a. Sơ đồ tia sóng và biểu đồ thời khoảng; b Đồ thị t = f( (t0)
MỘT SỐ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM
Để thử nghiệm việc hiểu chỉnh động như đã trình bày ở phần trên chúng ta sẽ tiến hành xem xét trên một số mơ hình số. Quy trình khảo sát như sau:
Bước 1: Bước này chính là chuẩn bị số liệu đầu vào. Nó bao gồm cả
việc chọn các thông số mô hình, tính tốn các đường biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung cho mơ hình đã chọn theo cơng thức:
22 2 0 2 ( ) x t x t v (3.1)
Tiếp theo là việc xây dựng băng địa chấn lý thuyết trên cơ sở các đường cong biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung đã tính. Để có được băng địa chấn gần giống với băng địa chấn thực tế có thể cộng thêm nhiễu vào băng.
Bước 2: Tính phổ tốc độ cho các băng địa chấn vừa xây dựng theo
công thức [4,6]: 2 ij 2 ij (1 / ) 1 / j i j i N U F N U (3.2)
Trên cơ sở kết quả tính phổ chúng ta tìm các giá trị vận tốc cho giá trị cực đại của phổ tốc độ ứng với từng biểu đồ thời khoảng.
Bước 3: Tính hiệu chỉnh động theo công thức [4]:
i 0 i 0 2 2 2 i 0 i t ) t ( v x t ) x ( t (3.3)
Kết quả cụ thể của bước này chính là việc nắn các trục đồng pha (biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung) về đường thẳng.
Tất cả các bước trên được tiến hành với việc sử dụng phần mềm máy tính do giáo viên hướng dẫn hỗ trợ.
43
3.1. Mơ hình 1
Hình 3.1 mơ hình 1
Mơ hình 1 là mơi trường có 2 lớp ( 1 ranh giới). Độ sâu pháp tuyến từ
điểm nổ - thu trung tâm của hệ quan sát tới ranh giới là 35 mét. Giả sử vận tốc lan truyền sóng được cho là 700m/s ta có t0=0.1 s. Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung tính theo mơ hình 1 được trình bày trên hình 3.2. Các máy địa chấn hiện tại thường được thiết kế tới 24 kênh hoặc hơn, do tính chất của biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung là đối xứng nên chúng tôi chọn xây dựng băng địa chấn có số kênh bằng một nửa số đó cộng thêm một kênh trung tâm là 13 kênh. Khoảng cách giữa các máy thu là dx=5 mét.
Bảng 3.1. Giá trị số của biểu đồ thời khoảng (mơ hình 1)
X(m) t(s) X(m) t(s) -60.0 0.1985 0.0 0.1000 -55.0 0.1863 5.0 0.1010 -50.0 0.1744 10.0 0.1040 -45.0 0.1629 15.0 0.1088 -40.0 0.1519 20.0 0.1152 -35.0 0.1414 25.0 0.1230 -30.0 0.1317 30.0 0.1317 -25.0 0.1230 35.0 0.1414 -20.0 0.1152 40.0 0.1519 -15.0 0.1088 45.0 0.1629 -10.0 0.1040 50.0 0.1744 -5.0 0.1010 55.0 0.1863
44
Hình 3.2. Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung (tính theo mơ hình 1)
45
Hình 3.4. Băng địa chấn và phổ tốc độ dạng đồ thị
Băng địa chấn điểm sâu chung lý thuyết tính theo mơ hình 1 và phổ tốc độ tính theo băng địa chấn đó được trình bày trên hình 3.3 và 3.4. Tuy nhiên, dạng đồ thị dễ quan sát chi tiết hơn.
Để có thể quan sát rõ hơn ta phóng to các đồ thị cho các cực
đại rõ nét (hình 3.5). Hình 3.5. Các đồ thị phổ có cực đại rõ nét Ta thấy cực đại trên đồ thị phổ có t0=0.1 ứng với V= 700m/s, các cực đại ở hai đường bên dưới và bên trên ứng với V=680 m/s và V=730m/s.
46
Sử dụng các giá trị vận tốc này để tiến hành hiệu chỉnh ta thu được các băng địa chấn hiệu chỉnh trên các hình 3.6, hình 3.7, hình 3.8
Hình 3.6. Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=680 m/s )
Hình 3.7. Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=730 m/s)
Hình 3.8. Băng địa chấn hiệu chỉnh (Với V=700 m/s )
Qua 3 trường hợp hiệu chỉnh với các V ở trên, ta thấy khi chọn tốc độ chưa phù hợp thì trục đồng pha có thể bị nắn quá mức hoặc chưa nắn đủ.
Với trường hợp băng địa chấn gần giống với băng địa chấn thực tế (có nhiễu), phổ tốc độ vẫn cho khá rõ nét cực đại như với trường hợp khơng nhiễu ( xem hình 3.9).
47
Hình 3.9. Băng địa chấn có nhiễu và phổ tốc độ
48
Nhìn chung, trong cả hai trường hợp, khi băng địa chấn khơng nhiễu và có nhiễu, chúng ta hồn tồn có thể xác định được cực đại của phổ tốc độ và lựa chọn được tốc độ điểm sâu chung phù hợp cho phép hiệu chỉnh động, nghĩa là các trục đồng pha hồn tồn có thể được nắn thẳng để phục vụ khâu tiếp theo là cộng sóng và xây dựng mặt cắt thời gian. Trong thực tế sản xuất, có những tình huống phức tạp, nghĩa là việc hiệu chỉnh chưa đạt được yêu cầu thì chúng ta cần tiến hành việc tinh chỉnh hiệu chỉnh động, ví dụ như việc phải lựa chọn lại tốc độ theo từng bước nhỏ
3.2. Mơ hình 2
Hình 3.11 Mơ hình 2
Mơ hình 2 là mơi trường có 3 lớp ( 2 ranh giới). Độ sâu pháp tuyến từ điểm nổ - thu trung tâm của hệ quan sát tới ranh giới 1 là 35 mét, tới ranh giới 2 là 90. Giả sử vận tốc lan truyền sóng được cho lần lượt là V1= 700m/s và V2= 900m/s ta có t01 =0.1 s, t02 =0.2 s .
Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung tính theo mơ hình 2 được trình bày trên hình 3.12 .
49
Hình 3.12. Biểu đồ thời khoảng (Tính theo mơ hình 2)
Băng địa chấn điểm sâu chung lý tưởng cho mơ hình 2 và phổ tốc độ tương ứng được trình bày trên hình 3.13. Có thể thấy khoảng chứa cực trị trên các đường phổ tương ứng với ranh giới dưới sâu có giãn rộng ra. Điều này làm cho điểm cực đại không thật sắc nét. Mặc dù vậy, các cực đại trên phổ là vẫn đủ rõ nét và hồn tồn có thể xác định được tốc độ điểm sâu chung tương ứng theo phổ. Băng địa chấn khơng nhiễu trên hình 3.13 đã được hiệu chỉnh được trình bày trên hình 3.14. Trên hình 3.15 là băng địa chấn lý tưởng trên hình 3.13 được cộng thêm nhiễu. Tiến hành tính phổ trên băng này ta được phổ tốc độ trên hình 3.15.
50
Hình 3.13. Băng địa chấn khơng nhiễu và phổ tốc độ (Mơ hình 2)
51
Hình 3.15. Băng địa chấn có nhiễu và phổ tốc độ
52
3.3. Mơ hình 3
Hình 3.17. Mơ hình 3
Mơ hình 3 là mơi trường có 3 lớp ( 3 ranh giới). Độ sâu pháp tuyến từ điểm nổ - thu trung tâm của hệ quan sát tới ranh giới 1 là 35 mét, tới ranh giới 2 là 90, tới ranh giới thứ 3 là 165 m.
Hình 3.18. Biểu đồ thời khoảng điểm sâu chung (Mơ hình 3)
53
Giả sử vận tốc lan truyền sóng ( vận tốc điểm sâu chung) được cho lần lượt là V1 = 700 m/s, V2 = 900 m/s và 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 3 được trình bày trên hình 3.18.
Băng địa chấn điểm sâu chung lý tưởng cho mơ hình 3 và phổ tốc độ tương ứng được trình bày trên hình 3.19.
Hình 3.19. Băng địa chấn ĐSC và phổ tốc độ (mơ hình 3)
54
Biểu đồ thời khoảng của sóng địa chấn qua ranh giới thứ 3 đã rất thoai thoải. Quan sát phổ tốc độ tương ứng ta cũng thấy khoảng chứa cực trị trên các đường phổ tương ứng với ranh giới dưới sâu đã giãn rất rộng rộng. Điều này làm cho việc xác định điểm cực đại bằng mắt là hơi khó. Tuy nhiên, các cực đại trên phổ là vẫn đủ để có thể xác định được tốc độ điểm sâu chung tương ứng theo phổ. Căn cứ theo phổ tốc độ ta xác định được các tốc độ cho phổ cực đại ứng với các trục đồng pha (BBĐTK) tương ứng. Băng địa chấn không nhiễu trên hình 3.19 đã được hiệu chỉnh và trình bày trên hình 3.20. Trên hình 3.21 là băng địa chấn lý tưởng trên hình 3.19 được cộng thêm nhiễu. Tiến hành tính phổ trên băng này ta được phổ tốc độ (hình 3.20).
Hình 3.20. Băng địa chấn trên hình 3.19 (đã được hiệu chỉnh)
55
Hình 3.21. Băng địa chấn ĐSC có nhiễu và phổ tốc độ (mơ hình 3)
56
Nhận xét
Qua các tính tốn thử nghiệm qui trình hiệu chỉnh động trên các mơ hình đã nêu trên ta thấy:
Phổ tốc độ cho phép chúng ta chọn lựa được tốc độ phù hợp một cách thuận lợi để tiến hành phép hiệu chỉnh động cho các băng địa chấn. Phổ tốc độ của các lớp ở độ sâu càng lớn thì khoảng tìm cực đại rộng
hơn và sẽ gây khó khăn hơn trong việc xác định cực đại.
Phổ tốc độ khá ổn định đối với băng địa chấn ít nhiễu hoặc tương đối nhiễu (như các băng địa chấn đã thử nghiệm), nghĩa là mặc dù có nhiễu đáng kể phổ tốc độ ở khu vực ứng với trục đồng pha vẫn cho kết quả khá cách biệt so với khu vực khác.
Các kết quả hiệu chỉnh trên tất cả các số liệu mơ hình cho thấy qui trình hiệu chỉnh động đang thực hiện là tốt.
57
KẾT LUẬN
Qua việc thực hiện luận văn có thể rút ra một số nhận xét sau:
- Phương pháp tính phổ tốc độ cho kết quả với độ tin cậy cao, đáp ứng yêu cầu của phép hiệu chỉnh động.
- Các băng địa chấn trong các trường hợp 1, 2 hay 3 lớp đều cho kết quả tốt trong việc tính phổ tốc độ và hiệu chỉnh động.
- Các kết quả thử nghiệm cho thấy việc tính phổ tốc độ và hiệu chỉnh động khi băng địa chấn bị ảnh hưởng khá mạnh của nhiễu ngẫu nhiên vẫn cho kết quả tốt.
- Cần khảo sát tiếp cho các trường hợp lớp mỏng và vận tốc khá gần nhau.
58