Nghiên cứu chế tạo nguồn phát của phương pháp địa chấn để xác định cấu trúc địa chấn đến độ sâu 400 mét ở khu vực biển việt nam

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TỔNG CỤC ĐỊA CHẤT & KHỐNG SẢN LIÊN ĐỒN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NGUỒN PHÁT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT ĐẾN ĐỘ SÂU 400M Ở KHU VỰC BIỂN VIỆT NAM 8813 Hà Nội - 2011 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TỔNG CỤC ĐỊA CHẤT & KHỐNG SẢN LIÊN ĐỒN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NGUỒN PHÁT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT ĐẾN ĐỘ SÂU 400M Ở KHU VỰC BIỂN VIỆT NAM Cơ quan chủ quản Cơ quan chủ trì Bộ Tài ngun Mơi trường Liên đồn trưởng Liên đoàn Vật lý Địa chất Chủ nhiệm đề tài Ts Nguyễn Trần Tân Hà Nội - 2011 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I : Nguyên lý hoạt động máy địa chấn phân giải cao 1.1 Khái quát phương pháp địa chấn phân giải cao 1.2 Máy thiết bị khảo sát địa chấn phân giải cao Chương II: Chế tạo phát sóng cơng suất lớn 2.1 Các loại nguồn phát sóng địa chấn thường hay sử dụng địa chấn phân giải cao a – Nguồn phát sóng thuốc nổ b – Nguồn phát sóng súng bắn c – Nguồn phát sóng súng bắn nước d – Nguồn tạo sóng lượng điện 2.2 Chế tạo tích lượng a Mạch nhận tín hiệu đồng b Mạch khóa điện tử 2.3 Chế tạo đầu phát sóng địa chấn biển công suất lớn 2.4 Chế tạo đầu thu sóng địa chấn (streamer) dùng cho biển nước sâu 2.5 Chế tạo mạch ghi tín hiệu địa chấn 2.5.1 Khối phối hợp trở kháng 2.5.2 Khối khuyếch đại biên độ 2.5.3 Khối xử lý tín hiệu đồng 2.5.4 Khối nguồn 2.5.5 Khối biến đổi tương tự số ADC 2.5.6 Máy tính điều khiển 2.6 Xây dựng chương trình điều khiển q trình phát sóng thu thập số liệu Chương III: Hệ phương pháp khảo sát, thu thập xử lý số liệu địa chấn phân giải cao 3.1 Phương pháp khảo sát, thu thập số liệu địa chấn phân giải cao a Chọn độ sâu cho dải đầu thu đầu phát sóng b Chọn khoảng cách giải đầu thu đầu phát sóng c Chọn khoảng cách phần cuối tàu đầu phát sóng d Chọn tốc độ phát xung chế độ ghi tín hiệu 3.2 Xử lý số liệu phân tích Chương IV: Kết đo khảo sát thử nghiệm vùng biển nước sâu Chương V: Tổ chức thi cơng kinh phí thực I Sản phẩm đề tài II Tổ chức thực III Kinh phí thực đề tài Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo, Quy trình đo địa chấn phân giải cao biển nước sâu Trang 01 02 03 03 06 07 07 07 08 09 10 12 12 17 18 22 23 23 24 24 24 24 29 34 34 34 35 35 35 36 37 49 49 49 49 52 53,54… MỞ ĐẦU Phương pháp địa chấn phân giải cao nghiên cứu cấu trúc phần nông mặt cắt địa chất áp dụng vào Việt Nam từ năm 90 kỷ trước Nhiều máy địa chấn loại nhập vào Việt Nam máy Cộng hòa Liên bang Nga (GEONT-SHELF), máy Vương quốc Anh (APPLIED ACUOSTICS), máy Vương quốc Hà Lan (GEOSPARK) gần máy SIC Cộng hịa Pháp Thơng thường trạm máy đo địa chấn phân giải cao hoạt động biển hay đất liền bao gồm 03 phận sau: Bộ nguồn phát sóng địa chấn Bộ thu tín hiệu địa chấn phản xạ từ lịng đất Bộ chương trình (phần mềm) điều khiển trình phát sóng q trình ghi tín hiệu địa chấn Với mục đích tự chế tạo máy địa chấn phân giải cao nghiên cứu địa chất biển sâu, đầu năm 2009 Bộ Tài nguyên Môi trường giao cho Liên đoàn Vật lý Địa chất thực Đề tài KHCN: “Nghiên cứu chế tạo nguồn phát phương pháp địa chấn để xác định cấu trúc địa chất đến độ sâu 400 m khu vực biển Việt Nam” (Hợp đồng nghiên cứu Khoa học Công nghệ số: 02 – ĐC - 09/HĐKHCN ngày 14 tháng năm 2009 ký kết Bộ TN&MT đại diện Ông Nguyễn Đắc Đồng – Vụ trưởng Vụ KHCN Liên đoàn Vật lý Địa chất đại diện Ông Quách Văn Thực) Mục tiêu Đề tài : Tăng độ sâu nghiên cứu phương pháp địa chấn phân giải cao đạt đến 400m kể từ đáy biển, nhằm phát cấu trúc địa chất vùng biển nước sâu Việt Nam Để đạt mục tiêu Đề tài cần thực nhiệm vụ sau : a Nâng công suất nguồn phát đến KJ b Lựa chọn hệ phương pháp thu thập số liệu môi trường biển nước sâu c Nghiên cứu đặc trưng trường sóng để luận giải địa chất Sau gần năm thực hiện, tập thể tác giả chế tạo thành cơng nguồn phát sóng địa chấn cơng suất lớn có đủ lượng để nghiên cứu cấu trúc địa chất đến độ sâu 400m kể từ đáy biển Kế thừa kết qủa đề tài nghiên cứu khoa học nhóm tác giả thực trước đây: Báo cáo ĐT NCKHCN 2005: “Nghiên cứu chế tạo thử nguồn phát sóng âm (Sparker Boomer) địa chấn phân giải cao; Báo cáo ĐT NCKHCN 2008: “Nghiên cứu cải tiến tổ hợp máy địa chấn nông độ phân giải cao để khảo sát địa chất mặt đất vùng bị ngập nước (trên biển sông, hồ)”, máy địa chấn phân giải cao gần hoàn chỉnh áp dụng vào sản xuất Kết khảo sát thử nghiệm vùng biển Phan Rang tỉnh Ninh Thuận Nha Trang tỉnh Khánh Hòa cho thấy máy hoạt động ổn định phát mặt phản xạ sóng địa chấn nằm lòng đất độ sâu từ đến cỡ 400m vùng biển có độ sâu đạt 1000m đến 1500m nước Đây thành công đáng kể Đề tài mở hướng cho việc tự chế tạo máy địa chấn nguyên liệu công nghệ nước để nghiên cứu biển nước sâu, nơi có khả tồn băng cháy (gas hydrate) Biển Đông nước ta Báo cáo gồm: - Phần mở đầu - Chương 1: Nguyên lý hoạt động máy địa chấn phân giải cao; - Chương 2: Chế tạo phát sóng cơng suất lớn; - Chương 3: Quy trình đo địa chấn phân giải cao biển nước sâu; - Chương 4: Kết đo khảo sát thử nghiệm vùng biển nước sâu; - Chương 5: Tổ chức thi công kinh phí thực - Kết luận kiến nghị - Phụ lục kèm theo - Tài liệu tham khảo Tham gia thực đề tài gồm: Ks Phạm Quốc Phôn, Ks Hoàng Hải Hà, Ks Nguyễn Tuấn Năm, Ks Nguyễn Quang Thành số cán kỹ thuật địa vật lý Liên đoàn Vật lý Địa chất đạo TS Nguyễn Trần Tân – Chủ nhiệm đề tài Trong trình thực Đề tài tập thể tác giả nhận quan tâm đạo, giúp đỡ lãnh đạo Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Chuyên viên Vụ KH&CN, Vụ Kế hoạch, Vụ Tài - Bộ TN&MT đồng nghiệp Tập thể tác giả xin chân thành cám ơn CHƯƠNG I NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ MÁY ĐỊA CHẤN PHÂN GIẢI CAO 1.1 Khái quát phương pháp địa chấn phân giải cao Phương pháp địa chấn phân giải cao áp dụng rộng rãi giới nhờ tiến khoa học công nghệ đặc biệt kỹ thuật số tin học ứng dụng Phương pháp giống phương pháp địa chấn truyền thống sử dụng cơng nghiệp tìm kiếm dầu khí Tuy nhiên, phương pháp địa chấn phân giải cao người ta thường dùng nguồn phát sóng âm có tần số cao hệ thống quan sát thu - nổ có khoảng cách điểm nổ, điểm thu tín hiệu nhỏ cỡ – lần so với công tác tìm kiếm dầu khí Ngun lý hoạt động phương pháp địa chấn phân giải cao thường sử dụng nguồn lượng điện để phát sóng âm mặt đất mơi trường nước, sóng âm lan truyền xuống lòng đất gặp ranh giới địa chất có độ kháng âm khác phản xạ quay mặt đất mặt nước Nhiệm vụ chủ yếu phương pháp địa chấn phân giải cao quan sát sóng phản xạ để luận giải mặt cắt địa chất mà sóng qua phản xạ trở lại Ở Việt Nam phương pháp địa chấn phân giải cao lần áp dụng đo vùng biển Bình Thuận giúp đỡ CCOP Từ đến phương pháp địa chấn phân giải cao tiến hành liên tục vùng biển nông ven bờ (độ sâu từ – 30m nước) từ Móng Cái đến Hà Tiên (tỷ lệ khảo sát 1/500.000 1/100.000) thi công số vùng biển phía nam Việt Nam tỷ lệ 1/100.000 1/50.000 với độ sâu đến 100m nước.Trong năm gần bắt đầu khảo sát số tuyến vùng biển nước sâu miền Trung Việt Nam 1.2 Máy thiết bị khảo sát địa chấn phân giải cao Để khảo sát địa chấn phân giải cao đới biển nông ven bờ Việt Nam, số loại máy địa chấn nhập từ Cộng hòa liên bang Nga (GEONT-SHELF) từ Vương quốc Anh (APPLIED ACOUSTICS) Các máy này, phần mềm điều khiển kèm với máy , có phận chính: Bộ nguồn phát sóng thu sóng địa chấn Dạng đầu phát hệ phát hở (Sparker) hệ phát kín (boomer), cơng suất nguồn phát cỡ 1,2 đến 1,5 KJ Đối với dạng Sparker tần số phát chủ đạo khoảng 400 Hz , dạng Boomer tần số phát chủ đạo khoảng 1000 Hz Bộ thu sóng địa chấn gồm có mạch ghi tín hiệu dải đầu thu kênh (Streamer) Dải đầu thu bao gồm nhiều đầu thu (hydrophone) nối song song với đặt cách khoảng cách định để tăng tỷ số (tín hiệu có ích / tạp âm) chống nhiễu sóng trực tiếp sóng âm Cịn mạch ghi tín hiệu mạch khuếch đại tín hiệu mạch số hóa, lưu giữ số liệu dạng chuẩn quốc tế địa chấn Đặc điểm chung loại máy địa chấn phân giải cao nhập vào Việt Nam có cơng suất trung bình chủ yếu áp dụng cho đới biển nông ven bờ với chiều sâu cỡ 100 m nước chiều sâu nghiên cứu lớn vào khoảng 100 -200 m Ví dụ , loại máy nhập vào Việt Nam sau: Hình I.1 Nguồn địa chấn hãng GEO-SPARK ( Hà Lan) Hình I.2 Nguồn địa chấn hãng APPLIED ACOUSTICS (Anh) Về tiêu kỹ thuật máy gần giống chúng có số ưu điểm riêng Máy GEONT Nga sản xuất (vào năm 90 kỷ trước) có chiều sâu nghiên cứu lớn ít, độ phân giải lại so với máy Vương quốc Anh (Applied Acoustics – sản xuất năm 2002) Chỉ tiêu kỹ thuật nguồn phát sóng địa chấn máy Geo-Spark (Hà Lan) sau : - Điện áp làm việc: Từ 2KV – 5.6KV - Điện dung làm việc: 32; 64; 128 µF - Năng lượng phát tối đa: 1,5KJ - Tốc độ phát tối đa: 1xung/1s - Điện áp nguồn nuôi: 230V/50-60Hz - Điện áp tiêu thụ: 3,5KW - Hệ thống khóa đóng mở: Điện tử Chỉ tiêu kỹ thuật nguồn phát sóng địa chấn máy APPLIED ACOUSTICS (Anh) sau : - Điện áp làm việc: Từ 2KV – 4,0KV - Điện dung làm việc: 50; 100; 200 µF - Năng lượng phát tối đa: 1,2KJ - Tốc độ phát tối đa: 1xung/1s - Điện áp nguồn nuôi: 220V/50-60Hz - Điện áp tiêu thụ: 4,0KW - Hệ thống khóa đóng mở: Điện tử CHƯƠNG II CHẾ TẠO BỘ PHÁT SểNG CễNG SUT LN Trong thăm dò địa chấn, tuỳ thuộc điều kiện tiến hành thực địa đất liền, biển, sông hồ, hầm lò ngi ta sử dụng loại nguồn khác Trong thm dũ a chấn phân giải cao người ta thường sử dụng nguồn nhân tạo để tạo nên sóng đàn hồi lan truyền môi trường địa chất Nguồn địa chấn thực chất nguồn lượng phát điều khiển người Nguồn địa chấn đơn giản nguồn thuốc nổ (dynamite) nguồn lượng người đập búa xuống mặt đất Nguồn địa chấn phức tạp nguồn lượng điện (sparker) nguồn áp suất súng phức tạp súng bắn nước Trªn hình s: II.1 mô tả loại nguồn khác gây sóng đàn hồi với dải tần số đặc trng chúng Các loại nguồn nhân tạo có dải tần số khác nhau, tăng dần từ nguồn nổ mìn (vài Hz đến vài chục Hz) đến nguồn boomer (600 - 4000 Hz) Hình II.1 Các loại nguồn tạo sóng đàn hồi với dải tần số tơng ứng Tuy vậy, tất loại nguồn địa chấn phải tạo tín hiệu có tính chất sau : - Có dạng xung phù hợp ( in pulsive ) - Có dải tần số hữu hạn - Thay đổi theo thời gian Về tổng quan, tín hiệu có dạng : A = Ao e -αt sin(2π*f*t) (2.1) Trong : A biên độ tín hiệu Ao biên độ tín hiệu lớn α hệ số suy giảm theo thời gian f tần số 2.1 CÁC LOẠI NGUỒN PHÁT SĨNG ĐỊA CHẤN THƯỜNG HAY ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỊA CHẤN PHÂN GIẢI CAO a - Nguồn phát sóng thuốc nổ Thuốc nổ dùng địa chấn phân giải cao, để tăng độ phân giải sử dụng nhiều gói thuốc nhỏ nổ vi sai theo chương trình định sẵn Nhìn chung, dùng nguồn thuốc nổ tần số đạt khoảng từ đến 75 Hz, cịn cường độ tín hiệu phụ thuộc vào khối lượng thuốc nổ theo công thức : A = k Q (2.2) Ở : A cường độ tín hiệu Q khối lượng thuốc nổ k hệ số môi trường b - Nguồn phát sóng súng bắn Đây loại nguồn sử dụng rộng rãi thăm dị dầu khí Một số lọai súng bắn tích nhỏ cỡ 15 in khối sử dụng nhiều địa chấn phân giải cao nhờ ghép ba đến năm cặp với Nguyên lý hoạt động súng bắn trình bày hình II.2 : Nguån nÐn khÝ (súng hơi): Với loại nguồn này, cần sử dụng bình khí nén đặt tàu, sau cho phát thiết bị xả khí nén thả môi trờng nớc để tạo xung Khí nén với áp suất cao (100 ữ 150 kg/cm3) từ máy nén khí đặt tàu đợc đa qua ống dẫn khí nạp vào bng khÝ cđa m¸y ph¸t Khi cã tÝn hiƯu tõ trạm địa chấn đặt tàu, van điều chỉnh đợc mở luồng khí nén từ máy nén khí đợc đa vào buồng chứa khí, đẩy phía dới nắp piton làm cho piton đợc nâng lên tạo điều kiện cho khí nén buồng mạnh qua lỗ hổng tạo sóng đập vào môi trờng nớc làm kích thích dao động địa chấn Khi sử dụng nguồn nén khí thờng xuất nhiễu nổ lặp, điều đòi hỏi sử dụng lọc thích hợp để hạn chÕ chóng MỤC LỤC Chương I : Quy định chung Điều 1: Mô tả phương pháp khảo sát địa chấn phân giải cao Điều 2: Nhiệm vụ phương pháp Điều 3: Các dạng khảo sát địa chấn phân giải cao Điều 4: Chiều sâu nghiên cứu phương pháp khảo sát địa chấn phân giải cao Điều 5: Độ phân giải thẳng đứng, độ phân giải ngang Điều 6: Xác định chiều sâu đặt đầu phát sóng giải đầu thu tín hiệu Điều 7: Máy thiết bị dùng khảo sát địa chấn phân giải cao Điều 8: Phạm vi áp dụng Chương II: Chuẩn bị lập đề án Điều 9: Chuẩn bị lập đề án Điều 10: Đề án độc lập đề án phụ thuộc Điều 11: Trình duyệt đề án Điều 12: Các công tác chuẩn bị khác Chương III: Tổ chức thi công đề án Điều 13: Kiểm định kiểm tra máy thiết bị Điều 14: Lựa chọn đầu phát sóng Điều 15: Chọn độ sâu đặt giải đầu thu đầu phát sóng Điều 16: Chọn khoảng cách đầu thu đầu phát sóng Điều 17: Chọn khoảng cách tàu đầu phát sóng Điều 18: Chọn tốc độ phát xung chế độ ghi tín hiệu Điều 19: Xử lý số liệu phân tích Điều 20: Điều khoản thi hành Phụ lục: Kỹ thuật, an toàn lao động làm việc với nguồn tạo sóng địa chấn Tài liệu tham khảo   Trang 03 03 03 04 04 04 05 05 06 07 07 07 09 09 10 10 10 11 11 11 11 12 13 14 CHƯƠNG I QUY ĐỊNH CHUNG Quy trình thuộc Đề tài NCKH: “Nghiên cứu nguồn phát phương pháp địa chấn để xác định cấu trúc địa chất đến độ sâu 400m khu vực biển Việt Nam” áp dụng cho máy địa chấn phân giải cao Liên đoàn Vật lý địa chất chế tạo Điều Phương pháp địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) phương pháp địa vạt lý quan trọng hàng đầu để nghiên cứu địa chất biển sâu Về chất phương pháp (ĐCPGC) giống phương pháp truyền thống ứng dụng nhiều cơng nghiệp tìm kiếm dầu khí Tuy nhiên, phương pháp địa chấn phân giải cao người ta thường dùng nguồn phát sóng âm có tần số cao hệ thống quan sát thu - nổ có khoảng cách điểm nổ, điểm thu tín hiệu nhỏ khoảng đến lần so với cơng tác tìm kiếm dầu khí Sơ đồ bố trí hệ thống đo địa chấn phản xạ đơn kênh biển Điều Phương pháp địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) sử dụng để giải nhiệm vụ sau: Xác định ranh giới lớp đất đá có thành phần thạch học tính chất truyền sóng khác Xác định đới đào khoét nhằm tìm kiếm sa khoáng rắn, xác định hệ thống đứt gãy đại Tham gia tìm kiếm băng cháy (gas hydrate) Tham gia xác định thành phần vật chất trầm tích Đệ tứ phần trầm tích Neogen Xác định hình dạng mặt móng (mặt đá gốc)   Điều Các dạng phương pháp địa chấn phân giải cao (ĐCPGC): Trong địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) thường sử dụng hai dạng chủ yếu: - Dạng phản xạ đơn kênh - Dạng phản xạ đa kênh Dạng phản xạ đơn kênh hiểu dạng sử dụng kênh thu tín hiệu lần phát sóng địa chấn Dạng phản xạ đa kênh dạng sử dụng nhiều kênh thu thường là: 6,12, 24, 48, 96 để thu tín hiệu địa chấn lần phát sóng Tỷ lệ khảo sát địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) biển sâu thường dừng mức 1/500.000; 1/1.000.000 phi tỷ lệ để phục vụ nghiên cứu khoa học địa chất môi trường Điều Chiều sâu nghiên cứu phương pháp địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) phụ thuộc chủ yếu vào công suất tần số nguồn phát sóng, cơng suất lớn, tần số thấp chiều sâu nghiên cứu lớn ngược lại Theo chiều sâu tăng dần loại đầu phát sóng xếp theo thứ tự sau: - Súng bắn hơi; - Súng bắn nước; - Sparker; - Boomer Điều 5.1 Độ phân giải thẳng đứng: Độ phân giải đứng xác định khả mà phương pháp quan sát chi tiết mặt cắt địa chất theo phương thẳng đứng Độ phân giải đứng ( ∆ d) phụ thuộc vào chiều dài bước sóng (λ) xác định công thức: 1  1  1  v  ∆d =  λ  =  vT  =  4  4  4  f Trong đó: v - tốc độ truyền sóng đất đá; T - chu kỳ; f - tần số dao động sóng Để phát rõ lớp có chiều dày ∆ h tốc độ truyền sóng v mặt cắt địa chấn đòi hỏi: ∆h ≥ ∆z ∆h ≥   1v 4f Công thức rằng, để quan sát rõ lớp mỏng, cần phải sử dụng dao động tần số cao Nên lưu ý rằng, tốc độ truyền sóng thành tạo Đệ tứ vùng biển nằm giới hạn từ 1500 đến 2000 m/s, sử dụng nguồn phát Sparker độ phân giải thẳng đứng thay đổi từ 0,7 đến m, nguồn Boomer độ phân giải đứng đạt tới 0,1- 0,5 m 5.2 Độ phân giải ngang: Độ phân giải ngang khả mà phương pháp quan sát tách biệt đối tượng địa chất có kích thước ngang định khỏi   đối tượng địa chất nằm cạnh Độ phân giải ngang ∆x  không phụ thuộc vào bước sóng ( λ ) mà cịn phụ thuộc vào độ sâu (h) từ tuyến quan sát đến đối tượng khảo sát tính bán kính R đới Fresnel : ∆x = R = λh vh = 2f Nếu h = 300 m, v = 2000 m/s f = 1000 Hz ∆x = 17 m Như vậy, nguồn Sparker độ phân giải ngang nằm giới hạn 10-30 m Điều 6: Xác định chiều sâu đặt đầu phát sóng dải đầu thu tín hiệu: Để khảo sát biển nước sâu việc chọn chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng áp dụng theo cơng thức sau: ∆h = ¼ λ = ¼ V.T = ¼ V.1/F Ở đây: ∆h chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng kể từ mặt nước biển; λ là: độ dài bước sóng; V là: tốc độ truyền sóng dọc nước biển; T là: Chu kỳ sóng; F là: tần số sóng chủ đạo Ví dụ: với đầu phát Sparker V=1500 m/s F = 350 Hz Do ∆h =1/4.1500.1/350 ≅ 1m Điều 7: Máy thiết bị dùng khảo sát địa chấn phân giải cao: Bộ máy địa chấn phân giải cao (ĐCPGC) bao gồm: - Bộ nguồn phát sóng;   - Đầu phát sóng: Súng bắn hơi, súng bắn nước, Sparker… Bộ thu tín hiệu (đơn kênh, đa kênh); Dải đầu thu tín hiệu (Stramer); Chương trình điều khiển q trình phát sóng thu tín hiệu Định dạng File liệu theo chuẩn quốc tế: SEG-Y SEG-2 - Các thiết bị kèm: Tàu khảo sát, máy định vị dẫn đường vệ tinh (GPS), máy đo sâu hồi âm, máy phát điện có cơng suất đủ lớn, thiết bị văn phịng máy tính, máy in Điều Phạm vi áp dụng: Quy trình áp dụng cho việc đo địa chấn phân giải cao, nghiên cứu địa chất môi trường biển   CHƯƠNG II CHUẨN BỊ VÀ LẬP ĐỀ ÁN Điều Công tác địa chấn phân giải cao thực độc lập phần công tác khảo sát biển bao gồm: Nghiên cứu địa chất, hải dương học, nghiên cứu từ trường, trọng trường… Khi công tác khảo sát địa chấn phân giải cao dạng công việc đề án tổng hợp khảo sát biển, vào mục tiêu nhiệm vụ chung toàn đề án, công tác chuẩn bị lập đề án phải tuân thủ theo quy định chung đề án tổng thể Khi công tác khảo sát địa chấn phân giải cao dạng cơng việc riêng rẽ cần lập đề án hoàn chỉnh bao gồm: mục tiêu nhiệm vụ, khối lượng công việc , phương pháp thi cơng, dự tốn chi phí, kế hoạch thực Thu thập chuẩn bị tài liệu liên quan đến mục tiêu nhiệm vụ vùng cơng tác gồm có: - Bản đồ địa hình đáy biển; - Bản đồ cấu tạo địa chất đáy biển (nếu có); - Thơng tin dự báo thời tiết vùng công tác - Thông tin hoạt động ngư trường… Điều 10 Những nội dung đề án khảo sát chấn phân giải cao 10.1 Đề án độc lập Đề án cần viết ngắn gọn, đầy đủ trình bày nội dung sau: a Tính cấp thiết b Mục tiêu nhiệm vụ c Vị trí, đặc điểm địa hình đáy biển, đặc điểm địa chất vùng công tác d Phương pháp thi cơng khối lượng cơng việc, nêu tóm tắt vấn đề sau: - Chọn phương pháp quan sát (PP phản xạ đơn kênh hay đa kênh), chọn nguồn phát sóng, chọn mạng lưới khảo sát, chọn khoảng cách điểm nổ điểm thu, yêu cầu trắc địa xác đinh vị trí điểm nổ, điểm thu - Sai số cho phép phương pháp công tác e Tổ chức thi công: - Nêu tổng quát kế hoạch thi công, nhân cần thiết f Cơng tác văn phịng g Sản phẩm đề án:   - Báo cáo, mặt cắt địa chấn địa chất, sơ đồ hình thái tập trầm tích, sơ đồ đẳng sâu, đẳng dày tập trầm tích, sơ đồ phân bố hệ thống đứt gãy, đới đào khoét Hình II.1 Mặt cắt địa chấn xử lý chưa phân tích h Dự tốn: - Thành lập theo định mức đơn giá chi phí phụ trợ quan có thẩm quyền ban hành kèm theo hệ số điều chỉnh cho vùng công tác i Danh mục tài liệu tham khảo j Các phụ lục (bản vẽ) kèm theo đề án 10.2 Đề án phụ thuộc Khi công tác khảo sát địa chấn phân giải cao dạng công việc đề án tổng hợp khảo sát biển, phần cơng tác khảo sát địa chấn phân giải cao trình bày mục sau: a Mục tiêu nhiệm vụ b Đặc điểm địa hình đáy biển, đặc điểm địa chất vùng cơng tác c Phương pháp thi công khối lượng công tác d Tổ chức thi công e Công tác văn phịng f Sản phẩm đề án g Dự tốn chi phí cho cơng tác đo địa chấn phân giải cao f Các phụ lục (bản vẽ) kèm theo đề án Việc xếp mục đề án tổng thể theo bố cục chung toàn đề án   Điều 11 Trình duyệt đề án khảo sát địa chấn phân giải cao: Tùy theo mục tiêu nhiệm vụ công tác khảo sát địa chấn phân giải cao đề án tổng thể quy định cấp có thẩm quyền a Khi đề án thành phần, tham gia vào trình xét duyệt đề án tổng thể hợp phần kỹ thuật b Khi đề án độc lập, đề án khảo sát địa chấn phân giải cao cần thông qua Hội đồng xét duyệt đề án báo cáo cấp giao nhiệm vụ công tác quan ủy quyền Điều 12 Các công tác chuẩn bị khác: thực xếp nhân lực chủ chốt, kiểm tra mua sắm bổ sung thiết bị phương tiện, nguyên vật liệu bảo hộ lao động Thực quy định hành an toàn lao động tổ chức học tập an toàn lao động cho người lao động công tác khảo sát địa vật lý biển (theo phụ lục 1)   CHƯƠNG III TỔ CHỨC THI CÔNG ĐỀ ÁN Điều 13 Trước thi công đề án thực kiểm định, kiểm tra máy thiết bị a Thực kiểm định máy địa chấn phân giải cao (khi có quy trình kiểm định cấp có thẩm quyền ban hành) b Kiểm tra máy phát sóng địa chấn, máy thu sóng địa chấn, máy định vị dẫn đường vệ tinh (GPS) c Đo thử nghiệm phịng để đánh gía sơ tình trạng hoạt động tồn máy Gồm cơng suất tạo sóng, khả thu ghi tín hiệu địa chấn Điều 14 Lựa chọn đầu phát sóng Lựa chọn đầu phát sóng: dựa vào mục tiêu nhiệm vụ, điều kiện thi cơng, chủng loại đầu phát sóng có cho phù hợp với cơng suất tần số theo tham số hình sau: H×nh III.1 Các loại nguồn tạo sóng đàn hồi với dải tần số tơng ứng 10 iu 15 Chn sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng Độ sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng xác định ¼ bước sóng 1- Đối với súng bắn tần số chủ đạo nằm khoảng từ 100 đến 150 Hz, chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng từ 2,5 đến 3,75 mét 2- Đối với súng bắn nước tần số chủ đạo nằm khoảng từ 120 đến 200 Hz, chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng từ 1,8 đến 2,0 mét 3- Đối với Sparker tần số chủ đạo nằm khoảng từ 300 đến 500 Hz, chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng từ 0,8 đến 1,2 mét 4- Đối với Boomer tần số chủ đạo nằm khoảng từ 800 đến 1200 Hz, chiều sâu đặt dải đầu thu đầu phát sóng từ 0,3 đến 0,5 mét Điều 16: Chọn khoảng cách đầu thu đầu phát sóng Về nguyên tắc khoảng cách dải đầu thu đầu phát sóng nhỏ phải tính hiệu chỉnh chiều sâu mặt phản xạ hiệu ứng khoảng cách gây Song thực tế dải đầu thu gần đầu phát sóng gặp phải nhiễu lớn sóng trực tiếp gây nên, đồng thời sóng nước biển chuyển động đầu phát tạo nên nhiễu cho đầu thu Qua kinh nghiệm khảo sát biển, khoảng cách chọn m đầu phát Sparker, mét nguồn phát Boomer Điều 17: Chọn khoảng cách tàu đầu phát sóng Trong thực tế khơng nên chọn khoảng cách q gần tàu chạy hệ thống chân vịt tàu tạo nguồn sóng có tần số thấp ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng băng ghi địa chấn Nếu chọn khoảng cách xa tàu cơng suất phát sóng giảm (đối với đầu phát sóng: Sparker, Boomer) việc theo dõi thiết bị thu, phát gặp nhiều khó khăn, hệ số an tồn cho dải đầu thu đầu phát sóng giảm theo Đối với tàu có trọng tải trung bình (mớn rẽ nước khơng lớn) chọn khoảng cách vào khoảng 40 – 50 m vừa phải Điều 18: Chọn tốc độ phát xung chế độ ghi tín hiệu - Thời gian lần phát xung >2s/xung - Thời gian ghi tín hiệu: tùy thuộc vào độ sâu cần nghiên cứu - Dải tần số ghi tín hiệu: từ 100 Hz ÷ 1000Hz - Đặt hệ số khuyếch đại cho thu tín hiệu   11 - Đặt bước lấy mẫu (tần số lấy mẫu) - Số mẫu cần lấy (độ dài lấy mẫu) - Phát xung đồng để kích hoạt thiết bị khác - Đặt thời gian trễ thu thập số liệu (nếu cần) Điều 19: Xử lý số liệu phân tích Tài liệu thu thập phải cập nhật hàng ngày với đầy đủ thông tin cần thiết như: người vận hành thu thập, thông số cài đặt cho phần mềm thu thập số liệu, thơng tin khí tượng thủy văn biển, tốc độ chạy tàu, công suất nguồn phát sóng….Số liệu phải nhân ghi đĩa CD Quá trình xử lý thực theo bước sau đây: 1- Nhập liệu cần thiết như: tọa độ điểm nổ, điểm thu, khoảng cách điểm thu, điểm nổ vào File liệu 2- Tạo sở liệu địa chấn hai chiều cho vùng công tác gồm: tên vùng công tác, ngày đo, tuyến đo, định dạng liệu số thông tin cần thiết khác 3- Hiệu chỉnh đường ghi: đánh dấu đường ghi xấu, chuyển đổi đường ghi có phân cực ngược (nếu có) 4- Lọc tần số: * Đối với loại sparker dải thơng tần là: 100 Hz ÷ 800 Hz * Đối với loại boomer dải thơng tần là: 400Hz ÷ 1300 Hz 67- Phân tích tốc độ hiệu chỉnh động: Đây bước quan trọng việc xử lý số liệu địa chấn sử dụng nhiều kênh thu cho lần đo, để có hiệu chỉnh động tốt cần phải sử dụng thông tin từ kết đo địa chấn dọc lỗ khoan kết địa chất thu từ công tác khoan 8- Cộng điểm sâu chung trường hợp đa kênh: Việc cộng điểm sâu chung nhằm tăng cường tín hiệu có ích làm giảm tín hiệu từ phản xạ nhiều lần 9- Hiệu chỉnh dịch chuyển (Migration) cần 10- Chuyển lát mặt thời gian sang mặt cắt địa chất 11‐    Hiệu chỉnh biên độ: Ở sử dụng gain theo thời gian gain khống chế tự động (AGC) vài menu khác Ghép tọa độ điểm phản xạ với chiều sâu ranh giới địa chất 12 12- Lập sơ đồ đẳng sâu mặt phản xạ, đẳng dày tập địa chấn 13- Giải thích địa chất tập địa chấn vùng nghiên cứu Điều 20: Điều khoản thi hành Quy trình khơng mang tính bắt buộc mà có tính định hướng công tác khảo sát địa chấn phân giải cao biển   13 Phụ lục KỸ THUẬT, AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG KHI LÀM VIỆC VỚI NGUỒN TẠO SÓNG ĐỊA CHẤN I LẮP ĐẶT NGUỒN TẠO SÓNG ĐỊA CHẤN TRÊN TÀU I.1 Nguồn tạo sóng (viết tắt NTS) phải đặt phịng khơ thống gió với độ ẩm ≤ 70% nhiệt độ khơng khí ≤ 30o C I.2 Trước làm việc hai khối NTS gắn với cầu nối, nắp bên sườn đỉnh khối cần đóng kín lại Lật nắp bảng điều khiển khối xả khí phải mở Trong trường hợp đặc biệt với đồng ý người chịu trách nhiệm khảo sát địa chấn mở nắp sườn trái (khối biến cao áp) với mục đích thơng gió I.3 Khung NTS cần tiếp địa tốt Thường sử dụng dây dẫn dây đồngvới mặt cắt khơng nhỏ 10 ÷ 15mm2 đấu đầu tiếp địa hai khối với với khung tàu Vị trí đấu dây tiếp địa với tàu cần nối với khung tàu phải đánh, cạo Bulong bắt dây tiếp địa có đường kính từ ÷ 10mm (thường dùng Inox, đồng đỏ vít ốc thật chặt) I.4 Vị trí đặt NTS tàu phải thơng thống, chằng buộc chặt chẽ an toàn để người khơng có trách nhiệm chưa học quy trình sử dụng không đến gần NTS hoạt động I.5 Khi rải cáp phát NTS tàu cần tránh vị trí đối tượng làm xước xát, hỏng lớp vỏ cáp, tất chỗ cáp bị xước xát vỏ cần làm nhẵn lại kĩ lưỡng, khơng gây nguy hiểm cho việc thi công Khi đặt cáp chỗ qua lại cần tránh dẫm đạp lên cáp II CÁC BIỆN PHÁP ÁP DỤNG TRƯỚC KHI KHỞI ĐỘNG NTS Khi khởi động NTS người học quy trình tiến hành Khởi động NTS nên có hai người, để người theo dõi thao tác người trường hợp cần thiết tiến hành biện pháp an toàn bổ sung Trong khởi động tắt NTS cần phải chấp hành nghiêm chỉnh trình tự thao tác nút bấm cần gạt điều khiển Trước khởi động NTS: Cực phát cực tiếp địa phải thả xuống biển Trước đấu giắc điện lưới 220V/50Hz vào NTS, cần thiết phải để công tắc NTS trạng thái ngắt Trước khởi động cần phải kiểm tra độ an toàn toàn hệ thống máy   14 Trước khởi động phải đặt chữ “L” ( cần êbonit ) có tay nắm cách điện vị trí dễ lấy III TRÌNH TỰ KHỞI ĐỘNG NTS Bước 1: Kiểm tra xem cực phát cực tiếp địa thả xuống biển chưa? Bước 2: Kiểm tra xem tất công tắc trạng thái ngắt chưa? Bước 3: Đấu nguồn điện 220V/50Hz vào NTS Bước 4: Bật công tắc bảng điều khiển phía trên, thấy đèn “Led” (kiểm tra nguồn ni mảng điều khiển) đèn “Led” mảng đấu ghép sáng có nghĩa máy hoạt động Bước 5: Bật công tắc điều khiển từ máy vi tính từ “timer” thấy đèn “Led” xung điều khiển nhấp nháy theo nhịp Bước 6: Bật công tắc cao áp Bước 7: Bấm hãm nút đóng mạch tụ Quan sát đồng hồ hiển thị (Kilovolt kế) dao động cho thấy tụ bắt đầu nạp phóng điện Chú ý: Trong trường hợp không thấy đèn “Led” xung điều khiển nhấp nháy theo nhịp khơng đóng cơng tắc cao áp IV TẮT NGUỒN TẠO SÓNG Bước 1: Ngắt mạch tụ cao “ấn nút tắt” Bước Tắt biến cao áp Bước 3: Nhìn kilovon kế thấy điện áp tụ giảm dần “0” Bước 4: Tắt nguồn nuôi bảng điều khiển ấn liên tục vài lần nút “phóng tay” đèn (Led) mảng điều khiển bị tắt Bước 5: Tháo đầu nối cáp điện nuôi Bước 6: Làm đoản mạch tụ cao áp chữ “L” có tay nắm cách điện, chập cầu nối trung tâm nối hai khối với nhau; bulong đầu dẫn cáp phát Khi chập mà không thấy đánh lửa điện chứng tỏ điện áp tụ không Chú ý: Cấm tiến hành công việc với NTS khơng hoạt động chưa làm đoản mạch tụ điện kim loại hình chữ “ L ” có tay nắm cách điện V CÁC BIỆN PHÁP ĐỀ PHÒNG KHI NTS HOẠT ĐỘNG Cấm sờ tay dẫm chân lên cáp dẫn đến cực phát Cấm kéo cáp cực phát cực tiếp địa lên khỏi mặt nước Cấm chạm tay vật vào phận bên NTS   15 Cấm tắt mảng điều khiển ngắt đường xâm nhập xung điều khiển (máy vi tính ) từ bên ngồi vào trước tắt máy trình tự Nếu lý mà máy ngừng phóng điện, cần tắt máy theo trình tự ghi mục   16 ... Địa chất thực Đề tài KHCN: ? ?Nghiên cứu chế tạo nguồn phát phương pháp địa chấn để xác định cấu trúc địa chất đến độ sâu 400 m khu vực biển Việt Nam? ?? (Hợp đồng nghiên cứu Khoa học Công nghệ số:... ĐỊA CHẤT & KHỐNG SẢN LIÊN ĐỒN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NGUỒN PHÁT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU... Đầu phát sóng âm Ở Việt nam ,để đáp ứng yêu cầu mà Đề tài đặt ra: tăng chiều sâu nghiên cứu phương pháp địa chấn phân giải cao đến 400 m kể từ đáy biển khảo sát vùng biển nước sâu hàng trăm mét,