Transcript sismik yorumlama ders 4

SİSMİK YORUMLAMA
DERS-4
DOÇ.DR. HÜSEYİN TUR
Sismik kesitin içinde barındırdıkları
SİSMİK DALGANIN GENLİĞİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
KÜRESEL SAPMA (DİVERJANS)
Sabit hızla yayıldığı varsayılan bir sismik dalganın enerji
yoğunluğu yer altına doğru Yayılırken azalır. Enerji
yoğunluğunun azalması dalganın aldığı yolun karesiyle ters
orantılıdır. Hız Derinlikle arttığından ışın yolunun eğriliği enerji
Yoğunluğunun çok daha çabuk azalmasına neden olabilir. Bir
harmonik dalganın enerji yoğunluğu E bağıntısı ile verilebilir.
Enerji yoğunluğu: Bir nokta etrafında birim hacimdeki enerji
Enerji şiddeti (I) : Birim zamanda birim yüzeyden geçen enerji
miktarı
Bir O merkezinden çıkıp uzaklaşan küresel dalga yüzeylerini ele
alırsak
r1 ve r2 iki küresel yüzeyin yarı çapları
A1 ve A2 bu yüzeyler üzerindeki alanlar
Birim zamanda A1 alanından geçen enerji daha sonra yine birim
zamanda A2 alanından geçecektir. A1 yüzeyinden birim
zamanda geçen enerji akışı I1A1 ve A2 yüzeyinden geçen enerji
akışı I2A2 ise I1A1= I2A2 olur. Burada;
Geometrik dağılma (küresel diverjans) küresel dalgaların şiddet
ve enerji yoğunluklarının kaynağı olan uzaklıkların karesi ile
ters orantılı olarak azalmasına neden olur. Bu ‘küresel sapma ’
EMİLME (ABSORPTION, YUTULMA, SÖNÜMLENME)
Bir kaynaktan çıkan sismik dalga elastik bir ortam içinde yayılırken enerjisi ortam
tarafından dereceli olarak azaltılıp (sürtünmeden dolayı), ısı enerjisine dönüşür. Bu
işlem ‘emilme (soğrulma)(yutulma)’ olarak bilinir.
e-αr
1/r
emilme
küresel sapma
Burada emilme katsayısı α basit olarak dalga boyu başına 0.25
Soğurulma katsayısı (α), logaritmik azalma (δ) ile ilişkilidir.
Logaritmik azalma (δ) : sönümlü bir dalga treninde birbirini
izleyen iki devirin genlikleri oranının doğal logaritmasıdır.
Sönümlü dalga treni
SAÇINMA (DIFRACTION)
Sismik dalgalar,eğrilikte ani bir değişmenin olduğu örneğin bir
nokta veya köşe gibi, bir yüzey boyunca bir düzensizliğe
çarptığında düzensiz yapı, Huygens Prensibi’ne uygun olarak
bütün doğrultularda dalga yayılımı için bir nokta kaynak gibi
hareket eder. Böyle bir yayılım ‘difraksiyon’ olarak isimlendirilir.
Bu durum bir dalga her ne zaman dalga boyu kadar veya daha
küçük eğrilik yarıçaplı bir yüzey ile karşılaştığında meydana
gelir.
a) Bir gömülü köşeden difraksiyon b) Difraksiyon oluşturmuş dalgaların
gösterimi
• Kırılma katsayısının genliği yansıma katsayısı negatif olduğu
zaman 1 değerinden 1-R kadar büyük olur. Bu enerjinin
korunumu prensibini ihlal etmez. Bir sınırdan dalganın aşağı
ve yukarı geçmesi durumunda (1-R)*(1+R)= 1-R2 olur. Bu da
genliğin daima azaldığını göstermektedir. (uzaklığın karesiyle
ters orantılıdır).
• Düşük hız tabakası ile altındaki tabaka arasında yüksek hız
kontrastı çok kuvvetli yansıma katsayılarına neden olur.
Dolayısıyla genliği büyütür.
• Yansıtıcı yüzeyin şekli enerji yoğunluğunu büyük ölçüde
etkiler. İç bükey yansıtıcı en enerjiyi toplayarak genliğin
artmasına neden olur. Dış bükey yansıtıcı enerjiyi
dağıttığından genliğin azalmasına neden olur.
• Sismik dalgalar bir jeolojik katmanın ara kesitine dik olarak
geldiği zaman dalgaların bir kısmı kendi üzerinde yansır. Diğer
kısmı ise aşağıdaki ortama geçer. Enerjinin korunumu
kanununa göre yansıyan ve kırılan enerjinin toplamı ara
kesite gelen enerjiye eşit olur.
SİSMİK HIZA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Sismik hız: moleküller arası çekim kuvvetlerinin özellikleri olan elastik
modüller ve yoğunluğun bir fonksiyonudur.
Sediman Yaşı ile Hız ilişkisi
Z=Derinlik (km)
T=yaş(milyon yıl)
Hız ve gözeneklilik arasındaki ilişki
V=Doygun Kayaçtaki Hız
Ф=Gözenekli kısım
Vf=Gözenek boşluğundaki sıvının hızı
Vm=Kayaç Matrisini tamamlayan katı
materyelin hızı
Genel olarak hız aşağıdaki durumlar gerçekleştiği zaman artar.
1. Yoğunluğun artması
2. Tane büyüklüğünün artması
3. Üstteki kayaçların basıncının artması
Hız aşağıdaki durumlar gerçekleştiğinde ise azalır.
1. Porozite artması
2. Sıcaklık artması
3. Dokular arası sıvı basıncı artması
SİSMİK YORUMLAMA AMAÇLI HIZIN KULLANILDIĞI YERLER
REZOLÜSYON (AYIRIM GÜCÜ, SEÇİLEBİLİRLİK)
Rezolüsyon: Bir sismik kesitte var olan özellikleri (yapılar, stratigrafik birimleri, vb.) ayırabilme
kabiliyetinin bir ifadesidir. Dalga boyu ile kıyaslandığında yapılar arasındaki uzaklığa bağlıdır.
Daha kısa dalga boylular daha yüksek çözüm gücüne sahiptirler. Daha kısa boylu dalgaları elde
etmenin yolu ise frekansı arttırmaktır. Kısa dalga boyu türetmenin ise en kolay yolu tek jeofon
kullanmaktır. Fakat zaman kazanımı açısından bu pratik bir yol değildir. Bu yüzden çoklu jeofon
grupları kullanılarak sismik kesitler oluşturulur.
Fakat bunun da sakıncası yüzey dalgalarının oluşumuna izin vermesidir. Bu oluşumlar yatay
olarak seyahat eden enerjiye karşı ayırabilme kabiliyetinin azalmasını ve daha düşük hassasiyeti
beraberinde getirir.
Şekil 12’de bir sonic log ve SP logu ile sismik dalga karşılaştırılmıştır. Sismik dalga, kuyu loglarına
göre çok düşük frekanslıdır ve çok ince tabakalaşma ayrıntısını üzerinde taşımaktadır.
Şekil 13 ‘de bir düşük frekanslı (1,5-12,5 Hz) izler grubu ile yüksek frekanslı (32-130 Hz) izler
grubu arasındaki karşılaştırma yapılmaktadır. Yüksek frekanslı izlerin çözüm gücünün yüksekliği
görülmektedir.
Akustik empedans farklılıkarı ile sismik izlerin karşılaştırılması şekil 14’de verilmektedir.
Şekil 2-16
Kalınlıkla rezolüyonun değişimi
Dalga boyu ve frekansla rezolüyonun değişimi
FRESNEL ZONU
Sismik dalga yayınımını incelerken elastik dalgaları bir tek sismik ışın ile ifade
etmek yeterli değildir. Çünkü yayınan dalgalar küresel dalga cepheleri
şeklinde hareket eder. Bu da yansımaların yansıtıcı yüzey üzerinde tek bir
noktadan olmaması anlamına gelir. Yani küresel dalga cephesi bir ara yüzeye
çarptığında yüzey üzerinde küresel dalga cephesinin çapı ile doğru orantılı
olan bir dairesel alandan yansır. Bu dairesel alan ‘fresnel zonu’ olarak bilinir.
Derinlik arttıkça bu alanın çapı artacaktır.
Çeşitli derinlik ve frekanslar için Fresnel zonu yarı çapları aşağıdaki gibidir.
Yandaki şekilde verilen sismik
modelde aralıklı olarak çeşitli
büyüklüklerde kum mercekleri
görülmektedir.eğer sismik dalga
ışınsal olarak yayılsaydı bu
modelden alınan sismik cevap
modelin kendisi gibi olacaktı.
Oysa şekilde görüldüğü gibi
aralıklı kum merceklerinden
yansıyan refreksiyon hemen
hemen süreklilik kazanmıştır.
Bunun nedeni yayınan dalganın
ışınsal olmayıp küresel dalga
cepheleri şeklinde olmasıdır.
FRESNEL ZONU ETKİSİYLE FAYLI ALANLARDAN GEÇERKEN YANSIMA
GENLİKLERİNDE GÖRÜLEN AZALMALAR
Şeklin üst tarafında yer
altındaki normal bir faya,
fayın yükselen bloğu
tarafından fay
doğrultusuna dik, şeklin alt
tarafında ise verev olmak
üzere atılan sismik
kesitlerde elde edilen
yansıma genliklerinde
azalmalar görülmektedir.
Bunun başlıca nedeni
Fresnel zonunun fay sınırını
geçtikten sonra enerjinin
bir kısmını fayın yükselen
bloğundaki yansıtıcı yüzey
içinde kaybetmesidir.