ga seismica curs 6
Post on 02-Feb-2018
244 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
1/19
2. Generarea undelor seismice
2.1 Influenta mediului geologic asupra alegerii tipului de sursa seismica
2.2 Generarea undelor seismice in prospectiunea seismica de reflexie
2.2.1 Surse folosite in prospectiunea seismica terestra
2.2.1.1 Surse explozive
2.2.1.2 Surse de suprafata
2.2.1.3 Surse folosite pentru generarea undelor transversale
2.2.2 Surse folosite in prospectiunea seismica marina
2.3 Generarea undelor seismice in prospectiunea seismica de refractie
2.1 Influenta mediului geologic asupra alegerii tipului de sursa seismica
Generarea undelor seismice se face prin plasarea surselor seismice in medii reale
(formatiunile geologice), medii care sunt heterogene si anizotrope. Dupa cum sa aratat in
capitolul precedent, elementele de teorie a propagarii undelor sunt definite presupunand
existenta unui mediu omogen si izotrop. !ornind de la aceasta o"servatie si stiind ca
mediile reale nu sint omogene si izotrope, ne asteptam ca proprietatile mediilor reale sa
influenteze propagarea undelor seismice. #otalitatea proprietatilor si particularitatilor
mediului geologic ce influenteaza producerea, propagarea si receptia undelor seismice
sunt cunoscute su" numele de conditii seismo-geologice. $ceste conditii impun alegereaunui anumit tip de sursa seismica si parametrii acesteia.
2.2 Generarea undelor seismice in prospectiunea seismica de reflexie
Semnalul in prospectiunea seismica de reflexie este reprezentat de unda simplu
reflectata. #oate celelalte tipuri de unde seismice sunt considerate zgomot. %nda simplu
reflectata poate fi de tip longitudinal (!) sau transversal (S). Generarea unor astfel de
unde necesita folosirea unor surse seismice potrivite.
& sursa seismica este definita ca fiind un dispozitiv ce introduce energie in su"sol
cu scopul de a se forma unde seismice (S'eriff, 11). In functie de mediul in care se
folosesc, exista doua tipuri de surse seismice si anume surse seismice terestre si surse
seismice marine.
1
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
2/19
2.2.1 Surse folosite in prospectiunea seismica terestra
lasificarea surselor seismice folosite in prospectiunea seismica terestra se face in
functie de adancimea sursei astfel*
1)surse explozive (cantitatea exploziva este plasata su" suprafata solului la anumite
adancimi intro gaura de sonda)
2) surse de suprafata (generarea energiei seismice se face la suprafata solului)
2.2.1.1 Sursele explozive
In prospectiunea seismica terestra, cel mai des folosite sunt sursele explozive,
unde incarcatura exploziva este plasata intro gaura de sonda (+nescu si &r"an, 1-
/ne, 2001). $dancimea gaurii de sonda variaza intre 2 30 m. Incarcatura exploziva se
plaseaza, de preferat, in roci dure si la "aza gaurii de sonda pentru a se evita formarea
undelor de frecventa oasa (undele de suprafata).
$dancimea la care este plasata incarcatura exploziva, cat si cantitatea acesteia,
depinde de adancimea o"iectivului lucrarii de prospectiune seismica. u cat adancimea
o"iectivului este mai mare cu atat adancimea si cantitatea de exploziv este mai mare*
Studii seismice de foarte mica adancime* z 40 m, 5200 gr dinamita
Studii seismice pentru explorarea pentru 'idrocar"uri* z 6000 m, 1, 2, 4 sau 10
7g dinamita
Studii seismice de foarte mare adancime* z 8 20 60 7m, 20 30 7g dinamita
In urma detonarii incarcaturii explozive, in urul sursei apare ozona de ruperede
in care rocile sunt sfaramate. $ceasta zona se formeaza datorita presiunilor foarte mari
care apar dupa explozie, presiuni care depasesc rezistenta la rupere a rocilor. +nergia
generata in urma exploziei este consumata, in mare parte, pentru spargerea si incalzirea
rocilor. In plus, din cauza divergentei frontului de unda, densitatea de energie pe frontul
de unda scade repede astfel incat la limita exterioara a zonei de rupere presiunea pe
frontul de unda devine mai mica decat rezistenta la rupere a rocilor ramanand, totusi, mai
mare decat limita de elasticitate a acestora. $stfel, in urul zonei de rupere se formeaza o
zona in care rocile sufera deformari permanente reprezentate de dilatari sau comprimari
ireversi"ile ale mediului geologic, cunoscuta ca fiindzona cu fisuri radiale. !roducerea
2
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
3/19
acestor fisuri radiale se face cu consum de energie care impreuna cu divergenta frontului
de unda contri"uie la scaderea presiunii pe frontul de unda su" limita de elasticitate a
rocilor iar deformarile devin suficient de mici si pot fi considerate elastice.
$vantaele folosirii surselor explozive sunt urmatoarele*
cea mai mare parte a energiei generate se propaga in su"sol-
in urma detonarii se o"tine energie caracterizata de un spectrul larg de frecvente 0 f9-
detonarea unor cantitati relativ mici de exploziv genereaza unde de frecvente inalte
comparativ cu cele o"tinute atunci cand se detoneaza cantitati mari de exploziv- la fel se
intimpla si cind detonarea se face in strate su"tiri-
cu cat adancimea gaurii de sonda este mai mare cu atat cantitatea de energie disipata su"
forma de unde de suprafata este mai mica-
se pot folosi surse punctuale sau grupari de surse in functie de litologia in care se face
detonarea-
sursele explozive sunt considerate surse repetitive.
Semnalul generat de acest tip de sursa este de faza minima.
!rincipalele dezavantae ale folosirii surselor explozive sunt reprezentate de
costurile mari pe care le implica, perioada de timp mare necesara pregatirii punctelor de
impuscare si dificultatea o"tinerii accesului in anumite zone de lucru. Dinamita se
plaseaza in gauri de sonda care tre"uie :"urate;, adica umplute cu un noroi destul de dens
care sa impiedice propagarea energiei generate spre suprafata solului in lungul gaurii de
sonda (
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
4/19
Figura 2.1=urarea gaurii de sonda inainte de detonarea dinamitei (dupa ...)
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
5/19
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
6/19
2.2.1.2 Surse de suprafata
Sursele de suprafata se pot clasifica in functie de tipul de energie folosit (#a"elul
2.1).
Tabel 2.1lasificarea surselor seismice de suprafata in functie de energia folosita (modificat dupa +nescu
si &r"an, 1)
Energie Sursa seismica
ordoane detonante Geoflex
Socuri mecanice aderea li"era a greutatilor
iocanul
#errapa7
$mestecuri de gaze Dinoseis
#unul cu "utan#unul termic
>apos
!laci vi"ratoare ?i"roseis
?i"roseis electromagnetic
@iniSosie>ogacord
Descarcari electrice D/napulse
Ciocanul
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
7/19
energia seismica generata, amplitudinea si continutul de frecventa al undelor seismice
o"tinute.
- Greutatea ciocanului
In aceleasi conditii seismogeologice sa constatat ca odata cu cresterea greutatii
ciocanului creste si energia seismica generata (
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
8/19
Figura 2.6Spectrul de frecventa o"tinut pentru greutatea ciocanului de 12. 7g (linie continua), 10.6 7g
(linie intrerupta) si . 7g (linie punctata)- in aceleasi conditii seismogeologice sau folosit o placa cu
greutatea de 2. 7g, suprafata placii de 26 cm2si viteza ciocanului de B.4 mCs (eisEetter and Steeples,14)
- Viteza ciocanului
+xperimental sa constatat ca viteza cu care ciocanul loveste placa de metal nu
influenteaza semnificativ energia seismica generata, amplitudinea si continutul de
frecventa al undelor seismice.
- Greutatea placii
+nergia seismica depinde de greutatea placii folosita in generarea undelor
seismice. +xperimental sa constatat ca, atunci cand generarea se produce in aceleasi
conditii seismogeologice, valoarea energiei seismice relative scade odata cu cresterea
greutatii placii (vezi
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
9/19
Figura 2.+xemple de seismograme o"tinute in urma generarii folosind un ciocan cu o greutate de 12. 7g
si o greutate a placii de 1.6 7g (stanga) si 21.B 7g (dreapta)- valorile energiei relative calculate pentrufiecare inregistrare in parte sunt reprezentate de "arele orizontale de su" seismograme (eisEetter and
Steeples, 14)
- Suprafata placii
In functie de conditiile seismogeologice in care se face generarea sa constatat ca
suprafata placii poate influenta continutul de frecventa al undelor seismice si energia
seismica. +xperimental sa constatat ca, de exemplu, atunci cand generarea se face in
soluri neconsolidate folosirea placilor cu suprafata mare conduce la o"tinerea unor
frecvente mai mari decat cele o"tinute folosind placi cu suprafata mai mica (vezi
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
10/19
Figura 2.!Spectrul de amplitudine o"tinut cand generarea sa facut folosind o placa cu suprafata de 13
cm2(linia continua) si 46B cm2(linia intrerupta)- in aceleasi conditii seismogeologice sa folosit un ciocande 10.6 7g, greutatea placii de 2. 7g, viteza ciocanului de B.4 mCs (eisEetter and Steeples, 14)
Figura 2."+xemple de seismograme o"tinute folosind un ciocan de 10.6 7g, greutatea placii de 2. 7g,
viteza ciocanului de B.4 mCs- suprafata placii a fost de 13 cm2
(stanga), 26 cm2
(centru) si 46B cm2
(dreapta), (eisEetter and Steeples, 14)
10
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
11/19
Vibroseis
In prezent, ?i"roseisuleste tipul de sursa seismica de suprafata cel mai folosit in
investigarea de mica si mare adancime a su"solului prin metoda de prospectiune seismica
(+nescu si &r"an, 1). +l a fost conceput de onoco in anul 14 si folosit in lucrarile
de prospectiune seismice incepand din anul 1A1.
%n ?i"roseis este alcatuit dintro masa de reactie G in greutate de 1 tona, masa ce
este pusa in miscare de un piston ! actionat 'idraulic (vezi
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
12/19
Figura 2.1#b ?e'iculul pe care este montat ?i"roseisul (/ne, 2001)
?i"roseisul este montat pe ve'icule speciale, a caror greutate atinge 12 t,
construite astfel incat sa suporte greutatea acestuia (
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
13/19
>aportul semnalzgomot ce caracterizeaza o inregistrare seismica este
proportional cu radacina patrata din lungimea sEeepului, cu radacina patrata din
numarul de sEeepuri generate in fiecare pozitie a ?i"roseisului si cu numarul de
vi"ratoare folosite pe punctul de generare.
Gruparile de surse se folosesc pentru atenuarea undelor de suprafata si pentru a
genera un semnal suficient de mare ca amplitudine. In general, se folosesc 2 6 surse
plasate la distante de 10 14 m unele de altele (
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
14/19
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
15/19
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
16/19
2.2.2 Surse folosite in prospectiunea seismica marina
In functie de energia utilizata pentru generarea undelor elastice, sursele seismice
folosite in seismica marina sunt impartite in grupe, vezi #a"elul 2.2 (+nescu si &r"an,
1).
Energie Sursa seismica
Su"stante explozive +xplozii in apa
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
17/19
#unul cu aer
%n exemplu de sursa ce foloseste energia aerului comprimat este tunul cu aer
(+nescu si &r"an, 1). +l poate fi folosit in medii marine cu adancime mare sau mica.
$cest tun inecteaza o "ula de aer in apa, puternic comprimata. &scilatiile "ulei de aer
genereaza o unda sonica a carei frecventa depinde de cantitatea de aer din "ula, presiunea
aerului din "ula si adancimea apei. Din punct de vedere constructiv, sursa contine o
camera de aprindere cu un volum de 3000 cm 3in care este stocat aerul su" presiune si de
unde este eli"erat in apa prin 6 orificii. $erul su" presiune este introdus de un compresor
aflat pe vas. Gruparile de tunuri cu aer, cu capacitate egala sau diferita, se folosesc in
principal pentru a atenua zgomotul dat de sursa, cum ar fi oscilatiile "ulei dupa primul
impuls.
#ipuri de generare a undelor seismice folosind tunul cu aer*
:9arroE azimut';* un vas ce poarta sursa (tunCtunuri cu aer) si ca"lurile de
inregistrare (
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
18/19
-
7/21/2019 GA Seismica Curs 6
19/19
top related