بخشی از مقاله
چکیده
مزیت استفاده از روش تک ایستگاهی و سه مولفه ای برای حذف موج زمین غلت این است که ضرورت بکارگیری آرایه گیرنده ها در لرزهنگاری سهبعدی- سه مولفهای - 3C-3D - را حذف میکند. این کار موجب کاهش حجم عملیات صحرایی، حجم پردازش و هزینه داده برداری میشود. یکی از روشهای مهم در حذف امواج زمین غلت، استفاده از فیلتر قطبش است. بعضی از روشهای حذف امواج زمین غلت از تکنیک تجزیه مقدار تکین استفاده می کنند و بعضی دیگر از روشهای تبدیل استفاده می کنند. روش ما در این تحقیق بر مبنای تکنیک تجزیه مقادیر تکین - - Singular value decomposition خواهد بود.
روش حذف امواج زمین غلت بر مبنای SVD از دو مرحله تشکیل شده است: 1 -شناسایی و یافتن محل موج زمین غلت در رکورد لرزه ای -2 ارزیابی و فیلتر کردن موج زمین غلت. در این مطالعه برای شناسایی موج زمین غلت از نشانگر e استفاده میشود که به مقادیر تکین داده های سه مولفهای محدود به پنجره زمانی متحرک، وابسته است.
به منظور محدود کردن آسیب های احتمالی به سیگنال، فیلتر در بخش هایی از رکورد عمل میکند که موج زمین غلت در آن شناسایی شده است. ما همچنین با کاهش حساسیت نشانگر نسبت به نوفه های محیطی و افزایش حساسیت آن نسبت به نوفه زمین غلت، شناسایی موج زمین غلت را بکمک نشانگر emod نیز بهبود می بخشیم. توانمندی روش روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی ارزیابی و نتایج ارایه می گردد.
-1مقدمه
حذف مناسب موج زمین غلت از داده ها می تواند در تکنیک های پردازشی همچون: واهمامیخت، تصحیحات استاتیک،تحلیل سرعت، تصویرسازی - imaging - و معکوس سازی - inversion - و.... مهم باشد. اگر این نویز با دقت از رکورد اولیه حذف نشود اغلب این تکنیک ها باشکست مواجه خواهند شد و مفسر به سمت تفسیر اشتباه از سطوح زیرین سوق داده خواهد شد. آرایه های گیرنده بلند موجب تضعیف امواج شکست مرزی - first break - میباشند و نیاز به تصحیحات استاتیکی دارند. آنها همچنین فرکانس های بالا را در زمان های نزدیک و فاصله های بلند در زمین ناهموار و خشن و بازتابنده های شیب دار از دست میدهند
محققین برای بدست آوردن اطلاعات بیشتر و دقیق تر از سطوح زیرین تمایل به استفاده از گیرنده های سه مولفه ای را دارند اما از آنجا که استفاده از آرایه گیرنده ها در برداشت های سه مولفه ای موجب دشوار شدن عملیات در میدان برداشت و همینطور زیاد شدن حجم داده ها میشود، محققان در پی راهی برای تضعیف موج زمین غلت، بدون استفاده از آرایه گیرنده ها هستند.
بنابر تمامی این دلایل، در برداشت داده های لرزه ای چند مولفه ای، تنها گیرنده های نقطه ای منفرد در میدان برداشت، مناسب شناخته میشوند. و تلاش اصلی برای حذف موج زمین غلت در طول فرایند پردازش صورت میگیرد هرچند که این نوع پردازش دارای میزان محاسبه زیادی میباشد.
در این تحقیق تمرکز ما بر روی فیلتر قطبشی بر مبنای تکنیک تجزیه مقدار تکین در حالت تک ایستگاهه میباشد که بر اساس کارهای ارائه شده توسط Jin and Ronen - 2005 - و Jackson et al . - 1991 - و De Franko and Musacchio - 2001 - صورت گرفته است.
-2 مبانی نظری روش
در این تحقیق از پنجره زمانی که به صورت نمونه به نمونه در طول رد لرزه سه مولفه ای انتخابی حرکت میکند استفاده و نتایج فیلتر را به نقطه میانی پنجره نسبت میدهیم. از آنجاییکه هدف هر فیلتر قطبشی حذف موج زمین غلت میباشد، باید این فیلتر را تنها بر بخشی از رکورد که به نوفه موج زمین غلت آلوده شده اعمال کرد. لذا شناسایی دقیق موج زمین غلت بعنوان نخستین گام پر اهمیت است.دو ویژگی قطبش بیضوی و دامنه بزرگ موج زمین غلت توسط - Jin and Ronen - 2005 با موفقیت در نشانگر زیر با همترکیب شدند.
در رابطه - 1 - ، ها ویژه مقادیر تکین حاصل از تکنیک SVD بر روی پنجره انتخابی از رد لرزه داده سه مولفه ای میباشد. این نشانگر کاملا نسبت به نشان دادن موج زمین غلت حساس است و در مناطقی از رکورد که موج زمین غلت وجود داشته باشد نسبت به دیگر مناطق رکورد مقدار بالاتری میدهد. مقداری که از این نشانگر بدست می آید را به وسط پنجره زمانی مورد نظر نسبت میدهیم . مقادیر e مربوط به موج زمین غلت بالای سطح آستانه ی eg قرار خواهد گرفت. نمودار نشانگر رابطه - - 1 در شکل -1الف - نشان داده شده است. در این شکل مشاهده میشود که با رسیدن به نمونه های دارای نوفه زمین غلت مقدار نشانگر دچار افزایش شده است.
زمانی که eg مشخص شد فیلتر قطبش را میتوان طبق رابطه زیر بیان کرد :
که در آن g مقیاسی است برای نمایش موج زمین غلت که بصورت زیر بیان می شود:
در رابطه - 2 - ماتریس های E1 و E2، دو ویژه تصویر نخست پنجره انتخابی در ماتریس داده را نشان میدهند. که در بر گیرنده فرکانس های پایین داده اصلی فیلتر شده هستند . از رابطه - - 3 میتوان دریافت که در غیاب موج زمین غلت - - g=0 فیلتر کاری بر روی داده اصلی - w - انجام نمیدهد. فیلتر تنها در محدوده ای اثر دارد که در آنجا موج زمین غلت وجود داشته باشد -
نشانگر شناسایی موج زمین غلت : emod
از آنجا که با افزایش میزان نویزهای تصادفی موجود در رکورد ارزیابی های قطبش دچار کاهش اعتبار میشود، لذا عملکرد نشانگر برای شناسایی موج زمین غلت موجود باید کمترین وابستگی را به نویز محیطی داشته باشد. که می تواند جایگزین نشانگر برای آشکار سازی بهتر موج زمین غلت موجود، 008 - tiapkina - نشانگری را به صورت مقابل معرفی کرده است: میشود.
دلیل ارائه نشانگر رابطه - 4 - این بود که نشانگر emod مستقل از نوفه های محیطی است اما نشانگر e در رابطه - 1 - به نوفه های محیطی وابسته است. در شکل -1 ب - مشاهده میشود که نمودار قرمز رنگ که مربوط به نشانگر emod میباشد مقادیر بزرگتری را نسبت به نشانگر e برای امواج زمین غلت اختیار کرده است.
در این روش اگر حرکت سیگنال لرزه ای محدود به صفحه عمودی موج زمین غلت شده باشد، موج زمین غلت به طور کاملتضعیف میشود. در حالت های میانه که زاویه بین صفحات انتشارموج p و نوفه زمین غلت بین 0 و 90 درجه باشد تنها بخش محسوس مولفه عمودی سیگنال بر صفحه موج زمین غلت بعد از اعمال فیلتر قطبش باقی میماند.
-3اعمال روش روی داده های لرزه ای:
در تولید داده مصنوعی با استفاده از نرم افزار متلب 80گیرنده سه مولفه ای را که هر یک از هم 20 سانتی متر فاصله دارند و راستای خط گیرنده ها با محور x زاویه 30 درجه ساخته است، را تشکیل میدهیم، در این داده نوفه زمین غلت دچار پاشش شده و نوفه تصادفی نیز بر روی داده مصنوعی سه مولفه ای اعمال شده است در شات گدر طراحی شده با استفاده از معادله ریکر سه رویداد لرزه ای، که نشان دهنده موج حجمی p میباشند، در عمق های 1200 و 1550 و 1900 قرار داده شده اند. شات گدر مصنوعی تولید شده در شکل - 1 نمایش داده شده است که ستون الف نشان دهنده مولفه x داده و ستون ب نشان دهنده مولفه y داده و ستون ج نشان دهنده مولفه z داده مصنوعی سه مولفه ای میباشد.
