ga seismica curs 6

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


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


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 (


4/19

Figura 2.1=urarea gaurii de sonda inainte de detonarea dinamitei (dupa ...)


5/19


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


7/19

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 (


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


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


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


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


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 (


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 (


14/19


15/19


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


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 (


18/19


19/19

ga seismica curs 6

Documents