Sismik Yorumlama Ders6 Prof Dr Hseyin TUR SSMK

Sismik Yorumlama Ders-6 Prof. Dr. Hüseyin TUR

SİSMİK YANSIMA VERİLERİNİN YORUMLANMASINDA TEMEL KAVRAMLAR

Sismik Ayrımlılık (Rezolüsyon (Resolution), Çözünürlülük, Seçilebilirlik Rezolüsyon: Bir sismik kesitte var olan özellikleri (yapılar, stratigrafik birimleri, vb. ) ayırabilme kabiliyetinin bir ifadesidir. “Bir sismik kesitte iki nokta birbirinden ayırt edilebilecek şekilde ne kadar yakın olabilirler? ” sorusunun cevabı sismik ayrımlılıktır (rezolüsyondur). Dalga boyu ile kıyaslandığında yapılar arasındaki uzaklığa bağlıdır. Daha kısa dalga boylular daha yüksek çözüm gücüne sahiptirler. Uzun dalga boylular daha düşük çözüm gücüne sahiptir. 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.

Rezolüsyon Çeşitleri

Düşey rezolüsyon fonksiyonudur. Hız, frekans ve dalga boyunun Yanal Rezolüsyon fonksiyonudur. Hız, frekans ve derinliğin Dalgacık sıkıştırılarak düşey rezolüsyon dekonvolüsyonla ; yanal rezolüsyon migrasyon işlemiyle iyileştirilir. Sismik hız derine gidildikçe artar seçilebilirlik (rezolüsyon) azalır.

Bir sismik veride frekans arttıkça dalga boyu küçüleceğinden seçilirlik artarak daha ince tabakaları görebiliriz. ʎ=V/f Örnek Vort = 2500 m/s olan bir ortamda ʎ= dalga boyu V= hız f= baskın frekans f= 10, 25, 50 ve 200 Hz ise hangi kalınlıkta tabakaları görebiliriz?

DÜŞEY REZOLÜSYON Sismik sinyalin baskın frekansı derine gittikçe azalır. ʎ/2’ den küçük olan tabaka kalınlıklarını ayırmak güçtür. ʎ/4’ den küçük tabaka kalınlıkları hiç ayırt edilemezler. Sismik kesitlerde farklı düşey atım değerlerine sahip normal fayların sismik dalga boyunun değişik değerleri ile farkedilebilmeleri. Fay köşelerindeki hiperboller (saçılmalar) yığma kesitinde görülürler

Aşağıda şekilde verilen gömülü düşey fayın atımı 25 metredir. Sismik yöntemle bu fayın fark edilebilmesi için kullanılması gereken en küçük frekans değeri kaç Hz olmalıdır? ʎ/4 kritik bir değerdir. ʎ /4= 25 ve ʎ=100 m. ʎ = V / f ise f= V/ ʎ olur. f=4000/100 = 40 Hz olur. 40 tan büyük oldukça daha iyi seçilir.

Şekilde Sonic log, SP logu ile sismik iz(dalga) karşılaştırılmıştır. Sismik iz, kuyu loglarına göre çok düşük frekanslıdır ve çok ince tabakalaşma ayrıntısını üzerinde taşımaktadır.

Şekilde bir düşük frekanslı (1, 512, 5 Hz) izler grubu ile yüksek frekanslı (32 -130 Hz) izler grubu arasındaki karşılaştırma yapılmaktadır. Yüksek frekanslı izlerin çözüm gücünün yüksekliği görülmektedir.

Şekilde “Akustik empedans farklılıkarı” ile “sismik izlerin” karşılaştırılması görülmektedir. Tabak sınırları çok iyi bir şekilde ayırt edilebilmektedir.

YANAL SEÇİLEBİLİRLİK 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. t: çift yol zamanı r: yarıçap f: baskın frekan V: hız Migrasyon olmayan bir kesitte yanal rezolüsyon fresnel zonunun bir ölçüsü olarak hesaplanabilir.

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 refleksiyon (yansıma) 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

* Frekans arttıkça fresnel zonu küçülür. Zonun küçülmesi istenen bir durumdur. Fresnel zonu küçüldüğünde ise yanal seçilebilirlik artar. * Hız artarsa fresnel zonunun yarıçapı artıyor, seçilebilirlik azalıyor denilebilir. * İz aralığına bağlı olarak yanal seçilebilirlik değişmektedir. İz aralığı azaldıkça yanal seçilebilirlik artmaktadır. Örneğin 20 metrede bir ve 100 metrede bir iz aralığına aynı alandaki iki farklı sismik kesitteki yanal çözünürlük birbirinden oldukça farklı olacaktır. * Sıfır açılımlı kesit (zerp-offset section); her bir atışın birinci kanalı alınıp yanyana dizilerek te jeolojik kesit hakkında bilgi sahibi olunabilir. Böylelikle tek kanallı sismik kesit üretmiş oluruz. Tek kanallı kesit, çok kanallı kesitteki yanal çözünürlülüğe göre daha düşüktür. Çünkü tek kanallı da CDP

Rezolüsyonda Derinlik Etkisi Derinliğin artması yatay ve düşey rezolüsyonu azaltır. Seçilebilirliğin azalması da ince tabakaların ayırt edilmemesine neden olmaktadır. Derinlikte frekansın azalması da seçilebilirliği önemli bir şekilde etkiler. Frekans arttıkça yatay seçilebilirlik artar. Eğer dalganın frekansı artarsa ʎ/4’ü daha geniş yer kapladığı için düşük fresnel zonu elde edilir.

Soru: a) 1. 7 sn’deki bir yansımanın frekansının 35 Hz. Ve ortalama hızı 2500 m/sn olduğunu varsayarsak fresnel zonunun yarıçapı ne olur? b) Bir deniz sismiği çalışmasında bir sismik dalganın 100 m derinlikteki deniz tabanındaki düşey gidiş geliş zamanını (t 0) 200 msn ve 50 Hz frekanslı bir dalga için oluşacak fresnel zonunun yarıçapını hesaplayınız (Vdeniz = 1500 m/sn).

Saçılma (Difraksiyon) Etkisi Süreksizlik yüzeylerinin ani kesilmesinden kaynaklanırlar. Saçılmaların ana kaynağı faylar veya fay tipi süreksizlik gösteren yapılardır. Ancak karmaşık kayma yapıları (chaotic slumping), düzensiz arayüzeyler (karstik yapılar, volkanik intrüzyonlar) gibi yapılar da saçılmaları oluşturabilirler. Şekil 4. 11 basit olarak bir fayın süreksizlik noktasında oluşan saçılmaları göstermektedirler. Görüldüğü üzere saçılma noktasından her yöne yansımalar oluşmuştur. Dolayısıyla bu saçılmalar yansımalarla uyumlu ve uyumsuz olarak kaydedilirler ve gürültü olarak değerlendirilirler.

Bir ara engel tarafından neden olunan ışın bükülmesi olayına saçılma, gelen dalganın bu engeli terk eden dalgasına da saçılmış dalga denir. Eğer engel çok küçükse (gelen dalga boyundan daha küçük), saçılmış dalga her yönde (bu engel etrafında) yayılır. Saçılmanın bu tipi normal olarak saçılma (her yönde dağılım=scattering) olarak ifade edilir.

Saçılmış dalgaları normal yansımalardan ayırmak zor olmakla birlikte, yansıma ve saçılmaların seyahat zamanları incelendiğinde saçılmaların hiperbol eğriliği yansımalardan daha fazladır.

TEKRARLI YANSIMALARIN ETKİSİ Sismik dalganın aynı yolu birden fazla giderek meydana getirdiği yansımalara “tekrarlı yansıma” denir. Buna göre, bir arayüzeyden bir defa yansımaya ise “birincil yansıma” denir. Tekrarlı yansımalar hız kontrastının yüksek olduğu arayüzeyler arasında oluşurlar. Mesela genellikle, deniz yüzeyi ve tabanı arasında oldukça yüksek bir hız kontrastı vardır ve dolayısıyla denizlerde sismik çalışmalarda tekrarlı yansımalar (reverberasyon) çoğunlukla oluşurlar. Şekil 4. 15 tekrarlı yansımaların türlerini göstermektedir. Tekrarlı yansımalar her bir yansımasında enerjisini kaybettiği için birincil yansımalardan daha düşük genliklere sahiptirler. Diğer yandan sismik kesitlerde birincil yansıma olayları olarak görülürler ve gürültü olarak değerlendirilirler. Bu nedenle uygun veri işlem teknikleri (mesela, ön kestirimli dekonvolüsyon, f-k süzgeçleri, ve diğ. ) ile veriden süzülürler.

Kısa yollu tekrarlılar (hayaletler) birincil yansımaların boyunu genişletir. Şekil 4. 16’de bu durum açıklanmıştır. Kaynağın hem üstünden yüzeyden yansıyan dalga (T) ile birincil yansıma (P) yüzeydeki alıcıda çok az bir zaman farkı ile kaydedilirler. Genellikle tekrarlı yansıma dalgacığının polaritesi ters döndüğünden ve hemen birincil yansımanın arkasına eklendiğinden kaydedilen yansıma girişimli olur ve dalga formu kısmen bozulur.

Uzun yollu tekrarlılar sismik iz kayıtlarında bir arayüzeyden birincil yansıma olarak görülürler (Şekil 4. 17). Bazen bunları tanımlamak oldukça zordur. Ancak veri işlem aşamasında sismik izlerin öz ilişkilerinde tekrarlılar periyodik olarak tekrarlamalarından tanınabilirler ve birincil yansıma ait öz ilişki gecikmesinden tekrarlıya olan arasındaki zaman uzaklığı belirlenerek düzenlenecek olan ön kestirimli dekonvolüsyon işlemi sayesinde veriden indirgenirler.