Tính toán hiệu chỉnh động trong thăm dò địa chấn

Tính toán hiệu chỉnh động trong thăm dò địa chấn Tính toán hiệu chỉnh động trong thăm dò địa chấn Tính toán hiệu chỉnh động trong thăm dò địa chấn luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Quang Sơn TÍNH TỐN HIỆU CHỈNH ĐỘNG TRONG THĂM DÒ ĐỊA CHẤN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Quang Sơn TÍNH TỐN HIỆU CHỈNH ĐỘNG TRONG THĂM DÒ ĐỊA CHẤN Chuyên ngành: Vật lý địa cầu Mã số: 8440130.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Đức Vinh Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn khoa học hồn thành mơn Vật lý địa cầu thuộc khoa Vật lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Đức Vinh Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn, người tận tình dẫn dạy bảo học viên suốt trình học tập thực luận văn Học viên xin cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà nội, Các thầy cô Khoa vật lý, thầy cô giáo mơn Vật Lý Địa Cầu, phịng Sau đại học trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên-Đại Học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để học viên nghiên cứu thực luận văn Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh chị khóa cao học 20172019 bạn bè, người thân cổ vũ tinh thần, khích lệ học viên trình học tập nghiên cứu Mặc dù học viên cố gắng để hoàn thành luận văn, hạn chế kiến thức, kinh nghiệm, thời gian nên không tránh khỏi thiếu sót Học viên mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp thầy bạn để học viên hiểu sâu sắc vấn đề nghiên cứu Học viên xin chân thành cám ơn ! Hà Nội, Tháng năm 2019 Học viên Nguyễn Quang Sơn MỤC LỤC Trang Danh mục từ viết tắt Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương Phương pháp địa chấn điểm sâu chung 1.1 Tổng quan thăm dò địa chấn 1.2 Phương pháp địa chấn phản xạ 1.2.1 Biểu đồ thời khoảng mặt sóng phản xạ 1.2.2 Biểu đồ thời khoảng tuyến dọc sóng phản xạ 13 1.3 Phương pháp địa chấn điểm sâu chung 16 Chương Các hiệu chỉnh phương pháp địa chấn thăm dò 21 2.1 Tổng quan xử lý số liệu địa chấn thăm dò 21 2.1.1 Hệ thống thiết bị 21 2.1.2 Hệ thống chương trình giai đoạn xử lý 23 Hiệu chỉnh tĩnh 25 2.2 2.2.1 Hiệu chỉnh tĩnh sơ 26 2.2.2 Tinh chỉnh hiệu chỉnh tĩnh 30 Hiệu chỉnh động 34 2.3.1 Hiệu chỉnh động sơ 34 2.3.2 Tinh chỉnh hiệu chỉnh động 38 2.4 Phân tích tốc độ - phương pháp quét tốc độ không đổi 40 Chương Một số kết thử nghiệm 42 3.1 Mơ hình 43 3.2 Mơ hình 48 3.3 Mơ hình 52 Kết luận 57 Tài liệu tham khảo 58 2.3 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 offset Biên độ biến đổi theo vị trí BĐTK Travel time curve Biểu đồ thời khoảng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ trang Hình 1.1 Mơ hình khái qt hệ thống địa chấn Hình 1.2 Sơ đồ phát sóng thu tín hiệu địa chấn Hình 1.3 Ví dụ hình ảnh lát cắt địa chấn Hình 1.4 Hình ảnh thăm dị địa chấn biển Hình 1.5 Hình ảnh thăm dò địa chấn sa mạc (đất liền) Hình 1.6 Mơ hình địa chấn phản xạ biển Hình 1.7 Mơ hình địa chấn phản xạ mặt đất Hình 1.8 Phương pháp địa chấn phản xạ 10 Hình 1.9 Biểu đồ thời khoảng mặt sóng phản xạ 11 Hình 1.10 Biểu đồ thời khoảng theo tuyến dọc sóng phản xạ mặt ranh giới nghiêng (a), có nhiều mặt ranh giới (b) 13 Hình 1.11 Sơ đồ bố trí điểm nổ điểm thu, điểm sâu chung 17 Hình 1.12 Sơ đồ điểm sâu chung mặt ranh giới nghiêng 18 Hình 1.13 Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung mặt ranh giới nghiêng 19 Hình 2.1 Hệ thống phần cứng xử lý số liệu địa chấn Hệ thống máy tính 21 Hình 2.2 Máy in lát cắt địa chấn 22 Hình 2.3: Các băng từ (a) hệ thống đĩa từ (b) 23 Hình 2.5 So sánh băng “điểm chung” trước sau hiệu chỉnh tĩnh 26 Hình 2.6 Hiệu chỉnh tĩnh 27 Hình 2.7 So sánh lát cắt địa chấn khơng có hiệu chỉnh tĩnh 25 Hình 2.8 Hình ảnh hiệu chỉnh tĩnh địa chấn biển 30 Hình 2.9 Hiệu chỉnh động 35 Hình 2.10 Cộng sóng điểm sâu chung 36 Hình 2.11 Mơ hình cộng tốc độ 37 Hình 2.12 Lát cắt địa chấn kết phân tích tốc độ tương ứng 37 Hình 2.13 Phân tích phổ tốc độ 41 Hình 3.1 mơ hình 43 Hình 3.2 Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung (tính theo mơ hình 1) 44 Hình 3.3 Băng địa chấn phổ tốc độ dạng đẳng trị 44 Hình 3.4 Băng địa chấn phổ tốc độ dạng đồ thị 45 Hình 3.5 Các đồ thị phổ có cực đại rõ nét 45 Hình 3.6 Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=680 m/s ) 46 Hình 3.7 Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=730 m/s ) 46 Hình 3.8 Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=700 m/s ) 46 Hình 3.9 Băng địa chấn có nhiễu phổ tốc độ 47 Hình 3.10 Băng địa chấn gốc băng địa chấn hiệu chỉnh 47 Hình 3.11 Mơ hình 48 Hình 3.12 Biểu đồ thời khoảng (tính theo mơ hình 2) 49 Hình 3.13 Băng địa chấn không nhiễu phổ tốc độ (Mơ hình 2) 50 Hình 3.14 Băng địa chấn hình 3.13 sau hiệu chỉnh 50 Hình 3.15 Băng địa chấn có nhiễu phổ tốc độ 51 Hình 3.16 Băng địa chấn có nhiễu hình 3.15 sau hiệu chỉnh 51 Hình 3.17 Mơ hình 52 Hình 3.18 Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung (mơ hình 3) 52 Hình 3.19 Băng địa chấn ĐSC phổ tốc độ (mơ hình 3) 53 Hình 3.20 Băng địa chấn hình 3.19 (đã hiệu chỉnh) 54 Hình 3.21 Băng địa chấn ĐSC có nhiễu phổ tốc độ (mơ hình 3) 55 Hình 3.22 Băng địa chấn hình 3.11 hiệu chỉnh 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Giá trị số biểu đồ thời khoảng (mơ hình 1) 43 Hình 3.4 Băng địa chấn phổ tốc độ dạng đồ thị Băng địa chấn điểm sâu chung lý thuyết tính theo mơ hình phổ tốc độ tính theo băng địa chấn trình bày hình 3.3 3.4 Tuy nhiên, dạng đồ thị dễ quan sát chi tiết Để quan sát rõ ta phóng to đồ thị cho cực đại rõ nét (hình 3.5) Hình 3.5 Các đồ thị phổ có cực đại rõ nét Ta thấy cực đại đồ thị phổ có t0=0.1 ứng với V= 700m/s, cực đại hai đường bên bên ứng với V=680 m/s V=730m/s 45 Sử dụng giá trị vận tốc để tiến hành hiệu chỉnh ta thu băng địa chấn hiệu chỉnh hình 3.6, hình 3.7, hình 3.8 Hình 3.6 Băng địa chấn hiệu chỉnh Hình 3.7 Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=680 m/s ) (Với V=730 m/s) Qua trường hợp hiệu chỉnh với V trên, ta thấy chọn tốc độ chưa phù hợp trục đồng pha bị nắn mức chưa nắn đủ Với trường hợp băng địa chấn gần giống với băng địa chấn thực tế (có nhiễu), phổ tốc độ cho rõ nét cực đại với trường hợp Hình 3.8 Băng địa chấn hiệu chỉnh khơng nhiễu ( xem hình 3.9) (Với V=700 m/s ) 46 Hình 3.9 Băng địa chấn có nhiễu phổ tốc độ Hình 3.10 Băng địa chấn gốc băng địa chấn hiệu chỉnh 47 Nhìn chung, hai trường hợp, băng địa chấn khơng nhiễu có nhiễu, hồn tồn xác định cực đại phổ tốc độ lựa chọn tốc độ điểm sâu chung phù hợp cho phép hiệu chỉnh động, nghĩa trục đồng pha hồn tồn nắn thẳng để phục vụ khâu cộng sóng xây dựng mặt cắt thời gian Trong thực tế sản xuất, có tình phức tạp, nghĩa việc hiệu chỉnh chưa đạt yêu cầu cần tiến hành việc tinh chỉnh hiệu chỉnh động, ví dụ việc phải lựa chọn lại tốc độ theo bước nhỏ 3.2 Mơ hình Hình 3.11 Mơ hình Mơ hình mơi trường có lớp ( ranh giới) Độ sâu pháp tuyến từ điểm nổ - thu trung tâm hệ quan sát tới ranh giới 35 mét, tới ranh giới 90 Giả sử vận tốc lan truyền sóng cho V1= 700m/s V2= 900m/s ta có t01 =0.1 s, t02 =0.2 s Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung tính theo mơ hình trình bày hình 3.12 48 Hình 3.12 Biểu đồ thời khoảng (Tính theo mơ hình 2) Băng địa chấn điểm sâu chung lý tưởng cho mơ hình phổ tốc độ tương ứng trình bày hình 3.13 Có thể thấy khoảng chứa cực trị đường phổ tương ứng với ranh giới sâu có giãn rộng Điều làm cho điểm cực đại không thật sắc nét Mặc dù vậy, cực đại phổ đủ rõ nét hồn tồn xác định tốc độ điểm sâu chung tương ứng theo phổ Băng địa chấn khơng nhiễu hình 3.13 hiệu chỉnh trình bày hình 3.14 Trên hình 3.15 băng địa chấn lý tưởng hình 3.13 cộng thêm nhiễu Tiến hành tính phổ băng ta phổ tốc độ hình 3.15 49 Hình 3.13 Băng địa chấn khơng nhiễu phổ tốc độ (Mơ hình 2) Hình 3.14 Băng địa chấn hình 3.13 sau hiệu chỉnh 50 Hình 3.15 Băng địa chấn có nhiễu phổ tốc độ Hình 3.16 Băng địa chấn có nhiễu hình 3.15 sau hiệu chỉnh 51 3.3 Mơ hình Hình 3.17 Mơ hình Mơ hình mơi trường có lớp ( ranh giới) Độ sâu pháp tuyến từ điểm nổ - thu trung tâm hệ quan sát tới ranh giới 35 mét, tới ranh giới 90, tới ranh giới thứ 165 m Hình 3.18 Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung (Mơ hình 3) 52 Giả sử vận tốc lan truyền sóng ( vận tốc điểm sâu chung) cho V1 = 700 m/s, V2 = 900 m/s V3 = 1100m/s ta có t01 = 0.1 s, t02 = 0.2 s, t03 =0.3 s Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung tính theo mơ hình trình bày hình 3.18 Băng địa chấn điểm sâu chung lý tưởng cho mơ hình phổ tốc độ tương ứng trình bày hình 3.19 Hình 3.19 Băng địa chấn ĐSC phổ tốc độ (mơ hình 3) 53 Biểu đồ thời khoảng sóng địa chấn qua ranh giới thứ thoai thoải Quan sát phổ tốc độ tương ứng ta thấy khoảng chứa cực trị đường phổ tương ứng với ranh giới sâu giãn rộng rộng Điều làm cho việc xác định điểm cực đại mắt khó Tuy nhiên, cực đại phổ đủ để xác định tốc độ điểm sâu chung tương ứng theo phổ Căn theo phổ tốc độ ta xác định tốc độ cho phổ cực đại ứng với trục đồng pha (BBĐTK) tương ứng Băng địa chấn khơng nhiễu hình 3.19 hiệu chỉnh trình bày hình 3.20 Trên hình 3.21 băng địa chấn lý tưởng hình 3.19 cộng thêm nhiễu Tiến hành tính phổ băng ta phổ tốc độ (hình 3.20) Hình 3.20 Băng địa chấn hình 3.19 (đã hiệu chỉnh) 54 Hình 3.21 Băng địa chấn ĐSC có nhiễu phổ tốc độ (mơ hình 3) Hình 3.22 Băng địa chấn hình 3.11 hiệu chỉnh 55 Nhận xét Qua tính tốn thử nghiệm qui trình hiệu chỉnh động mơ hình nêu ta thấy:  Phổ tốc độ cho phép chọn lựa tốc độ phù hợp cách thuận lợi để tiến hành phép hiệu chỉnh động cho băng địa chấn  Phổ tốc độ lớp độ sâu lớn khoảng tìm cực đại rộng gây khó khăn việc xác định cực đại  Phổ tốc độ ổn định băng địa chấn nhiễu tương đối nhiễu (như băng địa chấn thử nghiệm), nghĩa có nhiễu đáng kể phổ tốc độ khu vực ứng với trục đồng pha cho kết cách biệt so với khu vực khác  Các kết hiệu chỉnh tất số liệu mơ hình cho thấy qui trình hiệu chỉnh động thực tốt 56 KẾT LUẬN Qua việc thực luận văn rút số nhận xét sau: - Phương pháp tính phổ tốc độ cho kết với độ tin cậy cao, đáp ứng yêu cầu phép hiệu chỉnh động - Các băng địa chấn trường hợp 1, hay lớp cho kết tốt việc tính phổ tốc độ hiệu chỉnh động - Các kết thử nghiệm cho thấy việc tính phổ tốc độ hiệu chỉnh động băng địa chấn bị ảnh hưởng mạnh nhiễu ngẫu nhiên cho kết tốt - Cần khảo sát tiếp cho trường hợp lớp mỏng vận tốc gần 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tạ Văn Đĩnh Phương pháp tính Nhà xuất Giáo dục, 1994 Nguyễn Thanh Hải Tìm hiểu phương pháp tính phổ tốc độ thăm dò địa chấn Luận văn thạc sỹ, ĐHKH Tự nhiên, 2015 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 Tp Ural, 2002 Bondarev V.I Cơ sở thăm dò địa chấn ĐH Mỏ - địa chất Tp Ural, 2002 58 10 Gurvich I.I, Boganik Thăm dò địa chấn Nhà xuất Nhedra, Moxcva, 1986 11 Koriagin V.V Mơ hình tốn thăm dò địa chấn Nhà xuất Nauka, Moxcva, 1988 12 Kozlov E.A Xử lý số số liệu thăm dò địa chấn Nhà xuất Nhedra, Moxcva, 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, Moxcva, 1966 59 ... đoạn xử lý 23 Hiệu chỉnh tĩnh 25 2.2 2.2.1 Hiệu chỉnh tĩnh sơ 26 2.2.2 Tinh chỉnh hiệu chỉnh tĩnh 30 Hiệu chỉnh động 34 2.3.1 Hiệu chỉnh động sơ 34 2.3.2 Tinh chỉnh hiệu chỉnh động 38 2.4 Phân... ảnh thăm dị địa chấn biển Hình 1.5 Hình ảnh thăm dò địa chấn sa mạc (đất liền) Thăm dò địa chấn thường gồm bước: thu thập tài liệu địa chấn, xử lý tài liệu địa chấn minh giải địa chấn  Thu thập... khoảng 20 Chương CÁC HIỆU CHỈNH TRONG PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN THĂM DÒ 2.1 Tổng quan xử lý số liệu địa chấn thăm dò [4,6,7] Xử lý số liệu địa chấn trình áp dụng hệ thống thiết bị máy tính, chương trình