Tìm hiểu phương pháp tính phổ tốc độ trong thăm dò địa chấn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THANH HẢI TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỔ TỐC ĐỘ TRONG THĂM DÒ ĐỊA CHẤN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THANH HẢI TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỔ TỐC ĐỘ TRONG THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 60440111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐỨC VINH Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trước tiên, với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Đức Vinh - người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học tận tình bảo suốt trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Bộ môn Vật lý Địa cầu – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội trang bị kiến thức có đóng góp quý báu cho để hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo viện Vật lý Địa cầu Ban lãnh đạo phòng Quan sát động đất tạo điều kiện tốt để hoàn thành tốt nhiệm vụ Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Đề tài độc lập trẻ cấp Viện Hàn lâm KHCNVN: "Nghiên cứu chuyển động đại mối liên quan với hoạt động động đất khu vực Tây Bắc Việt Nam sở sử dụng tổ hợp số liệu GPS địa chấn"(Mã số: VAST.ĐLT 10/15-16) hỗ trợ kinh phí cung cấp số liệu cho để hoàn thành luận văn Cuối cho phép bày tỏ lòng biết ơn vô hạn tới gia đình bạn bè, người quan tâm, động viên chỗ dựa tinh thần vững thời khắc khó khăn Do điều kiện thời gian trình độ có hạn nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý thầy cô bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thanh Hải MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THĂM DÒ ĐỊA CHẤN 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐỊA CHẤN 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Error! Bookmark not defined 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Error! Bookmark not defined 1.4 SỰ PHÁT TRIỂN THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Ở VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 1.4.1 Phương pháp địa chấn thăm dò dầu khí Error! Bookmark not defined 1.4.2 Phương pháp địa chấn trong nghiên cứu cấu trúc sâu Error! Bookmark not defined 1.4.3 Phương pháp địa chấn trong nghiên cứu cấu trúc nông Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined CHƢƠNG VÀI NÉT VỀ XỬ LÝ SỐ LIỆU THĂM DÒ ĐỊA CHẤNError! Bookmark not defined 2.1 CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ .25 2.2 HIỆU CHỈNH TĨNH VÀ HIỆU CHỈNH ĐỘNG Error! Bookmark not defined 2.2.1 Hiệu chỉnh tĩnh Error! Bookmark not defined 2.2.2.Hiệu chỉnh động Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng 37 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỔ TỐC ĐỘ VÀ MỘT SỐ THỬ NGHIỆM TRÊN MÔ HÌNH TOÁN Error! Bookmark not defined 3.1 THUẬT TOÁN TÍNH PHỔ TỐC ĐỘ Error! Bookmark not defined 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM Error! Bookmark not defined 3.2.1.Mô hình Error! Bookmark not defined 3.2.2.Mô hình Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 2D Two – Dimensional Seismic Địa chấn chiều 3D Three – Dimensional Seismic Địa chấn chiều 4D Timelapse Seismic Địa chấn biến đổi theo thời gian 4C Multicomponent Địa chấn đa thành phần VSP Vertical Seismic Profile Tuyến địa chấn thẳng đứng CDP Common Depth Point Điểm sâu chung (ĐSC) AVO Amplitude variation with Biên độ biến đổi theo vị trí offset BĐTK Travel time curve Biểu đồ thời khoảng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Mô hình khái quát hệ thống địa chấn Hình 1.2 Sơ đồ phát sóng thu tín hiệu địa chấnError! Bookmark not defined Hình 1.3 Ví dụ hình ảnh lát cắt địa chấnError! Bookmark not Bookmark not defined Hình 1.4 Hình ảnh thăm dò địa chấn biểnError! defined Hình 1.5 Hình ảnh thăm dò địa chấn sa mạc (đất liền) Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Phương pháp địa chấn phản xạ Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Cách xây dựng đồ đẳng sâu dựa tài liệu địa chấn Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Mô hình khảo sát địa chấn 3D lát cắt địa chấn 2D Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Lát cắt thẳng đứng bình đồ thời gian địa chấn 3D Error! Bookmark not defined Hình 1.10 Khối lượng khảo sát địa chấn 2D 3D từ năm 1988 đến 2004 Error! Bookmark not defined Hình 1.11 Các lô thăm dò dầu khí hợp đồng dầu khí hoạt động thềm lục địa Việt Nam Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Hiệu chỉnh tĩnh Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Hình ảnh hiệu chỉnh tĩnh địa chấn biểnError! Bookmark not defined Hình 2.3 Hiệu chỉnh động Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Cộng sóng điểm sâu chung Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Xác định phổ tốc độ Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Các đường cong (BĐTK) khác (1,2,3) theo V Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Các đồ thị phổ tốc độ theo t0 Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Phổ tốc độ trình bày theo dạng đẳng trịError! Bookmark not defined Hình 3.4 Băng địa chấn lý tưởng (theo mô hình 1)Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Băng địa chấn bị nhiễu nhẹ phổ (theo dạng đẳng trị tô mầu)Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Băng địa chấn bị nhiễu nhẹ phổ (theo dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Băng địa chấn bị nhiễu mạnh phổ (dạng tô màu) Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Băng địa chấn bị nhiễu mạnh phổ (theo dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (dạng tô màu) Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (theo dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Băng địa chấn lý tưởng (theo mô hình 2)Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Băng địa chấn bị nhiễu nhẹ phổ (dạng tô màu) Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Băng địa chấn bị nhiễu nhẹ phổ (dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (dạng tô màu) Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (dạng tô màu) Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Băng địa chấn bị nhiễu nặng phổ (dạng đồ thị) Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Thăm dò địa chấn phương pháp địa vật lý nghiên cứu trình truyền sóng đàn hồi lòng đất tiến hành phát thu sóng mặt, nhằm xác định đặc điểm cấu trúc chất môi trường địa chất Trong phương pháp thăm dò địa chấn, kích động nhân tạo nổ mìn, rung, đập (khi khảo sát đất liền) ép (khi khảo sát biển) người ta kích thích vào môi trường địa chất xung lực tạo dao động đàn hồi, dao động truyền môi trường dạng sóng đàn hồi Sóng đàn hồi trình truyền môi trường, gặp mặt ranh giới có tính chất đàn hồi khác bị phản xạ khúc xạ Sự phản xạ khúc xạ sóng làm hình thành sóng thứ cấp sóng phản xạ, sóng khúc xạ quay trở bề mặt Với hệ thống thiết bị máy móc thích hợp đặt mặt thu nhận ghi giữ dao động sóng băng địa chấn Sau trình xử lý phân tích tài liệu tạo lát cắt địa chất, đồ địa chấn thông tin khác, phản ánh đặc điểm hình thái chất môi trường vùng nghiên cứu Thăm dò địa chấn sử dụng rộng rãi nhằm giải nhiều nhiệm vụ địa chất khác Nó đóng vai trò quan trọng việc nghiên cứu cấu tạo sâu vỏ trái đất Trong công tác tìm kiếm thăm dò dầu mỏ khí đốt, thăm dò địa chấn giữ vai trò đặc biệt quan trọng, góp phần đắc lực việc giải nhiều khâu nghiên cứu khác Ở Việt nam, công tác thăm dò địa chấn triển khai từ nhiều năm trước với giúp đỡ thiết bị chuyên gia địa vật lý từ Liên Xô Những năm gần nhà địa vật lý nước hãng nước tiếp tục mở rộng phạm vi khảo sát vùng thềm lục địa cho thấy hiệu phương pháp Thăm dò địa chấn đòi hỏi khối lượng lớn công việc khâu phân tích, xử lý số liệu Trong khuôn khổ luân văn học viên giao nhiệm vụ tìm hiểu chung toán xử lý số liệu thăm dò địa chấn Học viên phải tìm hiểu, thử nghiệm áp dụng phương pháp đại, sử dụng số liệu thăm dò địa chấn phản xạ vào việc xác định tốc độ truyền sóng phương pháp tính phổ tốc độ Luận văn bố cục chương sau : Chương 1: Tổng quan thăm dò địa chấn Chương 2: Vài nét xử lý số liệu thăm dò địa chấn Chương 3: Phương pháp tính phổ tốc độ số thử nghiệm mô hình toán CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THĂM DÒ ĐỊA CHẤN 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Có thể nói thăm dò địa chấn hệ thống động lực phức tạp để nghiên cứu địa chất Trong hệ thống xảy trình biến đổi lượng thông tin kích thích sóng địa chấn, lan truyền sóng môi trường địa chất, hình thành sóng thứ sinh, thu nhận ghi giữ dao động địa chấn điểm quan sát trình xử lý, phân tích tài liệu địa chấn thu nhận Để hình dung hệ thống phương pháp địa chấn xét mô hình khái quát thể hình 1.1 Phương Môi trường Nguồn địa chấn Trường sóng pháp - Thiết bị Băng - Xử lý Lát cắt từ - Phân địa tích chấn - địa chất (A) (B) (C) Hình 1.1 Mô hình khái quát hệ thống địa chấn Phân tích sơ đồ khối hình 1.1 cho thấy nhiệm vụ phương pháp thăm dò địa chấn ghi nhận thông tin trường sóng đàn hồi đối tượng địa chất gây ra, xử lý biến đổi chúng để nhận lát cắt, đồ phản ánh đặc điểm môi trường cần nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tạ Văn Đĩnh, Phương pháp tính, Nhà xuất Giáo dục, 1994 Mai Thanh Tân, Thăm dò địa chấn, NXB Giao thông vận tải, 2011 Nguyễn Đức Vinh, Nguyễn Công Thăng, Xử lý băng địa chấn bị nhiễu phương pháp thống kê, Tạp chí Tin học điều khiển học, số 2, , 1996 Phạm Năng Vũ NNK, Thăm dò địa chấn, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1983 Dương Thuỷ Vỹ, Phương pháp tính, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 Tiếng Anh HATTON, SEISMIC DATA PROCESSING, BLACKWELL SCIENTIFIC PUBLICATIONS, 1986 YILMAZ , SEISMIC DATA ANALYSIS, Society of Exploration, 2000 Tiếng Nga Bondarev V.I, Xử lý số liệu thăm dò địa chấn, ĐH Mỏ - địa chất Thành phố Ural (Liên bang Nga), 2002 Bondarev V.I, Cơ sở thăm dò địa chấn, ĐH Mỏ - địa chất Thành phố Ural (Liên bang Nga), 2002 10 Gurvich I.I, Boganik, Thăm dò địa chấn, Nhà xuất Nhedra, Matxcva, 1981 11 Koriagin V.V, Mô hình toán thăm dò địa chấn, Nhà xuất Nauka, Matxcva, 1988 12 Kozlov E.A, Xử lý số số liệu thăm dò địa chấn, Nhà xuất Nhedra, Matxcva, 1976 13 Reziapov G.I, Thăm dò địa chấn, Nhà xuất Đại học bách khoa Tômxk, 2012 14 Urupov A.K, Nghiên cứu tốc độ thăm dò địa chấn, Nhà xuất Nhedra, Matxcva, 1966 15 Phần mềm COSCAD3D, Đại học Địa chất Matxcva [...]... tìm hiểu chung về bài toán xử lý số liệu trong thăm dò địa chấn Học viên phải tìm hiểu, thử nghiệm áp dụng một phương pháp hiện đại, sử dụng số liệu thăm dò địa chấn phản xạ vào việc xác định tốc độ truyền sóng đó là phương pháp tính phổ tốc độ Luận văn được bố cục trong 3 chương như sau : Chương 1: Tổng quan về thăm dò địa chấn Chương 2: Vài nét về xử lý số liệu thăm dò địa chấn Chương 3: Phương pháp. .. Chương 3: Phương pháp tính phổ tốc độ và một số thử nghiệm trên mô hình toán 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THĂM DÒ ĐỊA CHẤN 1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Có thể nói thăm dò địa chấn là hệ thống động lực rất phức tạp để nghiên cứu địa chất Trong hệ thống đó xảy ra các quá trình biến đổi năng lượng và thông tin như kích thích sóng địa chấn, lan truyền sóng trong môi trường địa chất, hình thành... lý số liệu thăm dò địa chấn, ĐH Mỏ - địa chất Thành phố Ural (Liên bang Nga), 2002 9 Bondarev V.I, Cơ sở thăm dò địa chấn, ĐH Mỏ - địa chất Thành phố Ural (Liên bang Nga), 2002 10 Gurvich I.I, Boganik, Thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Nhedra, Matxcva, 1981 4 11 Koriagin V.V, Mô hình toán trong thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Nauka, Matxcva, 1988 12 Kozlov E.A, Xử lý số số liệu thăm dò địa chấn, Nhà xuất... giữ các dao động địa chấn tại các điểm quan sát và quá trình xử lý, phân tích các tài liệu địa chấn thu nhận được Để hình dung hệ thống phương pháp địa chấn chúng ta có thể xét mô hình khái quát được thể hiện trên hình 1.1 Phương Môi trường Nguồn địa chấn Trường sóng pháp - Thiết bị Băng - Xử lý Lát cắt từ - Phân địa tích chấn - địa chất (A) (B) (C) Hình 1.1 Mô hình khái quát hệ thống địa chấn Phân tích... trên hình 1.1 cho thấy nhiệm vụ của phương pháp thăm dò địa chấn là ghi nhận thông tin về trường sóng đàn hồi do các đối tượng địa chất gây ra, xử lý và biến đổi chúng để nhận được các lát cắt, bản đồ phản ánh đặc điểm môi trường cần nghiên cứu 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Tạ Văn Đĩnh, Phương pháp tính, Nhà xuất bản Giáo dục, 1994 2 Mai Thanh Tân, Thăm dò địa chấn, NXB Giao thông vận tải, 2011... Matxcva, 1988 12 Kozlov E.A, Xử lý số số liệu thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Nhedra, Matxcva, 1976 13 Reziapov G.I, Thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Đại học bách khoa Tômxk, 2012 14 Urupov A.K, Nghiên cứu tốc độ trong thăm dò địa chấn, Nhà xuất bản Nhedra, Matxcva, 1966 15 Phần mềm COSCAD3D, Đại học Địa chất Matxcva 5 ... Thăm dò địa chấn, NXB Giao thông vận tải, 2011 3 Nguyễn Đức Vinh, Nguyễn Công Thăng, Xử lý băng địa chấn bị nhiễu bằng phương pháp thống kê, Tạp chí Tin học và điều khiển học, số 2, , 1996 4 Phạm Năng Vũ và NNK, Thăm dò địa chấn, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1983 5 Dương Thuỷ Vỹ, Phương pháp tính, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 2001 Tiếng Anh 6 HATTON, SEISMIC DATA PROCESSING, BLACKWELL