholte dalga zemin rulo benzer, ancak deniz tabanı (sıvı / katı arabirimi) meydana gelir ve muhtemelen belirsiz ve deniz sismik kayıtlarında derin yansımaları maskeleyebilir. Bu dalgaların hızı dalga boyuna göre değişir, bu nedenle dağılma oldukları söylenir ve dalga katarının şekli mesafeye göre değişir.

Kırılma / Baş dalgası / Konik dalga

Bir kafa dalgası, bir arayüzde, alt ortam içinde hareket ederek kırılır ve arayüze paralel salınım hareketi üretir. Bu hareket, yüzeyde algılanan üst ortamda bir bozulmaya neden olur. Aynı fenomen sismik kırılmada da kullanılır .

Çoklu yansıma

Sismik kayıtta birden fazla yansımaya neden olan bir olaya çoklu denir . Katlar, birincil yansımalara müdahale edip etmemelerine bağlı olarak, kısa yol (peg-bacak) veya uzun yol olabilir.

Bir su kütlesinin tabanından ve hava-su arayüzünden gelen katlar, deniz sismik verilerinde yaygındır ve sismik işleme ile bastırılır .

kültürel gürültü

Kültürel gürültü, tümü alıcılar tarafından algılanabilen hava etkilerinden, uçaklardan, helikopterlerden, elektrik direklerinden ve gemilerden (deniz araştırmaları durumunda) kaynaklanan gürültüyü içerir.

Uygulamalar

Yansıma sismolojisi bir dizi alanda yaygın olarak kullanılmaktadır ve uygulamaları, her biri araştırma derinliğine göre tanımlanan üç gruba ayrılabilir:

  • Yüzeye yakın uygulamalar – yaklaşık 1 km'ye kadar derinliklerde jeolojiyi anlamayı amaçlayan, tipik olarak mühendislik ve çevre araştırmaları ile kömür ve maden aramaları için kullanılan bir uygulama. Sismik yansıma için daha yakın zamanda geliştirilen bir uygulama, jeotermal enerji araştırmaları içindir, ancak bu durumda araştırma derinliği 2 km'ye kadar çıkabilir.
  • Hidrokarbon arama - hidrokarbon endüstrisi tarafından yeraltında 10 km'ye kadar derinliklerde akustik empedans kontrastlarının yüksek çözünürlüklü bir haritasını sağlamak için kullanılır. Bu, sismik nitelik analizi ve diğer keşif jeofizik araçlarıyla birleştirilebilir ve jeologların ilgilenilen alanın jeolojik bir modelini oluşturmalarına yardımcı olmak için kullanılabilir .
  • Maden arama – Yakın yüzeye (<300 m) maden aramasına yönelik geleneksel yaklaşım, son yıllarda jeolojik haritalama, jeokimyasal analiz ve özellikle yeşil alan araştırmaları için hava ve yer tabanlı potansiyel saha yöntemlerinin kullanılması olmuştur. sismik, sert kaya ortamlarında keşif için geçerli bir yöntem haline geldi.
  • Kabuk çalışmalar - yapısına soruşturma ve kökeni yerkabuğunun kadar, Moho süreksizliği 100 km'ye kadar derinlikteki ve öbür.

Elastik dalgalar yerine elektromanyetik kullanan ve daha küçük bir penetrasyon derinliğine sahip olan yansıma sismolojisine benzer bir yöntem , Yere nüfuz eden radar veya GPR olarak bilinir .

hidrokarbon arama

Daha yaygın olarak "sismik yansıma" olarak adlandırılan veya hidrokarbon endüstrisinde "sismik" olarak kısaltılan yansıma sismolojisi, petrol jeologları ve jeofizikçiler tarafından potansiyel petrol rezervlerini haritalamak ve yorumlamak için kullanılır . Sismik araştırmaların boyutu ve ölçeği, 20. yüzyılın sonlarından bu yana bilgisayar gücündeki önemli artışlarla birlikte artmıştır. Bu, sismik endüstrisini 1980'lerde zahmetli bir şekilde - ve dolayısıyla nadiren - küçük 3B anketler almaktan rutin olarak büyük ölçekli yüksek çözünürlüklü 3B anketler elde etmeye yönlendirdi. Hedefler ve temel ilkeler aynı kaldı, ancak yöntemler yıllar içinde biraz değişti.

Sismik hidrokarbon araştırması için birincil ortamlar kara, geçiş bölgesi ve denizdir:

Arazi – Kara ortamı, Dünya'da var olan hemen hemen her tür araziyi kapsar ve her biri kendi lojistik problemlerini getirir. Bu ortamın örnekleri orman, çöl, kutup tundrası, orman, kentsel ortamlar, dağ bölgeleri ve savanadır.

Geçiş Bölgesi (TZ) – Geçiş bölgesi, arazinin denizle buluştuğu alan olarak kabul edilir ve su, büyük sismik gemiler için çok sığ, ancak karada geleneksel satın alma yöntemlerinin kullanımı için çok derin olduğu için benzersiz zorluklar sunar. Bu ortamın örnekleri nehir deltaları, bataklıklar ve bataklıklar, mercan resifleri, sahil gelgit alanları ve sörf bölgesidir. Geçiş bölgesi sismik ekipleri, yeraltının eksiksiz bir haritasını elde etmek için genellikle tek bir proje üzerinde karada, geçiş bölgesinde ve sığ su deniz ortamında çalışacaklardır.

Deniz sismik araştırmaları için kullanılan ekipmanın şeması

Deniz – Deniz bölgesi ya sığ su alanlarındadır (30 ila 40 metreden daha az su derinlikleri normalde 3D deniz sismik operasyonları için sığ su alanları olarak kabul edilir) ya da normalde denizler ve okyanuslarla ilişkili derin su alanlarındadır (örneğin, Meksika Körfezi).

Sismik veri toplama

Sismik veri toplama, sismik araştırmaların üç farklı aşamasından ilkidir, diğer ikisi sismik veri işleme ve sismik yorumlamadır.

Sismik araştırmalar tipik olarak Ulusal petrol şirketleri ve CGG , Petroleum Geo-Services ve WesternGeco gibi hizmet şirketlerini satın almak için kiralayan Uluslararası petrol şirketleri tarafından tasarlanır . Daha sonra verileri işlemek için başka bir şirket tutulur, ancak bu genellikle anketi alan şirket olabilir. Son olarak, tamamlanan sismik hacim, jeolojik olarak yorumlanabilmesi için petrol şirketine teslim edilir.

Arazi etüdü alımı

Çöl arazisi sismik kampı
Kayıt cihazı kamyonlu bir çöl arazi ekibinde alıcı hattı

Kara sismik araştırmaları, yüzlerce ton ekipman gerektiren ve birkaç yüz ila birkaç bin kişiyi istihdam eden, aylarca geniş alanlara dağıtılan büyük kuruluşlar olma eğilimindedir. Bir arazi araştırmasında kontrollü bir sismik kaynak için bir dizi seçenek mevcuttur ve özellikle yaygın seçenekler Vibroseis ve dinamittir. Vibroseis, ucuz ve verimli, ancak çalışması için düz bir zemin gerektiren ve gelişmemiş alanlarda kullanımını zorlaştıran, dürtüsel olmayan bir kaynaktır. Yöntem, bir çelik levhayı zemine indiren ve daha sonra belirli bir frekans dağılımı ve genliği ile titreşen bir veya daha fazla ağır, arazi aracı içerir. Bir Vibroseis kamyonuna bağlı büyük ağırlık kendi çevresel hasarına neden olabilmesine rağmen, dinamitin önemli hasara yol açabileceği şehirlerde ve diğer yerleşim alanlarında kullanılmasına izin veren düşük bir enerji yoğunluğu üretir. Dinamit, neredeyse mükemmel bir dürtü işlevi üretmesi nedeniyle ideal jeofizik kaynak olarak kabul edilen, ancak belirgin çevresel dezavantajları olan bir dürtüsel kaynaktır . Uzun bir süre boyunca, ağırlık düşüşü 1954 civarında tanıtılana kadar mevcut tek sismik kaynaktı ve jeofizikçilerin görüntü kalitesi ile çevresel hasar arasında bir denge kurmasına izin verdi. Vibroseis ile karşılaştırıldığında, dinamit operasyonel olarak da verimsizdir çünkü her kaynak noktasının delinmesi ve dinamitin deliğe yerleştirilmesi gerekir.

Deniz sismik araştırmalarından farklı olarak, arazi geometrileri dar alım yollarıyla sınırlı değildir, bu da genellikle çok çeşitli öteleme ve azimutların elde edildiği ve en büyük zorluk alım oranını arttırmak olduğu anlamına gelir. Üretim hızı, kaynağın (bu durumda Vibroseis) ne kadar hızlı ateşlenebileceği ve ardından bir sonraki kaynak konumuna geçilebileceği ile açıkça kontrol edilir. Anket verimliliğini artırmak için aynı anda birden fazla sismik kaynağın kullanılması denenmiştir ve bu tekniğin başarılı bir örneği Bağımsız Eşzamanlı Süpürme'dir (ISS).

Bir kara sismik araştırması, önemli bir lojistik destek gerektirir; Günlük sismik operasyonun kendisine ek olarak, ikmal faaliyetleri, tıbbi destek, kamp ve ekipman bakım görevleri, güvenlik, personel mürettebat değişiklikleri ve atık yönetimi için ana kamp için destek de olmalıdır. Bazı operasyonlar, mesafenin günlük olarak ana kampa geri dönmek için çok uzak olduğu ve uzaktan kurulan daha küçük 'uçuş' kamplarını da çalıştırabilir ve bunlar ayrıca sık sık lojistik desteğe ihtiyaç duyacaktır.

Deniz araştırması alımı (Towed Streamer)

R/V Western Legend sismik araştırma gemisi
Çekilmiş bir flama kullanarak deniz sismik araştırması
NATS ve MAZ anketlerinin plan görünümü
Bir WATS/WAZ araştırmasının plan görünümü
Tarafından toplanan sismik veri USGS içinde Meksika Körfezi
Sismik destek gemisi
Litton 3 km deniz flama
Litton LP tabanca dizileri (enerji kaynağı)

Çekili flama deniz sismik araştırmaları, uzunlukları boyunca hidrofon grupları (veya alıcı grupları) içeren proje spesifikasyonuna bağlı olarak, flamalar olarak bilinen bir veya daha fazla kabloyu yüzeyin hemen altında tipik olarak 5-15 metre arasında çeken uzman sismik gemiler kullanılarak gerçekleştirilir (bkz. diyagram). Modern flama gemileri normalde, bir geminin iskele ve sancak tarafına geniş bir şekilde bir dizi flamanın çekilmesine izin veren kapılar veya kanatlar olarak bilinen su altı kanatlarına sabitlenebilen çoklu flamaları arkadan çeker. 2013 ve 2017 yılları arasında inşa edilen PGS tarafından işletilen Ramform serisi gemilerde görülen mevcut flama çekme teknolojisi, bu gemilerdeki flama sayısını toplamda 24'e çıkarmıştır. Bu tür kapasiteye sahip gemiler için, kıç boyunca 'kapıdan kapıya' yayılmış bir flamanın bir deniz milinde fazla olması nadir değildir. Herhangi bir projedeki flamaların, flama uzunluğu, flama ayrımı, hidrofon grubu uzunluğu ve kaynak merkezi ile alıcılar arasındaki uzaklık veya mesafe açısından kesin konfigürasyonu, müşterinin deniz tabanının altındaki jeolojik ilgi alanına bağlı olacaktır. veri almaya çalışıyor.


Streamer gemileri ayrıca yüksek enerji kaynaklarını, özellikle 2000 psi'de çalışan yüksek basınçlı hava tabancası dizilerini, yansıyan enerji dalgalarının flama alıcı gruplarına kaydedildiği deniz yatağına ayarlanmış bir enerji darbesi oluşturmak için birlikte ateşler. Silah dizileri ayarlıdır, yani ateşlendiğinde diziden çıkan hava kabarcığının frekans tepkisi, belirli bir dizideki silahların kombinasyonuna ve sayısına ve bireysel hacimlerine bağlı olarak değiştirilebilir. Silahlar bir dizi üzerinde tek tek yerleştirilebilir veya kümeler oluşturmak için birleştirilebilir. Tipik olarak, kaynak dizilerinin hacmi 2000 inç küp ila 7000 inç küp arasındadır, ancak bu, araştırma alanının spesifik jeolojisine bağlı olacaktır.


Deniz sismik araştırmaları, çekilen modern gemilerin boyutları ve çekme yetenekleri nedeniyle önemli miktarda veri üretir.

2 kaynağı olan ve tek bir flama çeken sismik bir gemi, Dar Azimut Çekili Flama (veya NAZ veya NATS) olarak bilinir . 2000'li yılların başında, bu tür bir edinimin ilk keşif için faydalı olduğu, ancak kuyuların doğru konumlandırılması gereken geliştirme ve üretim için yetersiz olduğu kabul edildi . Bu , farklı azimutlarda NATS araştırmalarının bir kombinasyonunu elde ederek bir NATS araştırmasının doğrusal edinim modelinin sınırlamalarını kırmaya çalışan Multi-Azimuth Towed Streamer'ın (MAZ) geliştirilmesine yol açtı (şemaya bakın). Bu, yüzey altının daha iyi aydınlatılmasını ve daha iyi bir sinyal-gürültü oranını başarıyla sağladı.

Tuzun sismik özellikleri deniz sismik araştırmaları için ek bir sorun teşkil eder, sismik dalgaları zayıflatır ve yapısı görüntülenmesi zor çıkıntılar içerir. Bu, NATS inceleme tipinde, geniş azimutlu çekilen flama (veya WAZ veya WATS) üzerinde başka bir varyasyona yol açtı ve ilk olarak 2004'te Mad Dog sahasında test edildi . Bu tür inceleme, yalnızca 8 flama seti çeken 1 gemiyi içeriyordu ve Son alıcı hattın başında ve sonunda bulunan sismik kaynakları çeken 2 ayrı gemi (şemaya bakınız). Bu konfigürasyon 4 kez "döşendi", alıcı gemi her seferinde kaynak gemilerden daha uzağa hareket etti ve sonunda flama sayısının 4 katı ile bir anket etkisi yarattı. Nihai sonuç, daha geniş bir azimut aralığına sahip sismik bir veri setiydi ve sismik görüntülemede bir çığır açtı. Bunlar artık denizde çekilen flama sismik araştırmalarının üç yaygın türüdür.

Deniz araştırması alımı (Ocean Bottom Sismic (OBS))

Deniz araştırması edinimi sadece sismik gemilerle sınırlı değildir; Ayrıca, kara sismik araştırmasında kullanılan kablolara benzer şekilde deniz tabanına jeofon ve hidrofon kablolarının döşenmesi ve ayrı bir kaynak gemisi kullanılması da mümkündür. Bu yöntem, üretim platformları gibi engellerin olduğu alanlarda görüntü kalitesinden ödün vermeden sismik araştırmalar yapılabilmesini sağlamak için başlangıçta operasyonel gereklilikten geliştirilmiştir . Okyanus dip kabloları (OBC) ayrıca, örneğin sığ deniz (su derinliği <300m) ve geçiş bölgesi ortamları gibi sismik bir geminin kullanılamadığı diğer alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır ve uzaktan kumandalı sualtı araçları (ROV'lar) tarafından açık alanlarda konuşlandırılabilmektedir . tekrarlanabilirliğe değer verildiğinde derin su (aşağıdaki 4D'ye bakın). Geleneksel OBC araştırmaları, bir basınç sensörünü ( hidrofon ) ve bir dikey parçacık hızı sensörünü (dikey jeofon ) birleştiren çift bileşenli alıcıları kullanır , ancak daha yeni gelişmeler, yöntemi bir hidrofon ve üç ortogonal jeofon gibi dört bileşenli sensörleri kullanacak şekilde genişletmiştir. Dört bileşenli sensörler, suda ilerlemeyen ancak yine de değerli bilgiler içerebilen kesme dalgalarını da kaydedebilme avantajına sahiptir .

Operasyonel avantajlara ek olarak, OBC, anket geometrisi ile bağlantılı artan katlama ve daha geniş azimut aralığından kaynaklanan geleneksel bir NATS anketine göre jeofiziksel avantajlara da sahiptir. Bununla birlikte, bir arazi araştırmasına çok benzer şekilde, daha geniş azimutlar ve artan katlamanın bir maliyeti vardır ve büyük ölçekli OBC araştırmaları için yetenek ciddi şekilde sınırlıdır.

2005 yılında, derin suya yerleştirilmiş pille çalışan kablosuz alıcıları kullanan OBC yönteminin bir uzantısı olan okyanus dibi düğümleri (OBN) ilk olarak BP ve Fairfield Geotechnologies arasındaki bir ortaklıkta Atlantis Petrol Sahası üzerinde denendi . Bu düğümlerin yerleşimi, OBC'deki kablolardan daha esnek olabilir ve daha küçük boyutları ve daha düşük ağırlıkları nedeniyle depolanması ve yerleştirilmesi daha kolaydır.

Deniz araştırması alımı (Ocean Bottom Nodes (OBN))

Büyük düğüm araştırmaları, güvenli ve iyi hizmet verilen depolama alanları için önemli bir gereksinim oluşturabilir.

Düğüm teknolojisinin gelişimi, okyanus dibi kablo teknolojisinden doğrudan bir gelişme olarak geldi, yani, deniz tabanından hidrofona deniz suyu alanını ortadan kaldırmak için bir hidrofonu deniz tabanı ile doğrudan temas halinde yerleştirme yeteneği, çekili akış teknolojisi ile mevcut. Okyanus dibi hidrofon kavramının kendisi yeni değildir ve uzun yıllardır bilimsel araştırmalarda kullanılmaktadır, ancak petrol ve gaz aramalarında veri toplama metodolojisi olarak hızlı kullanımı nispeten yenidir.

Düğümler, bir hidrofon ve üç yatay ve dikey eksen yönlendirme sensörü içeren bağımsız 4 bileşenli birimlerdir. Fiziksel boyutları, tasarım gereksinimlerine ve üreticiye bağlı olarak değişir, ancak genel olarak düğümler, kaldırma sorunlarına karşı koymak ve akıntılar veya gelgitler nedeniyle deniz tabanında hareket şansını azaltmak için birim başına 10 kilogramdan fazla ağırlığa sahiptir.

Düğümler, akış gemilerinin güvenli bir şekilde giremeyebileceği alanlarda kullanılabilir ve bu nedenle, düğüm gemilerinin güvenli navigasyonu için ve düğümlerin konuşlandırılmasından önce , harita için yan tarama teknolojisi kullanılarak normal olarak araştırma alanında bir batimetri deniz dibi araştırması yapılır. ayrıntılı olarak deniz dibi topografyası . Bu, bağlantı noktası ve kaynak gemilerin güvenli navigasyonunu etkileyebilecek olası tehlikeleri belirleyecek ve ayrıca denizaltı engelleri, enkazlar, petrol sahası altyapısı veya su altı kayalıklarından, kanyonlardan veya düğümlerin bulunduğu diğer konumlardan su derinliklerindeki ani değişiklikler dahil olmak üzere bağlantı noktası konuşlandırılmasıyla ilgili sorunları belirleyecektir. sabit olmayabilir veya deniz tabanıyla iyi bir bağlantı kuramayabilir.

OBC operasyonlarından farklı olarak, bir düğüm gemisi bir düğüm hattına bağlanmaz, oysa okyanus tabanı kablolarının gerçek zamanlı olarak veri kaydetmek için bir kayıt cihazı gemisine fiziksel olarak bağlanması gerekir. Düğümlerle, düğümler kurtarılana ve onlardan veriler toplanana kadar (toplama, sabit sürücü verilerini düğümden kopyalayan bilgisayarlı bir sisteme yerleştirildiğinde, kurtarılan bir düğümden verileri çıkarmak için kullanılan endüstri terimidir), bir Bir düğümün işletim durumuna ilişkin gerçek zamanlı kalite kontrol öğesi olmadığından, kendi kendine yeterli oldukları ve dağıtıldıktan sonra herhangi bir sisteme bağlı olmadıkları için verilerin kaydedileceği varsayımı. Teknoloji artık iyi kurulmuş ve çok güvenilirdir ve bir düğüm ve pil sistemi tüm kurulum kriterlerini geçtiğinde, bir düğümün belirtildiği gibi çalışacağına dair yüksek derecede güven vardır. Düğüm projeleri sırasındaki teknik kesinti, yani dağıtım sırasındaki bireysel düğüm arızaları, genellikle dağıtılan toplam düğümlerin yüzdesi olarak tek rakamlardadır.

Düğümler, şarj edilebilir dahili Lityum-iyon pil paketleri veya değiştirilebilir, şarj edilemeyen pillerle çalışır - düğümün tasarımı ve özellikleri, hangi pil teknolojisinin kullanıldığını belirleyecektir. Bir düğüm biriminin pil ömrü, bir düğüm projesinin tasarımında kritik bir husustur; bunun nedeni, bir düğümde pil bittiğinde, toplanan verilerin artık katı hal sabit diskinde depolanmaması ve deniz tabanında konuşlandırıldığından beri kaydedilen tüm verilerin kaybedilmesidir. Bu nedenle, 30 günlük pil ömrüne sahip bir düğüm konuşlandırılmalı, verileri kaydetmeli, bu 30 günlük süre içinde kurtarılmalı ve toplanmalıdır. Bu aynı zamanda, pil ömrüyle de yakından ilgili olduğundan, dağıtılacak düğüm sayısıyla da bağlantılıdır. Çok fazla düğüm konuşlandırılırsa ve OBN ekibinin kaynakları bunları zamanında kurtarmak için yeterli değilse veya olumsuz hava koşulları gibi dış etkenler kurtarma operasyonlarını sınırlarsa, pillerin süresi dolabilir ve veriler kaybolabilir. Tek kullanımlık veya yeniden şarj edilemeyen piller, pillerin bir operasyona ve operasyondan taşınması ve boşalmış pillerin lisanslı bir yüklenici tarafından kıyıya atılması gerektiğinden önemli bir atık yönetimi sorunu yaratabilir.

Bir diğer önemli husus, bireysel düğüm saat birimlerinin zamanlamasının dahili bir saat kayması düzeltmesi ile senkronize edilmesidir. Düğümlerin dağıtılmadan önce düzgün bir şekilde eşitlenmesindeki herhangi bir hata, kullanılamaz veriler oluşturabilir. Düğüm edinimi genellikle çok yönlü olduğundan ve 24 saatlik bir zaman çerçevesinde aynı anda birkaç kaynaktan yapıldığından, doğru veri işleme için tüm düğümlerin aynı saat zamanına göre çalışması hayati önem taşır.

Düğüm türü ve özelliği, düğüm işleme sistemi tasarımını ve dağıtım ve kurtarma modlarını belirleyecektir. Şu anda iki ana akım yaklaşım var; ip üzerinde düğüm ve ROV işlemleri.

Bir ip üzerinde düğüm

Bu yöntem, düğümün bir çelik tele veya yüksek özellikli bir ipe bağlanmasını gerektirir. Her düğüm, düğümü ipe güvenli bir şekilde bağlamak için özel bağlantılara sahip olacak şekilde, örneğin olası tasarıma bağlı olarak her 50 metrede bir, ip boyunca eşit aralıklarla yerleştirilecektir. Bu halat daha sonra, genellikle önceden tanımlanmış bir düğüm hattı boyunca dinamik konumlandırma ile bir düğüm taşıma sistemi kullanılarak uzman bir düğüm gemisi tarafından döşenir . Düğümler, üzerinde anlaşmaya varılan ve kabul edilebilir bir hata yarıçapı ile önceden çizilen konumlara 'indirilir', örneğin, bir düğüm, navigasyon ön çizim konumlarından 12,5 metre yarıçap içinde yerleştirilmelidir. Bunlara genellikle ping'ler eşlik eder, bir sualtı akustik konumlandırma dönüştürücüsü tarafından algılanabilen küçük transponderler, bir pingleme gemisine veya düğüm gemisinin kendisinin konuşlandırma sırasında her bir düğüm için kesin bir deniz tabanı konumu oluşturmasına olanak tanır. Sözleşmeye bağlı olarak, ping'ler örneğin her düğümde veya her üçüncü düğümde bulunabilir. Ping ve ping ekipmanı, gemi tabanlı diferansiyel GPS veya Diferansiyel Global Konumlandırma Sistemi navigasyon ekipmanı ile arayüzlenen USBL veya Ultra kısa temel akustik konumlandırma sistemlerinin kullanımı için endüstrinin kısaltmasıdır .

Düğüm hatları genellikle gemideki düğüm hattını geri almak için çapa veya kıskaç kancası ile sürüklenerek kurtarılır. Düğüm gemilerindeki taşıma sistemleri, düğümleri depolamak, dağıtmak ve kurtarmak için kullanılır ve özel tasarımları düğüm tasarımına bağlı olacaktır. Küçük düğümler, manuel bir işleme elemanı içerebilirken, daha büyük düğümler, düğümleri taşımak, depolamak, yeniden şarj etmek ve toplamak için robotik sistemler tarafından otomatik olarak işlenir. Düğüm gemileri ayrıca halat hatlarını yönetmek için makaralar ve genellikle bir halat gemilerinde düğüm üzerinde taşınan kilometrelerce halatları depolamak için halat kutuları gibi sistemler kullanır.

Bir ip üzerindeki düğüm normalde, örneğin 100 metreden daha az veya bir sahile yakın bir geçiş bölgesi alanı gibi, potansiyel içinde sığ suyun olduğu yerlerde kullanılır. Daha derin su operasyonları için, düğümlerin doğru bir şekilde konuşlandırılmasını sağlamak için dinamik bir konumlandırma gemisi kullanılır, ancak bu daha büyük gemilerin kıyıya ne kadar güvenli bir şekilde girebilecekleri konusunda bir sınırlaması vardır; olağan kesinti, gemiye ve su içi ekipmanına bağlı olarak 15 ila 20 metre su derinliği arasında olacaktır. Uzman sığ su tekneleri daha sonra 1 ila 3 metre kadar sığ su derinliklerinde düğümleri yerleştirmek ve kurtarmak için kullanılabilir. Bu sığ su düğümleri daha sonra sudan karaya tutarlı bir sismik hat geçişi sağlamak için kıyıdaki jeofonlarla bağlantı kurmak için kullanılabilir .

Bu yaklaşımla ilgili onları bir projede hasara veya kayba karşı savunmasız hale getiren bazı sorunlar vardır ve bunların tümü risk değerlendirilmeli ve azaltılmalıdır. Bir ip üzerinde birbirine bağlı düğümler, deniz tabanında gözetimsiz olarak oturduklarından: güçlü akıntılar nedeniyle hareket edebilirler, halatlar deniz dibi engellerine takılabilir, üçüncü şahıs gemi çapaları tarafından sürüklenebilir ve trol balıkçı gemileri tarafından yakalanabilir. Bu ekipmana yönelik bu tür potansiyel tehlikelerin tehdidi, normalde, özellikle kuyu başlıklarının, boru hatlarının ve diğer denizaltı yapılarının bulunduğu ve bunlarla herhangi bir temasın önlenmesi gereken petrol sahası konumlarında, normalde proje planlama aşamasında tanımlanmalı ve değerlendirilmelidir. dışlama bölgelerinin kabul edilmesi. Dağıtımdan sonra düğüm hatlarının taşınması mümkün olduğundan, kurtarma sırasında düğüm konumu sorunu kritiktir ve bu nedenle hem dağıtım hem de kurtarma sırasında konumlandırma, standart bir navigasyon kalite kontrol kontrolüdür. Bazı durumlarda, düğümler sözleşme spesifikasyonlarının dışına çıkmışsa, düğüm hatlarının kurtarılması ve yeniden döşenmesi gerekebilir.

ROV dağıtımı

Bu yöntem, düğümleri önceden çizilen konumlarına yerleştirmek ve yerleştirmek için ROV ( uzaktan çalıştırılan sualtı aracı ) teknolojisini kullanır. Bu tür yerleştirme ve kurtarma yöntemi, suya indirilen düğümlerle dolu bir sepet kullanır. Bir ROV, uyumlu düğüm sepetine bağlanacak ve önceden tanımlanmış bir sırayla ayrı düğümleri bir tepsiden kaldıracaktır. Her düğüm, tahsis edilen arsa öncesi konumuna yerleştirilecektir. İyileşme sırasında süreç tersine işler; kurtarılacak düğüm ROV tarafından alınır, tekrar yüzeye kaldırıldığında sepet dolana kadar düğüm sepet tepsisine yerleştirilir. Sepet, düğüm kabı üzerine geri alınır, düğümler sepetten çıkarılır ve hasat edilir.

ROV operasyonları normalde derin su düğümü projeleri için, genellikle açık okyanusta 3000 metreye kadar olan su derinliklerinde kullanılır. Ancak, ROV operasyonlarında dikkate alınması gereken bazı sorunlar vardır. ROV operasyonları, özellikle derin su ROV operasyonları karmaşık olma eğilimindedir ve bu nedenle periyodik bakım talepleri üretimi etkileyebilir. ROV'lar için Umbilical ve diğer yüksek teknolojili yedek parçalar son derece pahalı olabilir ve karada veya üçüncü taraf uzman desteği gerektiren ROV'ların onarımları bir düğüm projesini durduracaktır. Aşırı su derinlikleri nedeniyle, düğüm sepetinin yüzeyden deniz tabanına geçiş süresi nedeniyle düğüm konuşlandırma ve kurtarma üretim hızı çok daha düşük olacak ve açık okyanus alanlarında ROV operasyonları için neredeyse kesinlikle hava veya deniz koşulu sınırlaması olacaktır. Lojistik operasyonlarını desteklemek için kıyıdan uzakta da, bunker ve mürettebat değişim faaliyetleri, düzenli ikmal için sorunlu olabilir.


Hızlandırılmış çekim (4D)

Zaman atlamalı veya 4B anketler, belirli bir süre sonra tekrarlanan 3B sismik araştırmalardır, 4B terimi bu durumda zaman olan dördüncü boyutu ifade eder. Üretim sırasında rezervuar değişikliklerini gözlemlemek ve geleneksel sismikte tespit edilemeyebilecek akış engellerinin olduğu alanları belirlemek için hızlandırılmış incelemeler edinilir. Zaman atlamalı anketler, saha üretime girdikten sonra elde edilen bir temel araştırma ve bir izleme veya tekrar anketinden oluşur. Bu anketlerin çoğu, elde edilmesi daha ucuz olduğu ve çoğu alanda tarihsel olarak zaten bir NATS temel anketi olduğu için tekrarlanan NATS anketleri olmuştur. Kablolar çıkarıldıktan sonra önceki konumlarına doğru bir şekilde yerleştirilebildiğinden, bu araştırmaların bazıları okyanus altı kabloları kullanılarak toplanmıştır. Tam kaynak ve alıcı konumunun daha iyi tekrarı, daha iyi tekrarlanabilirliğe ve daha iyi sinyal-gürültü oranlarına yol açar. Okyanus dibi kablolarının satın alındığı ve kalıcı olarak konuşlandırıldığı alanlar üzerinde bir dizi 4D araştırma da kuruldu. Bu yöntem, saha sismik ömrü (LoFS) veya kalıcı rezervuar izleme (PRM) olarak bilinebilir.

Çekili flama teknolojisini kullanan 4B sismik araştırmalar, 4B anketin amacı orijinal veya temel araştırmayı mümkün olduğunca doğru bir şekilde tekrarlamak olduğundan çok zor olabilir. Hava durumu, gelgitler, mevcut ve hatta yılın zamanı, böyle bir anketin bu tekrarlanabilirlik hedefine ne kadar doğru bir şekilde ulaşabileceği üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

OBN, sismik bir veriyi doğru bir şekilde tekrarlamanın çok iyi bir başka yolu olduğunu kanıtlamıştır. Düğümleri kullanan dünyanın ilk 4D araştırması, düğümlerin bir ROV tarafından 1300–2200 metre su derinliğine, daha önce 2005'te yerleştirildikleri yerin birkaç metre yakınına yerleştirilmesiyle, 2009 yılında Atlantis Petrol Sahası üzerinde elde edildi.

Sismik veri işleme

Sismik veri işlemede üç ana süreç vardır: ters evrişim , ortak orta nokta (CMP) yığınlaması ve geçiş .

Dekonvolüsyon , sismik bir izin sadece Dünya'nın çarpık filtrelerle kıvrılmış yansıtma serisi olduğu varsayımı altında, Dünya'nın yansıtma serisini çıkarmaya çalışan bir süreçtir. Bu süreç, sismik dalgacığı çökerterek zamansal çözünürlüğü geliştirir, ancak kuyu günlükleri gibi daha fazla bilgi mevcut olmadıkça veya başka varsayımlar yapılmadıkça benzersiz değildir. Dekonvolüsyon işlemleri, belirli bir distorsiyon tipini ortadan kaldırmak için tasarlanan her bir bağımsız dekonvolüsyon ile kademeli olarak gerçekleştirilebilir.

CMP istifleme , yeraltındaki belirli bir konumun defalarca ve farklı uzaklıklarda örneklenmiş olacağı gerçeğini kullanan sağlam bir süreçtir. Bu, bir jeofizikçinin, tümü Ortak Orta Nokta Toplama olarak bilinen aynı yüzey altı konumunu örnekleyen bir dizi ofset içeren bir iz grubu oluşturmasına olanak tanır . Ortalama genlik daha sonra bir zaman numunesi boyunca hesaplanır, bu da rastgele gürültünün önemli ölçüde azaltılmasına ve aynı zamanda sismik genlik ve kayma arasındaki ilişki hakkındaki tüm değerli bilgilerin kaybolmasına neden olur. Biraz önce tatbik edilir Az önemli süreçler CMP yığını olan Normal moveout düzeltme ve statik düzelme . Deniz sismik verilerinin aksine, atış ve alıcı konumları arasındaki yükseklik farkları için kara sismik verilerinin düzeltilmesi gerekir. Bu düzeltme, düz bir veriye dikey bir zaman kayması biçimindedir ve statik düzeltme olarak bilinir , ancak yakın yüzeyin hızı tam olarak bilinmediğinden işleme sırasında daha sonra düzeltmeye ihtiyaç duyacaktır. Bu ilave düzeltme, artık statik düzeltme olarak bilinir .

Sismik göç , sismik olayların, yüzeyde kaydedildiği yerden ziyade yüzeyde meydana gelen yere, uzayda veya zamanda geometrik olarak yeniden konumlandırılması ve böylece yeraltının daha doğru bir görüntüsünün oluşturulması sürecidir.

sismik yorumlama

Bir uyumsuzluktan sismik.jpg

Sismik yorumun amacı, işlenmiş sismik yansımaların haritasından tutarlı bir jeolojik hikaye elde etmektir. En basit seviyesinde, sismik yorumlama, 2B veya 3B veri seti boyunca sürekli yansıtıcılar boyunca izlemeyi ve ilişkilendirmeyi ve bunları jeolojik yorumlama için temel olarak kullanmayı içerir. Bunun amacı, belirli jeolojik katmanların derinliklerindeki mekansal değişimi yansıtan yapısal haritalar üretmektir. Bu haritalar kullanılarak hidrokarbon tuzakları belirlenebilir ve hacim hesaplamalarının yapılmasına izin veren yeraltı modelleri oluşturulabilir. Ancak, bir sismik veri seti nadiren bunu yapacak kadar net bir resim verir. Bu, esas olarak dikey ve yatay sismik çözünürlükten kaynaklanmaktadır, ancak çoğu zaman gürültü ve işleme zorlukları da daha düşük kaliteli bir resim ile sonuçlanmaktadır. Bu nedenle, sismik yorumlamada her zaman bir dereceye kadar belirsizlik vardır ve belirli bir veri kümesi, verilere uyan birden fazla çözüme sahip olabilir. Böyle bir durumda, çözümü kısıtlamak için daha fazla veriye ihtiyaç duyulacaktır, örneğin daha fazla sismik edinim, sondaj deliği kaydı veya yerçekimi ve manyetik araştırma verileri şeklinde . Bir sismik işlemcinin mantığına benzer şekilde, bir sismik yorumlayıcısı, araştırma alanını terk etmek yerine daha fazla çalışmayı teşvik etmek için genellikle iyimser olmaya teşvik edilir. Sismik yorumlama, hem jeologlar hem de jeofizikçiler tarafından tamamlanır ve çoğu sismik yorumlayıcı her iki alanı da anlar.

Hidrokarbon araştırmalarında, yorumcunun özellikle betimlemeye çalıştığı özellikler, bir petrol rezervuarını oluşturan kısımlardır - kaynak kaya , rezervuar kaya, mühür ve tuzak .

Sismik özellik analizi

Sismik öznitelik analizi, geleneksel bir sismik görüntüde daha ince olabilecek bilgileri geliştirmek için analiz edilebilecek sismik verilerden bir miktar çıkarmayı veya türetmeyi içerir, bu da verilerin daha iyi jeolojik veya jeofiziksel yorumlanmasına yol açar . Analiz edilebilecek niteliklere örnek olarak, parlak noktaların ve loş noktaların tanımlanmasına yol açabilecek ortalama genlik , tutarlılık ve genliğe karşı sapma yer alır . Hidrokarbonların varlığını gösterebilen niteliklere doğrudan hidrokarbon göstergeleri denir .

kabuk çalışmaları

Tektonik ve Yerkabuğu çalışmalarında yansıma sismolojisinin kullanılması , 1970'lerde Büyük Britanya'daki BIRPS ve Fransa'daki ECORS gibi diğer ülkelerde derin sismik keşiflere ilham veren Consortium for Continental Reflection Profiling (COCORP) gibi gruplar tarafından öncülük edildi. . İngiliz Kurumları Yansıma profil oluşturma Sendikası (BIRPS) Kuzey Denizi'nde petrol hidrokarbon arama sonucunda başlatılmıştır. Keşfedilen jeolojik yapıları ve tortul havzaları oluşturan tektonik süreçlerin anlaşılmadığı ortaya çıktı . Çaba bazı önemli sonuçlar verdi ve deniz sismik araştırmaları ile kabuğun içinden üst mantoya nüfuz eden bindirme fayları gibi özelliklerin profillenmesinin mümkün olduğunu gösterdi .

Çevresel Etki

Tüm insan faaliyetlerinde olduğu gibi, sismik yansıma araştırmalarının Dünya'nın doğal çevresi üzerinde bir takım etkileri vardır ve hem hidrokarbon endüstrisi hem de çevre grupları bu etkileri araştırmak için araştırmalara katılır.

Kara

Karada, sismik bir araştırma yapmak, ekipman ve personelin taşınması için yolların inşa edilmesini gerektirebilir ve ekipmanın yerleştirilmesi için bitki örtüsünün temizlenmesi gerekebilir. Araştırma nispeten gelişmemiş bir alandaysa, önemli habitat bozuklukları meydana gelebilir ve birçok hükümet, sismik şirketlerin çevrenin tahribatıyla ilgili katı kurallara uymasını şart koşar; örneğin, dinamitin sismik kaynak olarak kullanılmasına izin verilmeyebilir. Sismik işleme teknikleri, sismik hatların doğal engellerin etrafından sapmasına veya önceden var olan düz olmayan yolları ve izleri kullanmasına izin verir. Dikkatli bir planlama ile bu, bir kara sismik araştırmasının çevresel etkisini büyük ölçüde azaltabilir. Arazi araştırması için teodolitler yerine ataletsel navigasyon cihazlarının daha yakın zamanda kullanılması, araştırma hatlarının ağaçlar arasında sarılmasına izin vererek sismik etkisini azalttı.

Herhangi bir sismik araştırmanın arazi üzerindeki potansiyel etkisinin planlama aşamasında değerlendirilmesi ve etkin bir şekilde yönetilmesi gerekir. İyi düzenlenmiş ortamlar, herhangi bir çalışmaya başlamadan önce genellikle Çevresel ve Sosyal Etki Değerlendirmesi (ÇSED) veya Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) raporları gerektirir. Proje planlaması ayrıca, bir proje tamamlandığında, varsa ne gibi bir etkinin geride kalacağını da kabul etmelidir. İyileştirme planını sözleşmeye ve projenin yürütüldüğü yasalara göre yönetmek yüklenicilerin ve müşterilerin sorumluluğundadır.

Bir projenin büyüklüğüne bağlı olarak, kara sismik operasyonları, özellikle depolama tesisleri, kamp tesisleri, atık yönetim tesisleri (siyah ve gri su yönetimi dahil), genel ve sismik araç park alanları, atölyeler ve bakım tesisleri ve yaşam konaklama gereklidir. Yerel halkla temas, artan gürültü, 24 saat çalışma ve artan trafik gibi normal yaşamlarında potansiyel aksamalara neden olabilir ve bunların değerlendirilmesi ve hafifletilmesi gerekir.

Arkeolojik hususlar da önemlidir ve proje planlaması, dikkate alınması gereken yasal, kültürel ve sosyal gereksinimleri karşılamalıdır. Etkilerini en aza indirmek ve hasarı önlemek için binalardan ve arkeolojik yapılardan güvenli çalışma mesafelerini değerlendirmek için uzman teknikler kullanılabilir.

Deniz

Deniz sismik araştırmaları için temel çevresel kaygı, yüksek enerjili sismik kaynakla ilişkili gürültünün, özellikle balinalar , musurlar ve yunuslar gibi deniz memelileri gibi hayvanların yaşamını rahatsız etme veya yaralama potansiyelidir , çünkü bu memeliler sesi birincil iletişim yöntemi olarak kullanırlar. bir başkasıyla. Yüksek düzeyde ve uzun süreli ses, işitme kaybı gibi fiziksel hasara neden olabilirken, düşük düzeydeki gürültü, işitmede geçici eşik kaymalarına, deniz yaşamı için hayati önem taşıyan sesleri gizlemeye veya davranış bozukluklarına neden olabilir.

Bir araştırma, göç eden kambur balinaların kendileri ile çalışan bir sismik gemi arasında en az 3 km'lik bir boşluk bırakacağını, ineklerin artan hassasiyet sergilediği ve 7-12 km'lik artan bir boşluk bıraktığını gösteren kambur balina kapsüllerinin dinlenmesiyle olduğunu göstermiştir. Tersine, çalışma, erkek kambur balinaların, düşük frekanslı sesi balina kırma davranışıyla karıştırdığına inanıldığından, tek bir çalışan hava tabancasına çekildiğini buldu . Balinalara ek olarak, deniz kaplumbağaları , balıklar ve kalamarlar , yaklaşan bir sismik kaynağın varlığında alarm ve kaçınma davranışı gösterdi. Sismik araştırma gürültüsünün deniz yaşamı üzerindeki etkilerine ilişkin raporları karşılaştırmak zordur çünkü yöntemler ve birimler genellikle yetersiz belgelenmiştir.

Gri balina düzenli göçmen tarafından beslenme alanları> sismik test alanlarda 30 km önleyecektir. Benzer şekilde, gri balinaların nefes almalarının daha hızlı olduğu gösterildi, bu da balinada rahatsızlık ve paniğe işaret ediyor. Araştırmacıların, bu sorular üzerinde araştırmalar devam etmesine rağmen, artan balina kıyılarından kaçınma ve paniğin sorumlu olabileceğine inanmalarına neden olan, bunun gibi dolaylı kanıtlardır.

Başka bir bakış açısı sunan Uluslararası Jeofizik Müteahhitler Birliği (IAGC) ve Uluslararası Petrol ve Gaz Üreticileri Birliği'nin (IOGP) ortak bir makalesi, deniz sismik araştırmaları tarafından yaratılan gürültünün, doğal sismik gürültü kaynaklarıyla karşılaştırılabilir olduğunu iddia ediyor. :

"Sismik araştırmalar sırasında üretilen ses, büyüklük olarak doğal olarak oluşan ve diğer insan yapımı ses kaynaklarıyla karşılaştırılabilir. Ayrıca, sismik seslerin belirli özellikleri ve sismik araştırmalar sırasında kullanılan operasyonel prosedürler, deniz memelileri için ortaya çıkan risklerin beklendiği şekildedir. Aslında, otuz yıllık dünya çapındaki sismik araştırma faaliyeti ve çeşitli araştırma projeleri, E&P sismik faaliyetlerinden gelen sesin herhangi bir deniz memelisi türünde herhangi bir fiziksel veya işitsel yaralanma ile sonuçlandığını gösteren hiçbir kanıt göstermemiştir. "

Birleşik Krallık hükümet kuruluşu, Ortak Doğa Koruma Komitesi (daha yaygın olarak JNCC olarak bilinir) "...Birleşik Krallık Hükümetine tavsiyede bulunan ve Birleşik Krallık çapında ve uluslararası doğa koruma konusunda yetki devrine sahip idarelere tavsiyede bulunan kamu kuruluşudur." Jeofiziksel veya sismik araştırmaların deniz ortamı üzerindeki etkisine uzun yıllar boyunca uzun vadeli bir ilgi duymuştur. 1990'larda bile, sismik araştırmalar tarafından üretilen ses enerjisinin etkisinin araştırılması ve izlenmesi gerektiği hükümet düzeyinde anlaşılmıştı. JNCC yönergeleri, dünya çapındaki sismik sözleşmelerdeki araştırmalar için olası bir temel standart olarak uluslararası olarak kullanılan referanslardan biri olmuştur ve olmaya devam etmektedir; örneğin, 'Jeofizik araştırmalardan deniz memelilerinin yaralanma riskini en aza indirmeye yönelik JNCC yönergeleri (sismik araştırma yönergeleri) )', 2017.

Deniz memelileri için yıkıcı bir faktör olarak sismik ses enerjisinin tartışılmasında karmaşık bir faktör, 21. yüzyılda yürütülürken sismik araştırmaların boyutu ve ölçeğidir. Tarihsel olarak, sismik araştırmaların süresi haftalar veya aylar olma ve yerelleştirilme eğilimindeydi, ancak OBN teknolojisi ile araştırmalar binlerce kilometrekare okyanusu kapsayabilir ve yıllarca devam edebilir, her zaman okyanusa 24 saat ses enerjisi verir. birden fazla enerji kaynağından bir gün. Bunun güncel bir örneği, Abu Dabi ulusal petrol şirketi ADNOC tarafından 2018 yılında imzalanan ve çeşitli derin su alanları, kıyı alanları, adalar ve sığ su konumlarında 2024 yılına kadar tahmini bir süre ile imzalanan 85.000 kilometrekarelik mega sismik araştırma sözleşmesidir . Bu devasa operasyonların deniz yaşamı üzerindeki uzun vadeli etkisini değerlendirmek çok zor olabilir.

2017'de IOGP, araştırma sırasında rahatsızlıktan kaçınmak için şunları tavsiye etti:

  • Sese maruz kalmanın ve gemi trafiğinin deniz memelilerine zarar vermemesini sağlamak için her operasyonun sahaya özgü çevre koşullarını ele almak için koruyucu önlemler alınır.
  • Üreme ve beslenme alanları gibi bilinen hassas alanlardan ve zaman dilimlerinden kaçınmak için planlanmış araştırmalar.
  • Deniz faunasını sesin potansiyel olarak zararlı etkilerinden daha fazla korumak için tipik olarak sismik kaynak çevresinde dışlama bölgeleri kurulur. Hariç alan, tipik olarak, ses kaynağının çevresinde en az 500 metre yarıçaplı bir dairedir.
  • Herhangi bir ses üretme operasyonu başlamadan önce, deniz memelileri ve diğer korunan türler için o bölgeyi görsel ve akustik olarak izlemek için eğitimli gözlemciler ve dinleme cihazları kullanılır. Bu gözlemciler, operasyonlar sırasında koruyucu uygulamalara uyulmasını sağlamaya yardımcı olur ve ayrıntılı raporları, inceleme alanının biyolojik çeşitliliği hakkında yerel yönetimlere bilgi sağlar.
  • Ses üretimi tipik olarak, hava tabancası kaynağından gelen ses seviyesinin sismik hatların başlangıcında çok düşük bir seviyeden tam operasyonel seviyelere kademeli olarak artışını içeren bir "yumuşak başlangıç" veya "yükselme" ile başlar - genellikle 20 ila 40 dakika. Bu yumuşak başlangıç ​​prosedürü, ses kaynağına yakın olabilecek herhangi bir hayvanın, ses yükseldikçe uzaklaşması için zaman tanımayı amaçlamaktadır.

İkinci faktör olarak, sismik araştırmanın yapıldığı düzenleyici ortamdır. Kuzey Denizi veya Meksika Körfezi gibi yüksek düzeyde düzenlemeye tabi yerlerde , yasal gereklilikler sözleşme düzeyinde açıkça belirtilecek ve hem yüklenici hem de müşteri düzenlemelere uyacaktır, çünkü uyumsuzluğun sonuçları önemli para cezaları gibi ciddi olabilir veya keşif blokları için izinlerin geri alınması. Bununla birlikte, çeşitli ve zengin bir deniz biyomuna sahip olan ancak çevre yasalarının zayıf olduğu ve bir düzenleyicinin etkisiz olduğu veya hatta bulunmadığı bazı ülkeler vardır . Düzenleyici çerçevenin sağlam olmadığı bu durum, deniz çevrelerini koruma girişimlerini ciddi şekilde tehlikeye atabilir: bu durum, bir ülkede devlete ait petrol ve gaz şirketlerinin baskın olduğu ve düzenleyicinin de devlete ait ve işletilen bir kuruluş olduğu durumlarda sıklıkla görülür. ve bu nedenle gerçekten bağımsız olarak kabul edilmez.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Aşağıdaki kitaplar yansıma sismolojisindeki önemli konuları kapsamaktadır. Çoğu, üniversite düzeyinde veya üzerinde biraz matematik, jeoloji ve/veya fizik bilgisi gerektirir.

Yansıma sismolojisine ilişkin daha fazla araştırma, özellikle Society of Exploration Geophysicists , the American Geophysical Union ve European Association of Geoscientists and Engineers'ın kitap ve dergilerinde bulunabilir .

Dış bağlantılar