بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل سرعت برانبارش یکی از مراحل مهم در فرآیند پردازش داده هاي لرزه نگاري می باشد. در روش معمول، تحلیل سرعت با در نظر گرفتن یک گروه نقطه میانی مشترك و انجام محاسبه شباهت بدست آورده می شود. عملگر روش سطح بازتاب مشترك بجاي یک گروه نقطه میانی مشترك چندین گروه نقطه میانی مشترك را در نظر می گیرد.
به این ترتیب می تواند سرعت برانبارش قابل اعتماد تري را در اختیار ما قرار دهد. اما نشانگر شعاع موج عمود در نقطه فرود بدست آمده از این روش متاثر از نشانگر شعاع موج عمود می باشد. در این مطالعه پیشنهاد شده است تا از نشانگر بدست آمده از روش سطح پراش مشترك مبتنی بر مدل استفاده شود. به این ترتیب اثر نشانگر موج عمود حذف می شود و سرعت برانبارش بدست آمده دقیق تر و قابل اعتماد تر نسبت به روش هاي پیشین در اختیار ما قرار می گیرد.
1 - مقدمه
با استفاده از دادهاي موجود در دسته داده هاي داراي همپوشانی می توان مقطع دور افت صفر با نسبت سیگنال به نویز بالایی را شبیه سازي نمود. بدست آوردن چنین مقطعی بدون در اختیار داشتن سرعت برانبارش دقیق و قابل اعتماد امکان پذیر نیست. از این منظر فرآیند تحلیل سرعت و بدست آوردن طیف سرعت از اهمیت به سزایی در پردازش داده هاي لرزه نگاري انعکاسی دارد
تحلیل سرعت بر روي یک گروه نقطه میانی مشترك پیاده سازي می شود. به این ترتیب بیشترین میزان شباهت حوادث لرزه اي با عملگرهاي هذلولی شکل به ازاي بازه اي از سرعت ها محاسبه می شود. پر واضح است که سرعت مطلوب، سرعتی است که به ازاي آن عملگر هذلولی مربوطه داراي بیشترین شباهت با حوادث لرزه اي باشداما عملگر هذلولی روش هاي معمول به شکل مناسبی قادر به تخمین پاسخ لرزه اي نمی باشند و یا از تمام اطلاعات اضافی موجود در دسته داده هاي داراي هم پوشانی استفاده نمی کنند.
از این رو روشی به نام روش برانبارش سطح بازتاب مشترك به منظور استفاده از تمام اطلاعات اضافی موجود در دسته داده هاي داراي هم پوشانی معرفی گردید. این روش، از روش هاي مستقل از مدل سرعت - مبتنی بر داده - می باشد
روش سطح بازتاب مشترك بجاي استفاده از یک گروه نقطه میانی مشترك، گروه هاي نقطه میانی مشترك مجاور را نیز در نظر می گیرند. به این ترتیب مقطع برانبارش شده دور افت صفر با نسبت سیگنال به نویز بالاتري را شبیه سازي می کنند
متغیر هایی که شکل عملگر برانبارش را در این روش تعیین می کنند نشانگرهاي میدان جنبشی موج نامید می شوند . - Hubral, 1983 - استفاده اصلی این نشانگرها به منظور تعریف شکل عملگر برانبارش می باشد. هر چند در سال هاي بعد استفاده هاي گسترده دیگري از این نشانگرها معرفی شدند. از آن جمله می توان به محاسبه ناحیه فرسنل - Majer, 2000 - ، محاسبه پنجره بهینه در فرآیند کوچ کیرشهف - Jäger, 2005 - و محاسبه مدل سرعت لایه هاي زیر سطحی به روش معکوس سازي توموگرافی موج عمود در نقطه فرود - Duvenek, 2004 - اشاره کرد.
همچین می توان از نشانگرهاي تولید شده این روش براي بدست آوردن سرعت برانبارش نیز استفاده نمود
آن ها با استفاده از نشانگر جنبشی موج عمود در نقطه فرود که از روش سطح بازتاب مشترك بدست آورده شده است سرعت برانبارش را محاسبه نموده اند. اما این نشانگر در روش سطح بازتاب مشترك به شیوه مبتنی برداده بدست آورده می شود و متاثر از نشانگري موج عمود می باشد.
در این مطالعه پیشنهاد شده است به جاي روش سطح بازتاب مشترك از نشانگر موج عمود در نقطه فرود روش سطح پراش مشترك به منظور به دست آورد سرعت برانبارش استفاده شود. زیرا در این روش نشانگر موج موج عمود در نقطه فرود دیگر متاثر از موج عمود نیست. از این طریق می توان سرعت برانبارش دقیق تر و قابل اعتماد تري را تولید نمود.
2 تئوري
روش سطح بازتاب مشترك براساس تقریب تحلیلی از زمان گذر موج تا مرتبه دوم بنا شده است - Jäger, 1999; Mann . - et al., 1999 عملگر برانبارش سطح بازتاب مشترك در دو بعد را می توان به صورت زیر بیان نمود:
در این رابطه h نیم درو افت، Xm نقطه میانی بین منبع مولد موج و گیرنده می باشد. تنها پارامتر مورد نیاز V0 می باشد که معمولا برابر 1500 تا 2000 در نظر گرفته می شود. براي هر نمونه از مقطع درو افت صفر یعنی - t0, x0 - پارامتر هاي زوایه خروج امواج α، شعاع موج نرمال RN و شعاع موج عمود در نطقه فرود RNIP که نشانگرهاي جنبشی میدان موج نامیده می شوند، از طریق تحلیل شباهت بدست آورده می شوند - . - Taner and Koehler, 1969 در صورتی که بازتابنده زیر سطح را یک نقطه در نظر بگیریم در این صورت RN =RNIP = RCDS خواهد بود. در این حالت رابطه 1 به صورت زیر تبدیل خواهد شد:
این رابطه هذلولی هاي پراش را به خوبی تصویر سازي می کند و حوادث بازتابی را نیز در یک پنجره کوچکتر نسبت به آن چه در رابطه 1 مورد استفاده قرار می گیرد، به خوبی تخمین می زند. از این رو این روش، روش سطح پراش مشترك نامیده شده است . - Shahsavani et al., 2011 - نشانگر جنبشی میدان موج عملگر رابطه 2 را می توان به شیوه مبتنی بر مدل و با استفاده از تکنیک دنبال کردن پرتو به صورت سینماتیک و دینامیک بدست آورد. از آن جایی که براي یک گروه نقطه میانی مشترك مقدار xm و x0 با هم برابر می باشند بنابراین می توان نشان داد مقدار سرعت برانبارش را می توان با استفاده از رابطه زیر محاسبه کرد:
با توجه به رابطه 3 و با داشتن مقدار α و RNIP که از روش سطح بازتاب مشترك به دست آورده شده است می توان مقدار سرعت برانبارش را براي هر t0 تعیین نمود. همچنین می توان بجاي RNIP ازRCDS بدست آمده از روش سطح پراش مشترك مقدار سرعت برانبارش را محاسبه کرد. در این حالت به این دلیل که RCDS متاثر از مقدار RN نیست، بنابراین سرعت بدست آمده دقیق تر و قابل اعتماد تر می باشد.
3 - پیاده سازي روش پیشنهادي
به منظور پیاده سازي روش پیشنهادي ابتدا یک مدل سرعت از لایه هاي زیر سطحی با استفاده از نرم افزار سایزمیک یونیکس ساخته شده است. این مدل که داراي عمق و طول به ترتیب 4 و 20 کیلومتر می باشد در شکل 1 نشان داده است. این مدل از شش لایه تشکیل شده که سرعت ها از لایه اول تا ششم به ترتیب برابر 1900، 2300، 2700، 3100، 3400 و 3800 می باشند.
شکل .1 مدل شش لایه مصنوعی از دادهاي زیر سططحی
ابتدا روش سطح بازتاب مشترك بر روي دادهاي مورد نظر پیاده سازي می شود و با توجه به نشانگرهاي بدست آمده و رابطه 3 سرعت برانبارش براي مقطع لرزه مورد نظر بدست آمده است. این مقطع در شکل 2 نشان داده شدهاست.
شکل .2 مقطع سرعت برانبارش بدست آمده با استفاده از نشانگرهاي روش سطح بازتاب مشترك
حال روش مبتنی برمدل سطح پراش مشترك بر روي یک سري از مدل هاي سرعت ثابت در بازه 1000 تا 4000 و با فاصله 200 متر بر ثانیه پیاده سازي شده اند. در مرحله بعد مقدار سرعت برانباارش محاسبه شده اي انتخاب شده است که در مقطع همدوسی داراي بیشترین شباهت با حوادث لرزه اي است. مقطع سرعت برانبارش نهایی بدست آمده از روش پیشنهادي در شکل 3 نشان داده شده است.
شکل .3 مقطع سرعت برانبارش بدست آمده با استفاده از نشانگرهاي روش سططح پراش مشترك مبتنی بر مدل
