Áp dụng tổ hợp thuật toán xử lý nhằm nâng cao chất lượng tài liệu địa chấn biển nông

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO 1.1 Sự phát triển phương pháp Địa chấn nông phân giải cao 1.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp 1.2.1 Đặc điểm trường sóng địa chấn 1.2.2 Hệ thống phát thu sóng địa chấn 12 CHƯƠNG MỘT SỐ THUẬT TOÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU .17 2.1 Phân tích đặc trưng tín hiệu 17 2.2 Phục hồi biên độ 18 2.3 Trung bình hóa đường ghi 21 2.4 Hạn chế nhiễu lọc tần số 21 2.4.1 Cơ sở lọc sóng mạch 21 2.4.2 Các lọc tần số 22 2.5 Hạn chế nhiễu PXNL 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ ÁP DỤNG 29 3.1 Khu vực nghiên cứu 29 3.2 Công tác thu thập số liệu 30 3.3 Kết áp dụng xử lý hạn chế nhiễu 32 3.3.1 Kiểm tra số liệu 32 3.3.2 Phân tích đặc trưng tín hiệu 34 3.3.3 Kết phục hồi biên độ 35 3.3.4 Trung bình hóa đường ghi 36 3.3.5 Hạn chế nhiễu lọc tần số 38 3.3.6 Hạn chế nhiễu PXNL 40 KẾT LUẬN .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa ĐCNPGC Địa chấn nông phân giải cao PXNL Phản xạ nhiều lần i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bề rộng đới Fresnel thứ qui định độ phân giải ngang số liệu [10] Hình 1.2 Mối liên hệ tốc độ, tần số, bước sóng độ sâu [3] Hình 1.3 Hình ảnh tia sóng PXNL mặt ranh giới ảo chúng gây [10] 11 Hình 1.4 Sóng lặp 2-3 lần bề mặt đáy biển, nhiễu tần số thấp che lấp tranh số liệu làm giảm độ phân giải 11 Hình 1.5 Bố trí hệ thống thiết bị khảo sát địa chấn nơng phân giải cao 12 Hình 1.6 Sơ đồ khối bố trí thiết bị khảo sát địa chấn nơng phân giải cao .15 Hình 2.1 Phổ tần số mặt cắt CUADAY-03 khu vực Cửa Đáy .18 Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn suy giảm biên độ sóng địa chấn .19 Hình 2.3 Hàm phục hồi biên độ theo lý thuyết 20 Hình 2.4 Hàm phục hồi biên độ (Gain function) phần mềm Reflexw 20 Hình 2.5 Đặc trưng lọc tần thấp tần số 22 Hình 2.6 Đặc trưng tần số lọc dải 23 Hình 2.7 Đặc trưng tần số lọc dải thực tế 24 Hình 2.8 Giao diện thực module lọc Reflexw 25 Hình 3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 29 Hình 3.2 Vị trí tuyến đo ĐCNPGC khu vực nghiên cứu tuyến đo xử lý (tuyến bôi đậm) 30 Hình 3.3 Bộ tích lượng Geontself 97 31 Hình 3.4 Đầu phát Sparker .31 Hình 3.5 Mặt cắt địa chấn CUADAY-02B chưa qua sửa lỗi 33 Hình 3.6 Sửa lỗi phần nhiễu tín hiệu trích từ mặt cắt CUADAY-02B 34 Hình 3.7 Phổ tần số mặt cắt CUADAY-03 34 Hình 3.8 Module phục hồi biên độ Gain Function 35 Hình 3.9 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) phục hồi biên độ 36 Hình 3.10 Module trung bình hóa đường ghi (running average) .37 ii Hình 3.11 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) thực trung bình hóa đường ghi .37 Hình 3.12 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số .38 Hình 3.13 Phổ tần số mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số 39 Hình 3.14 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số .40 Hình 3.15 Lựa chọn (pick) tín hiệu phản xạ bề mặt đáy biển 40 Hình 3.16 Module xử lý nhiễu PXNL suppress multiple 41 Hình 3.17 Vị trí sóng phản xạ lần bề mặt đáy biển (mặt cắt CUADAY-03) loại bỏ sau sử dụng lọc ngược tiên đoán 42 Hình 3.18 Kết hạn chế nhiễu PXNL bề mặt đáy biển đường ghi trích từ mặt cắt CUADAY-03 43 Hình 3.19 Kết hạn chế sóng PX lần bề mặt đáy biển trích từ mặt cắt CUADAY03 .43 Hình 3.20 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trái) sau (phải) lọc PXNL 44 Hình 3.21 Mặt cắt CUADAY-03 gốc (trên) sau (dưới) xử lý .44 Hình 3.22 Mặt cắt CUADAY-03 sau xử lý (trên) minh giải sơ (dưới) 45 iii MỞ ĐẦU Địa chấn thăm dị phương pháp đóng vai trị quan trọng nghiên cứu cấu trúc vỏ Trái Đất, địa chất kiến tạo, địa chất cơng trình địa chất thăm dị, đặc biệt lĩnh vực tìm kiếm thăm dị dầu khí Với phát triển nhanh khoa học cơng nghệ, phương pháp địa chấn thăm dị ln hoàn thiện từ phương pháp nghiên cứu đến xử lý phân tích tài liệu đem đến kết tích cực việc giải nhiệm vụ địa chất Phương pháp Địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) (tên đầy đủ phương pháp Địa chấn phản xạ liên tục phân giải cao vùng nước nông (SHALLOW WATER HIGH RESOLUTION CONTINUOUS REFLECTION SEISMIC METHOD)) số nhiều phương pháp Địa chấn thăm dò phục vụ đắc lực cho công tác nghiên cứu địa chất tầng nơng Phương pháp có nhiều ưu điểm độ phân giải cao (tới vài chục cm), khảo sát xây dựng lát cắt địa chất với bề dày nhỏ, mức độ chi tiết định lượng cấu trúc rõ nét so với phương pháp truyền thống khác Đặc biệt tiến hành khảo sát địa hình khó thực phương pháp khác Ngoài ra, có thành phần sóng dọc (sóng P) lan truyền môi trường chất lỏng nên tranh sóng thu từ phương pháp ĐCNPGC giản lược thành phần sóng ngang, qua quan sát ranh giới phản xạ cách rõ ràng trực quan Ở Việt Nam, phương pháp địa chấn nông phân giải cao sử dụng từ đầu năm 90 kỷ trước, có đóng góp quan trọng cơng tác điều tra khảo sát nghiên cứu địa chất biển phương pháp nghiên cứu chủ đạo đối tượng địa chất biển thềm lục địa [8] [12] [13] Cùng với thành tựu to lớn đạt lĩnh vực nghiên cứu địa chất tầng nông, công nghệ kỹ thuật xử lý, phân tích số liệu ĐCNPGC bước hồn thiện Các phần mềm xử lý tiên tiến Seismic Unix, RadExpro, Reflexw, Kingdom Suite,… thử nghiệm áp dụng, cho phép thu nhận mặt cắt địa chấn chất lượng cao Tuy nhiên, phương pháp tồn hạn chế định, cụ thể chất lượng tín hiệu bị chi phối mạnh thiết bị điều kiện khảo sát thực địa, dẫn đến băng ghi tồn lượng nhiễu lớn, nhiễu phản xạ nhiều lần (PXNL) Các loại nhiễu làm giảm chất lượng mặt cắt, gây trở ngại cho việc quan sát sóng phản xạ có ích cho cơng tác minh giải tài liệu Vì thế, việc áp dụng thành tựu cơng nghệ tin học, máy tính xử lý số liệu nhằm hạn chế loại nhiễu nhiệm vụ cần thiết Với mục đích hạn chế loại bỏ loại nhiễu (trong có nhiễu PXNL) mặt cắt nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu hiệu phương pháp ĐCNPGC Việt Nam, học viên lựa chọn đề tài: “Áp dụng tổ hợp thuật toán xử lý nhằm nâng cao chất lượng tài liệu địa chấn biển nông” Nội dung luận văn chia làm chương sau: Chương 1: Tổng quan phương pháp Địa chấn nông phân giải cao khu vực nghiên cứu Chương 2: Một số thuật toán xử lý số liệu Chương 3: Kết áp dụng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO 1.1 Sự phát triển phương pháp Địa chấn nông phân giải cao Địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) tiến hành quan sát mặt cắt địa chất dựa vào quan sát sóng phản xạ từ ranh giới phản xạ khác mặt cắt Phương pháp sử dụng có hiệu công tác nghiên cứu địa chất tầng nông, với ưu điểm độ phân giải cao, cho phép xác định chi tiết lát cắt địa chất a) Trên giới: Năm 1954, Pakisen L.C cộng thuộc Sở Địa chất Hoa Kỳ (Geological Survey of America) tiến hành thử nghiệm sử dụng địa chấn phản xạ để khảo sát cấu trúc địa chất tầng nông đất liền [19] Các kết nghiên cứu Pakisen L.C thực với mục đích khảo sát đặc điểm mức độ phá hủy mặt cắt địa chất nổ bom nguyên tử phân biệt với mức độ đặc điểm phá hủy trận động đất Tuy nhiên, việc áp dụng địa chấn phản xạ dừng lại nghiên cứu mang tính hàn lâm giá thành khảo sát cao Các kết nghiên cứu Sở Địa chất Canada (Geological Survey of Canada) nghiên cứu Hunter cộng vào năm 1982 - 1985 [16] chọn cửa sổ (window) khoảng quan sát (offset) tối ưu Kết mở khả dùng kỹ thuật đơn giản để quan sát sóng phản xạ nơng Bên cạnh kết nghiên cứu trên, năm 80 kỷ trước, thành tựu nhảy vọt khoa học công nghệ giúp chế tạo thành công trạm địa chấn ghi số máy tính cá nhân với phần mềm mở khả xử lý số liệu Nhờ đó, người ta thu mặt cắt địa chấn nông đáp ứng tốt yêu cầu nghiên cứu mơi trường, khảo sát địa chất cơng trình địa chất thủy văn Do có độ phân giải cao, nên phương pháp ĐCNPGC có khả phân chia chi tiết lát cắt địa chất tới vài chục cm theo phương thẳng đứng phát đứt gãy có biên độ dịch chuyển 1-2m [17] [18] [20] Từ năm 90 kỷ XX đến nay, ĐCNPGC nhiều nước giới khu vực, Mỹ, Đức, Canada, Trung Quốc, Australia, Nhật Bản, Đài Loan, Indonesia, Thái Lan, áp dụng phục vụ khảo sát địa chất cơng trình, tìm kiếm nước đất, tìm kiếm than Đặc biệt, phương pháp áp dụng hiệu để khảo sát đứt gãy sinh chấn ẩn họa môi trường Một số kết áp dụng địa chấn phản xạ nông giới:  Năm 1998, khảo sát địa chấn phụ cận thành phố Bangkok (Thái Lan) Đại học Công nghệ Châu Á (AIT – Asian Institude of Technology) thực với tài trợ Sở Địa chất Canađa với mục đích khảo sát nước đất tìm hiểu nguyên nhân lún đất Bangkok [20] Các mặt cắt địa chấn cho khả quan sát thấy hầu hết ranh giới phản xạ liên quan đến tầng chứa nước  Các khảo sát địa chấn phản xạ nông Steeples, D.W nnk tiến hành vào năm 80 để phát hố sụt karst đường cao tốc số 70 Kansas (Hoa Kỳ) Năm 1991, khảo sát tương tự Miller R.D., Steeples D.W sử dụng để phát lỗ hổng gây sụt đất khu vực mỏ than Cũng năm này, nhà địa chấn Pietsch K R Slusarczyk áp dụng địa chấn phản xạ nông để xác định đới sụt đất mỏ than Balan  Năm 2001, I Chow, J.Angelien nnk thực khảo sát đứt gẫy sinh chấn Chihshang nằm phía đơng Đài Loan [14] Phân tích tổng hợp số liệu địa chấn với số liệu đo rađar xuyên đất (GPR - ground penetrating radar) xác định mức độ hoạt động đứt gẫy, khơi phục q trình phát triển chúng liên quan với trận động đất cổ  Các khảo sát địa chấn Timothy H Larson Andreas J M Pugin thực khu mỏ than Illinois (Hoa Kỳ) với mục đích xác định vị trí hầm mỏ cũ nằm sát đường cao tốc IL.29 Từ mặt cắt địa chấn quan sát thấy đới sóng, đới sóng yếu sóng phản xạ nghiêng liên quan đến sóng tán xạ [17] Chính nhờ khả trang bị dễ dàng hệ thống thiết bị nhờ tiến thăm dò địa chấn, ngày địa chấn phản xạ nông áp dụng rộng rãi giới để giải nhiệm vụ nghiên cứu địa chất thủy văn, địa chất mơi trường địa chất cơng trình,… với độ chi tiết định lượng cao b) Tại Việt Nam: Ở Việt Nam, từ đầu năm 90 kỷ XX, phương pháp ĐCNPGC đưa vào áp dụng để khảo sát lát cắt địa chấn nằm sát đáy biển dọc đới biển nông ven bờ vùng ngập nước quanh đảo thuộc quần đảo Trường Sa [12] Tiếp sau đó, nhiều nhà khoa học nước sử dụng phương pháp ĐCNPGC cơng trình nghiên để tiến hành khảo sát cấu trúc địa chất khắp vùng biển Việt Nam, kể đến như:  Đề án “Điều tra địa chất tìm kiếm khống sản rắn biển nơng ven bờ (0 – 30m nước) Việt Nam tỷ lệ 1:500.000” giai đoạn 1991 – 2001 Trung tâm Địa vật lý biển thuộc Liên đoàn Vật lý Địa chất thực tổ hợp Geont-Shelf 93 đo 25.148km tuyến ĐCNPGC [1]  Năm 2003, Nguyễn Văn Lương cộng áp dụng phương pháp ĐCNPGC nghiên cứu cấu trúc địa chất kiến tạo Đệ Tứ khu vực Vịnh Bắc [8]  Năm 2004, Phạm Năng Vũ Nguyễn Trần Tân sử dụng phương pháp ĐCNPGC để nghiên cứu mặt cắt trầm tích Đệ tứ khu vực biển đồng Nam Bộ Kết từ mặt cắt ĐCNPGC cho phép nhận dạng cách trực quan chi tiết mặt cắt địa chất Đệ tứ vùng biển Nam Bộ  Năm 2005, sở phân tích số liệu đo địa chấn kết tính lý thuyết trường sóng địa chấn mơ hình, tác giả Phạm Năng Vũ chứng minh thăm dị địa chấn (trong có ĐCNPGC) phương pháp có khả nghiên cứu chi tiết tin cậy hoạt động kiến tạo trẻ Việt Nam [13]  Năm 2006, Dương Quốc Hưng cộng tiến hành xác định đặc điểm trầm tích Holocene khu vực vịnh Bắc Bộ đặc điểm trầm tích tầng mặt vùng biển Long Châu – Bạch Long Vĩ (năm 2013) Ngoài ra, luận án Tiến sĩ mình, tác giả Dương Quốc Hưng sử dụng phương pháp ĐCNPGC để khảo sát địa chất tầng nông hoạt động kiến tạo, magma trẻ vùng biển Miền Trung Việt Nam Kết đưa lát cắt địa chất Đệ tứ thềm lục địa miền Trung Việt với độ chi tiết tin cậy cao, góp phần lớn cơng tác minh giải tài liệu sau [4]  Năm 2015, nhóm nghiên cứu đứng đầu ThS Vũ Bá Dũng Trung tâm Điều tra Tài nguyên – Môi trường biển – Bộ Tài nguyên Môi trường tiến hành nghiên cứu xử lý giảm thiểu nhiễu tài liệu ĐCNPGC nhằm nâng cao chất lượng phục vụ cơng tác điều tra khảo sát địa chất, khống sản biển Các kết nghiên cứu ứng dụng Trung tâm, góp phần xử lý tài liệu ĐCNPGC vùng biển Thổ Chu với hình ảnh rõ nét hơn, phản ánh trung thực đối tương địa chất lát cắt địa chấn vùng biển quanh đảo [2] Tính tổng khối lượng ĐCNPGC đo vùng biển Việt Nam 40.000 km Các kết khảo sát làm rõ cấu trúc địa chất tầng nông dọc đới biển nông ven bờ Việt Nam, cho phép đánh giá điều kiện địa chất công trình, đặc điểm mơi trường địa chất, tiềm sa khoáng vật liệu xây dựng dọc đới ven biển Việt Nam 1.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp 1.2.1 Đặc điểm trường sóng địa chấn  Tốc độ truyền sóng tần số Tốc độ truyền sóng đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: thành phần thạch học, điều kiện thành tạo, chiều sâu nằm độ ngậm nước… [10] Vận tốc trung bình sóng âm mơi trường nước biển nằm khoảng 1,46 – 1,56 km/s tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ, độ mặn áp suất (chiều sâu), thường lấy giá trị trung bình 1,5 km/s Vận tốc sóng âm mơi trường trầm tích tăng lên theo suy giảm độ rỗng độ lớn kích thước hạt Các loại bùn cát bùn mịn có độ lỗ rỗng cao có vận tốc truyền sóng khoảng 1.46 đến 1,6 km/s Các loại cát thơ trầm tích Đệ tứ có độ rỗng thấp có vận tốc Hình 3.9 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) phục hồi biên độ Nhìn hình 3.9 quan sát thấy trước phục hồi biên độ tín hiệu phản xạ từ tầng sâu từ 60ms trở xuống cịn yếu, khó quan sát rõ mặt cắt Bằng cách sử dụng module phục hồi biên độ, tín hiệu phản xạ xuất khoảng thời gian thể rõ mặt cắt, bên cạnh tín hiệu phản xạ từ tầng nông gần bề mặt đáy biển 3.3.4 Trung bình hóa đường ghi Tín hiệu có ích tín hiệu mang tính quy luật, cịn nhiễu hầu hết tín hiễu ngẫu nhiên không tuân theo quy luật Do việc trung bình hóa đường ghi liền kề biên độ tính liên tục tín hiệu đồng pha, tín hiệu có ích gia tăng, đồng thời tín hiệu ngẫu nhiên có xu hướng tự triệt tiêu lẫn nhau, góp phần loại bỏ loại nhiễu ngẫu nhiên dung lượng mặt cắt giữ nguyên 36 Hình 3.10 Module trung bình hóa đường ghi (running average) Hình 3.11 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) thực trung bình hóa đường ghi Hình 3.11 kết sau thực trung bình hóa đường ghi mặt cắt CUADAY-03 Có thể thấy trước xử lý, tín hiệu từ ranh giới phản thể băng ghi tương đối rời rạc Sau thực trung bình hóa đường ghi, thấy ranh giới trở nên liên tục dễ dàng quan sát hơn, chất lượng mặt cắt tăng lên 37 3.3.5 Hạn chế nhiễu lọc tần số Như trình bày trên, nguyên nhân làm hạn chế chất lượng số liệu đo ĐCNPGC có mặt phơng nhiễu sóng mặt nước, nhiễu vi địa chấn, nhiễu cơng nghiệp Ngồi ra, băng ghi cịn tồn dao động vi địa chấn tần số cao (2000 – 3000Hz) Sự tồn dao động làm cho dao động từ phần sâu lát cắt bị yếu Các loại sóng nhiễu nói chủ yếu nằm dải tần số thấp (sóng nhiễu mặt nước có tần số vài Hz đến vài chục Hz, sóng nhiễu cơng nghiệp (liên quan đến nguồn điện hay viễn thông tàu khảo sát qua hệ thống phát tải điện,…) thường có tần số từ 50 – 60Hz), tín hiệu có ích nằm dải tần số từ vài trăm đến khoảng 1000Hz Chính khác biệt dải tần số với tín hiệu phản xạ có ích, nên học viên sử dụng lọc tần số để hạn chế loại nhiễu Hình 3.12, hình 3.13 hình 3.14 thể kết sử dụng lọc dải để hạn chế loại nhiễu mặt cắt CUADAY-03 Hình 3.12 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số Nhìn hình 3.12 thấy, trước xử lý tín hiệu ban đầu khơng ổn định, hình dạng đường cong tín hiệu bị biến dạng biên độ q lớn (hình 3.12(phía trên)) Sau áp dụng lọc dải cho qua tín hiệu nằm dải tần số từ 100 – 1000Hz, đường cong tín hiệu trở nên trơn tru hơn, biên độ có phần ổn định 38 Hình 3.13 Phổ tần số mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số Hình 3.13 kết so sánh hình ảnh phổ tần số tín hiệu mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) áp dụng lọc dải để loại bỏ nhiễu Trước xử lý, mặt cắt tồn nhiều loại nhiễu tần số thấp nhiễu ngồi khoảng tín hiệu thiết bị (>1000Hz) Phổ tần số mặt cắt không tập trung, bị trải dài khoảng rộng Sau áp dụng lọc dải với dải tần khoảng từ 100 – 1000Hz, thấy phổ tần số tập trung hơn, thu gọn khoảng tần số có ích, lượng nhiễu tần số cao nhiễu tần số thấp từ vài Hz đến vài chục Hz hạn chế đáng kể, nhiễu ngồi khoảng tín hiệu loại bỏ gần hồn tồn Hình 3.14 cho thấy, với việc áp dụng lọc dải, loại nhiễu hạn chế, tín hiệu phản xạ có ích xuất rõ, mặt cắt địa chấn trở nên rõ nét 39 Hình 3.14 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trên) sau (dưới) lọc tần số 3.3.6 Hạn chế nhiễu PXNL Để hạn chế nhiễu PXNL, việc đầu tiền phải xác định sóng phản xạ thực sóng PXNL Học viên tiến hành xác định tín hiệu phản xạ bề mặt đáy biển thông qua việc lựa chọn (pick) pha sóng tới đường ghi phần mềm Reflexw Kết thu tín hiệu phản xạ bề mặt đáy biển (đường pick màu đỏ) (hình 3.15) Ngoài ra, phần mềm cung cấp lựa chọn pick tự động nhằm giảm bớt thời gian xử lý Hình 3.15 Lựa chọn (pick) tín hiệu phản xạ bề mặt đáy biển 40 Sau lựa chọn tín hiệu phản xạ đầu tiên, học viên sử dụng lọc ngược tiên đoán phần mềm để hạn chế nhiễu PXNL Sóng PXNL sóng PX lần có thời gian truyền sóng bội số thời gian truyền sóng PX thực Dựa vào điều này, với việc lựa chọn tín hiệu phản xạ bề mặt đáy biển sở để đưa đường dự báo sóng PXNL xuất thời điểm xác định Lựa chọn tham số lọc Module sử dụng để lọc nhiễu PXNL module suppress multiple phần mềm Reflexw Để lọc nhiễu lọc này, cần cung cấp thông số đầu vào sau: Hình 3.16 Module xử lý nhiễu PXNL suppress multiple  Time range: định khoảng thời gian để áp dụng việc trừ trung bình PXNL Khoảng lớn chiều dài tín hiệu  Time lag (tham số độ trễ) (ms): thường chọn nhỏ chiều dài lọc, tham số chọn hợp lý theo phương pháp thử - sai Thường chọn tham số lag nhỏ Trong thực tế, khơng phải lúc tín hiệu PXNL bề mặt đáy biển xuất vị trí thời gian bội số thời gian truyền sóng thực, mà ta xác định khoảng thời gian mà sóng xuất Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tượng (sự thay đổi bề mặt đáy biển, khoảng cách đầu phát thu,…) Do 41 vậy, đưa vào tham số lag với mục định để bắt tín hiệu cách tốt  Nr of multiples: số phản xạ nhiều lần bị lọc (đối với mặt cắt CUADAY-03 sử dụng luận văn, giá trị lựa chọn = 1)  Nr of traces: số đường ghi thực trung bình trước trừ (giá trị nhỏ hiệu lọc lớn) Sau lựa chọn tham số phù hợp, lọc ngược tiên đoán thực nhiệm vụ xác định khoảng thời gian xuất sóng PXNL tiến hành loại trừ (các tham số lựa chọn theo phương pháp thử-sai để thu tham số phù hợp mặt cắt) Kết sau sử dụng lọc thể hình 3.17 Hình 3.17 Vị trí sóng phản xạ lần bề mặt đáy biển (mặt cắt CUADAY-03) loại bỏ sau sử dụng lọc ngược tiên đoán Học viên tiến hành trích nhóm đường ghi liền kề (hình 3.18) (từ đường ghi 1800 đến 1860) từ mặt cắt CUADAY-03 khu vực nghiên cứu với mục đích thể chi tiết khả hạn chế nhiễu PXNL bề mặt đáy biển Ở vị trí mũi tên hình 3.18 bề mặt đáy biển (24s) vị trí xuất sóng phản xạ từ bề mặt đáy biển (48s) Nhìn hình thấy biên độ sóng PXNL bề mặt đáy biển hạn chế đáng kể (hình 3.18(bên phải)), cho thấy kết việc hạn chế nhiễu PXNL miền t-x có hiệu tốt 42 Hình 3.18 Kết hạn chế nhiễu PXNL bề mặt đáy biển đường ghi trích từ mặt cắt CUADAY-03 Hình 3.19 hình 3.20 kết sau thực bước hạn chế nhiễu PXNL bề mặt đáy biển Có thể thấy nhiễu PXNL bề mặt đáy biển hạn chế cách rõ ràng, giúp cho việc quan sát mặt cắt địa chấn dễ dàng Hình 3.19 Kết hạn chế sóng PX lần bề mặt đáy biển trích từ mặt cắt CUADAY-03 43 Hình 3.20 Mặt cắt CUADAY-03 trước (trái) sau (phải) lọc PXNL Hình 3.21 Mặt cắt CUADAY-03 gốc (trên) sau (dưới) xử lý Nhìn hình 3.21 nhận xét module xử lý nhiễu, lọc tần số phần mềm Reflexw phát huy hiệu việc hạn chế loại nhiễu (nhiễu công nghiệp, nhiễu tần số thấp, nhiễu PXNL,…) mặt cắt ĐCNPGC khu vực nghiên cứu Kết cho mặt cắt với chất lượng cải thiện, tranh trường sóng rõ ràng hơn, sóng phản xạ có ích làm bật góp phần khơng nhỏ cho cơng tác minh giải tài liệu sau Dựa vào kết sau xử lý, công tác minh giải mặt cắt ĐCNPGC khu vực nghiên cứu bước đầu thu kết vạch ranh giới phản xạ địa chấn mặt cắt CUADAY-03 (dựa theo dấu hiệu địa chấn địa 44 tầng tính liên tục, biên độ, tần số hình dạng tín hiệu phản xạ) (hình 3.22), theo thứ tự từ xuống mơ tả sơ sau: Hình 3.22 Mặt cắt CUADAY-03 sau xử lý (trên) minh giải sơ (dưới)  Đáy biển bề mặt phân cách môi trường nước biển mơi trường địa chất phía Đây bề mặt phản xạ mạnh (hệ số phản xạ -1), xu hướng vồng lên gần bờ thoải dần phía biển Có thể giải thích điều gần bờ, vật liệu trầm tích đổ nhiều vận chuyển biển từ lục địa, hoạt động kiến tạo không đáng kể nên địa hình thoải dần từ phía bờ biển  Bề mặt ngập lụt cực đại – Maximum flooding surface (MFS) bề mặt “tương đối” phẳng, xuất chủ yếu đáy nêm lấn gần khu vực bờ, xa tiến sát ăn nhập vào bề mặt đáy biển Đây bề mặt với đặc trưng phủ đáy ranh giới phía biểu kiểu xâm lấn trầm tích đặc trưng hệ thống biển cao Vị trí sâu quan sát bề mặt vào khoảng 30m  Bề mặt xâm thực RS-Ravinement Surface, bề mặt có tính phản xạ trung bình, tính liên tục vừa phân cách hai dạng trường sóng khác phía phía Ở phía trên, trường sóng dạng song song 45 phía biển, thể kiểu trầm tích hình thành điều kiện nước biển dâng động lực tương đối bình ổn  Bề mặt bào mịn SB1 với đặc trưng bề mặt phản xạ mạnh, tính liên tục cao với biểu đào khoét bề mặt rõ ràng, đôi chỗ gián đoạn hiệu ứng khí nơng ngăn cách trầm tích cổ với trầm tích phía Đặc điểm phương pháp ĐCNPGC sử dụng Việt Nam thu phát sóng mạch (đơn kênh), tín hiệu phản xạ ghi đơn kênh theo điểm nổ Với điểm nổ ta thu đường ghi sóng (seismic trace) tương ứng Trong nhiều trường hợp, sau loại bỏ nhiễu vị trí đó, biên độ sóng có ích bị suy giảm phần Giải thích cho điều này, q trình thiết kế lọc, thuật toán xử lý xây dựng phép tính gần đúng, chưa đầu tư sâu cho phục vụ chuyên dành cho ĐCNPGC mạch Kết luận chương Quá trình áp dụng thuật toán xử lý phần mềm Reflexw nêu công tác xử lý số liệu địa chấn nông phân giải cao với việc lựa chọn tham số thích hợp cho kết khả quan, băng địa chấn sau xử lý hạn chế, giảm thiểu loại nhiễu, tỷ lệ tín hiệu/nhiễu nâng cao rõ rệt Đối với xử lý số liệu ĐCNPGC mạch, số bước xử lý cần dùng khơng thứ tự khơng/hoặc ảnh hưởng tới kết xử lý Do vậy, tùy thuộc vào chất lượng số liệu đầu vào mục đích người xử lý người minh giải mà trình xử lý, nên xem xét việc lựa chọn lọc khác cách linh hoạt mặt cắt với chất lượng mong muốn 46 KẾT LUẬN Dựa vào kết nghiên cứu đạt trên, học viên xin rút số kết luận sau:  Đối với mặt cắt ĐCNPGC thu khu vực nghiên cứu, chủ yếu tồn loại phông nhiễu nhiễu tần số thấp (gồm có nhiễu vi địa chấn, sóng nhiễu cơng nghiệp,…), nhiễu PXNL Trong nhiễu PXNL phổ biến nhiễu PXNL bề mặt đáy biển  Hạn chế loại nhiễu ngẫu nhiên, tăng tính liên tục ranh giới phản xạ module trung bình hóa đường ghi  Khắc phục tượng suy giảm biên độ theo chiều sâu nhờ áp dụng module phục hồi biên độ với tham số phục hồi hợp lý  Việc phân tích phổ tần số mặt cắt với khác biệt dải tần số sở để áp dụng lọc nhằm hạn chế phông nhiễu Sóng PXNL bề mặt đáy biển hạn chế rõ ràng việc áp dụng lọc ngược tiên đoán phần mềm Reflexw, giúp cho việc quan sát ranh giới phản xạ dễ dàng hơn, chất lượng mặt cắt hiệu phương pháp nâng cao 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Biểu, Đỗ Văn Bình (2005), “Xử lý phân tích tài liệu địa chấn nông độ phân giải cao máy tính”, Tạp chí Địa chất, A(288), tr 41-53 [2] Vũ Bá Dũng, Ngô Thanh Thủy, Nguyễn Sỹ Phương (2015), “Nghiên cứu xử lý giảm thiểu nhiễu tài liệu Địa chấn nông phân giải cao nhằm nâng cao chất lượng phục vụ công tác điều tra khảo sát địa chất, khống sản biển”, Tạp chí Địa chất, A(341-345), tr 104 [3] Mai Đức Đông (2014), Nghiên cứu hạn chế ảnh hưởng nhiễu phản xạ nhiều lần địa chấn nông phân giải cao khu vực biển quanh đảo Bạch Long Vĩ, Luận văn thạc sĩ Địa vật lý, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [4] Dương Quốc Hưng (2012), Nghiên cứu áp dụng phương pháp địa chấn phân giải cao để khảo sát địa chất tầng nông hoạt động kiến tạo, magma trẻ vùng biển Miền Trung Việt Nam, Luận án Tiến Sĩ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [5] Dương Quốc Hưng, Nguyễn Văn Điệp, Vũ Ngọc Yến, Lê Mạnh Hùng (2013), “Đặc điểm trầm tích tầng mặt vùng biển Long Châu – Bạch Long Vĩ theo tài liệu Địa chấn phân giải cao”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, 13(3A) [6] Dương Quốc Hưng nnk (2014), “Nghiên cứu khai thác module xử lý phần mềm Reflexw áp dụng cho số liệu địa chấn phản xạ phân giải cao”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ biển, 14(4A), tr 169-173 [7] Phan Thiên Hương (2013), Xử lý số liệu Địa vật lý, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội [8] Nguyễn Văn Lương (2003), “Một số kết áp dụng phương pháp địa chấn nông phân giải cao nghiên cứu cấu trúc địa chất kiến tạo Đệ Tứ khu vực Vịnh Bắc bộ”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển, 4(4), tr 28-46 48 [9] Phan Đông Pha (2003), “Đặc điểm trầm tích đại khu vực bãi bồi ven biển huyện Kim Sơn, Ninh Bình”, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Địa chất, Hà Nội [10] Mai Thanh Tân (2011), Giáo trình thăm dị địa chấn, NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội [11] Võ Thịnh (2011), “Nghiên cứu biến đổi trình địa mạo xu phát triển địa hình bờ biển Đơng Bắc Bộ (Từ Móng Cái đến Ninh Bình) dâng lên mực nước Biển Đông”, Báo cáo tổng kết đề tài VAST, Viện Địa lý, Hà Nội [12] Phạm Năng Vũ (2001), “Kết áp dụng địa chấn khảo sát phần ngập nước quanh số đảo thuộc quần đảo Trường Sa”, Tuyển tập cơng trình khoa học Đại học Mỏ - Địa chất, Thư viện Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [13] Phạm Năng Vũ (2005), Khả áp dụng địa chấn nghiên cứu kiến tạo trẻ Việt Nam, HNKH Đại học Mỏ Địa chất Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Tiếng Anh [14] Chow I., J Angelien, J J Hua, J C Lee, R Sun (2001), “Paleoseismic event and active faulting from ground penetrating radar and high resolution, seismic reflection profiles across the Chihshang fault, eastern Taiwan”, Tectonophysics, 333, pp 241-259 [15] http://www.sandmeier-geo.de/Reflexw.html [16] Hunter I A, Pullan S E et al (1984), “Shallow seismic reflection mapping of the overbuden-bedrock interface with the engineering seismograph: Some simple techniques”, Geophysics, 49, pp 1381-1385 [17] Larson T.H., A.J.M Pugin, (1987) High-resolution seismic imaging of mine related to hazards along Illinois route 29, north of Peonia, Illinois [18] Myers P.B., P.D Miller, P.W Steeples (1987), Shallow seismic reflection of the Meer fault, Comanche county, Oklahoma, Geophys Res Letters, 15 49 [19] Pakisen L.C and Makey D.R (1954), “Mapping shallow horizons with reflection seismograph”, Science, 19/740, New York [20] Whiteleg R.J., J A Hunter, S E Pullan and P Nutanlya (1998), “Optimum offset, seismic reflection mapping of shallow aquifers near Bangkok, Thailand”, Geophysics, 83/4 50 ... phương pháp ĐCNPGC Việt Nam, học viên lựa chọn đề tài: ? ?Áp dụng tổ hợp thuật toán xử lý nhằm nâng cao chất lượng tài liệu địa chấn biển nông? ?? Nội dung luận văn chia làm chương sau: Chương 1: Tổng... quan phương pháp Địa chấn nông phân giải cao khu vực nghiên cứu Chương 2: Một số thuật toán xử lý số liệu Chương 3: Kết áp dụng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN NÔNG PHÂN GIẢI CAO 1.1 Sự... đến xử lý phân tích tài liệu đem đến kết tích cực việc giải nhiệm vụ địa chất Phương pháp Địa chấn nông phân giải cao (ĐCNPGC) (tên đầy đủ phương pháp Địa chấn phản xạ liên tục phân giải cao