Aquisição sísmica terrestre marinha

Transcrição

1 Aquisição sísmica terrestre marinha

2 Sistema de aquisição Fonte Receptor onda sísmica Sismógrafo

3 Fontes sísmicas As fontes sísmicas podem variar bastante em tamanho e complexidade, mas todas devem ter, idealmente, as seguintes características: - repetibilidade - repeatability, ou seja, a natureza da energia liberada (quantidade e duração) não pode mudar se a fonte for usada em diferentes locais ou períodos. - o instante de liberação e/ou tempo de duração deve ser controlado

4 Fontes sísmicas energia suficiente para gerar sinal mensurável com boa razão sinal-ruído - S/R gerar pulso de curta duração, suficiente para garantir boa resolução (fontes impulsivas) dependente das condições do meio

5 Fontes sísmicas Propriedades importantes: energia forma da onda (frequência) repetibilidade custo e praticidade

6 Espectro sísmico

7 FREQUÊNCIA DO SINAL x RESOLUÇÃO

8 Fontes sísmicas fonte impulsiva x fonte não impulsiva vantagens/desvantagens

9

10 Dinamite (fonte explosiva impulsiva): repetibilidade baixa tempo zero de detonação é difícil de se obter baixa energia (espoleta elétrica) a alta energia (grandes cargas) para cada aplicação deve ser programado o volume de explosivo Cabo do gatilho (trigger) dinamite

11

12

13

14 Martelo (fonte impulsiva de impacto)

15

16 MÉTODO MINI-SOSIE

17 O método Mini-sosie foi desenvolvido por Barbier et al. (1976) e se utiliza de um sinal sísmico de baixa potência e longa duração. Um sismograma de reflexão, r s (t), pode ser representado como o pulso aplicado, s(t), convolvido com a função refletividade (resposta ao impulso da terra), e(t), mais o ruído presente, n(t). r s ( t) s( t)* e( t) n( t) s(t) é gerado várias vezes ao longo de um período de tempo determinado de acordo com uma seqüência y(t). A forma completa do sinal sísmico gerado, (t), pode, portanto, ser escrita como: ( t) y( t)* s( t)

18 O sismograma assim registrado, r c (t), chamado de sismograma codificado, pode ser expresso como a convolução deste sinal de longa duração com a resposta impulsiva da terra. r c ( t) y( t)* s( t)* e( t) n( t) O sismograma final decodificado r D (t) resulta da correlação cruzada do sismograma codificado r c (t) ( ) com a sequencia de impactos y(t), denominada traço piloto. r D ( t) y( t) r ( t) y( t) y( t)* s( t)* e( t) n( t) C O procedimento acima pode ser reescrito como: r D y( t) * s( t)* e( t) y( t)* n( ) ( t) ACF t

19 No domínio da freqüência, a equação acima pode ser reescrita como: P D ( j ) Y( j ) 2 S( j ) E( j ) Y( j ) N( j )

20 SIST Swept impact seismic technique (Park,Miller,Steeples, 1996)

21 Martelo gerando preferencialmente ondas S

22

23

24

25 rifle sísmico (fonte impulsiva explosiva)

26

27 FREQUÊNCIA DO SINAL x RESOLUÇÃO

28

29 ??

30 VIBROSEIS FONTE NÃO IMPULSIVA

31 Vibroseis (fonte não impulsiva)

32 Reynolds, 1997

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42 a) explosivos b) queda de peso c) martelo d) rifles e) vibradores aspectos (+) 1) segurança 2) energia 3) frequência 4) custo 5) operacionalidade 6) legislação aspectos (-) 7) segurança 8) energia 9) frequência 10) custo 11) operacionalidade 12) legislação

43 GEOFONES

44 geofones { faixa 4 a 100 Hz de frequência natural acelerômetros Aspecto crítico => acoplamento

45

46 FREQUÊNCIA DO SINAL x RESOLUÇÃO

47 Características de um geofone Fator de amortecimento h

48 Características de um geofone

49

50

51

52

53 Arranjo de geofones vapp app v v f a vapp app Velocidade aparente: Comprimento de onda aparente: vapp app v sinα vapp f

54 Função resposta: R sin(nβ) sin β onde: x app e n é o número de geofones no grupo

55 Arranjo função resposta apparent

56 peso do geofone área efetiva de contato amplitude do movimento do solo módulos elásticos do solo

57

58

59

60 Sísmica marinha Aquisição de dados PGS J.W. Schoolmeesters

61

62 Sala de processamento sísmica marinha profunda

63 Sísmica rasa em água

64 Princípio Principle do of an Airgun Airgun (Bolt-Systems)

65 Interior de um airgun (Bolt-Systems)

66

67 Resposta de um airgun

68 Arranjo de Air guns um air gun Arranjo de air guns

69

70

71

72

73 Boomer (Huntec-systems) khz μs

74 SPARKER

75 CHIRP

76

77 Hidrofone Princípio do efeito piezoelétrico Voltagem proporcional à variação de pressão

78 Cabo de hidrofones

79

80 SISMÓGRAFO - alcance dinâmico (conversor A/D 24 bit) - razão de amostragem - tempo de aquisição

81 amostragem Registros dos dados a intervalos regulares intervalo de amostragem t A amostragem deve preservar todas frequências até a frequência de Nyquist: f N =1/(2 t) (Kearey and Brooks, 1991)

82

83

84

85

86 f a = 2mf n -f s m=inteiro tal que f a <f n

87 Alias Frequência de Nyquist: 1 f Ny = t (Kearey and Brooks, 1991) Intervalos típicos: 0.25,0.5 ms: sísmica de alta resolução 1 ms, 2 ms petróleo 4 ms or larger sismologia

88 QUESTÃO Máxima freqüência do sinal a ser registrado = 100 Hz Qual o máximo intervalo de amostragem que pode ser empregado? Na área existe uma máquina em operação transmitindo ao solo uma vibração de 350 Hz Considerando o uso do máximo intervalo de amostragem calculado, o que poderíamos esperar do ruído da máquina no nosso sismograma? Qual a solução?

89 FILTRO ANTI-ALIAS ajustado a partir da freqüência de amostragem escolhida

90 range de registro usando diferentes números de bits: 8-bit : 24-bit: Alcance dinâmico 1 mv mv 1 mv - 16 V Alcance dinâmico é expresso em db, Exemplos: A max 20log A min 256mV 20log 48dB 1mV 16V 20log 144dB 1mV

91 mv 128 Conversor AD 64 Analog Signal =

92 Armazenamento Armazenamento depende: Número de canais Número de amostras por canal (intervalo de amostragem,tempo de aquisição) Número de bytes por valor amostrado Exercício Canais: 48 Amostragem: 0,5 ms time window : 0.3 s Formato: 4 Bytes por valor (300 /0,5) Valores x 48 canais x 4 Bytes = 115,2 KBytes

93