بخشی از مقاله
چكيده:
ويژگي خطي پلاريزاسيون رسيد مستقيم موج P، به لحاظ صنعتي براي چرخش و پردازش VSPهاي دورافت دور استفاده مي-گردد. اما روش پلاريزاسيون موج P به دليل تصوير انرژي پايين اولين رسيدهاي موج P روي مولفههاي افقي، اغلب در VSP دورافت صفر مورد استفاده نميباشد. جهتگيري مولفههاي لرزهاي به يك سيستم مختصات جغرافيايي يا حداقل سيستمي همدوس با آزيموت نامشخص، قبل از پردازش سه مولفه براي محاسبه شيب و آزيموت بازتابگرها لازم ميباشد. اين مقاله روش سادهاي براي تخمين جهتگيري داده سه مولفه حسگرهاي لرزهاي در عمليات VSP دورافت صفر توسط ساخت سيگنال "پيمانه" به كمك محاسبه ريشه مجموع مربعات دو مولفه X و Y، بدون تحليل هودوگرام، ارائه مينمايد.
١ مقدمه
ابزارهاي سه مولفهاي VSPمعمولاً شامل مولفهاي در راستاي محور چاه و دو مولفه عمود بر آن با جهت آزيموتي نامشخص ميباشد. در نتيجه چرخاندن اين سه مولفه در يك سيستم مختصات جغرافيايي و يا حداقل در يك سيستم مختصات همدوس قبل از پردازش، لازم است تا ما را براي استفاده از دادههاي ميدان موج VSP سه مولفهاي در تعيين شيب و آزيموت بازتابگر مشخصي در حوزه زماني يا عمقي قادر سازد. براي چاههاي قائم، فقط نياز به تصحيح جهتگيري مولفههاي افقي ميباشد. تصحيح به اين صورت بايد باشد كه مولفه X، در صفحه رونده از ميان چاه در محل حسگر و چشمه سطح زمين جهتگيري شود و مولفه ديگر به طور بديهي عمود بر اين صفحه قرار گيرد.
در بسياري از انتشارات علمي، استفاده از اولين رسيد موج P به منظور چرخش مولفههاي افقي در يك چاه قائم يا مولفههاي 3C ثابت در يك چاه انحرافي معرفي شدهاند - ام. بيكوي و دابست، ١٩٩٠؛ گيلز و همكاران، ٢٠٠١ و آرمسترانگ، ٢٠٠٥ - . اما روش پلاريزاسيون موج P به دليل تصوير انرژي پايين اولين رسيدهاي موج P روي مولفههاي افقي، اغلب در VSP دورافت صفر مورد استفاده نميباشد. محدود كردن پردازش متداول به يك يا دو مولفه همچنين منجر به مسائل بالقوه در شناسايي مد رسيدهاي خاص دريافت شده توسط حسگر 3C تراكمي يا برشي و در موقعيت رويدادهاي زمينشناسي متناظر ميگردد. بنابراين پردازش سه مولفهها بعد از جهتگيري موجب بهبود اعتبار تفسير دادههاي VSP ميشوداما. مرحله برداشت حقيقتاً جهتگيري واقعي ژئوفونها را فراهم نميكند؛ در صورتي كه اين اطلاعات براي پردازش دادههاي 3C ضروري است.
٢ روش تحقيق
گيرندههاي VSP متصل به كابل در طول برداشت، ميتواند در هر عمق آزادانه حول محور كابل بچرخد. در نتيجه جهتگيري حسگر در امتداد چاه تغيير ميكند. در حالت كلي مولفهها توسط انجام دو چرخش، باز جهتگيري ميشوند. اولين چرخش، يك مولفه - Z - را در راستاي خط قائم ميآورد و دومين چرخش، يكي از مولفههاي افقي را در صفحه رونده از ميان چشمه و چاه ميچرخاند. روش انجام تصحيح جهت گيري در مراجع مختلف وجود دارد. روش ساده زير براي جهت گيري مجدد مولفههاي افقي به يك سيستم همدوس به كمك مولفههاي موج برشي پايينرونده به كار ميرود:
١- ساخت سيگنال "پيمانه" به كمك محاسبه ريشه مجموع مربعات دو مولفه عمود بر بردار Z در هر زمان برداشت M 2 t X 2 t Y 2 t كه در آن M، پيمانه، X و Yمولفههاي افقي هستند. اين پيمانه روي حركت موج S شكل ١-الف نشان داده شده است و از چرخش سيستم مختصات مستقل ميباشد - شكل ١-ب - .
٢-پيك كردن زماني اولين رسيد موج برشي پايينرونده روي يك دامنه پيك يا تراف سيگنال پيمانه فيلتر شده. به دليل اينكه سيگنال پيمانه خام همواره مثبت است، فيلتر بالاگذر - براي نمونه - LC5 Hz، براي بهبود نمايش سيگنال پيمانه اعمال ميشود و پيك كردن رسيدهاي لرزهاي اصلي تراز عمقي به تراز عمقي را تسهيل ميكنند - شكل ١-ج -
٣-چرخش مولفههاي ورودي X و Y به سيستم مختصات جغرافيايي صحيح به كمك مراحل تكراري زير براي هر تراز عمقي:
٣-الف تعريف پنجره زماني در راستاي رسيدهاي زماني موج برشي كه قبلاً پيك شدهاند.
٣-ب تعيين جهت بيشينه انرژي مولفههاي لرزهاي - X,Y - در پنجره زماني.
٣-ج چرخش مولفههاي لرزهاي - X,Y - ورودي در راستاي جهت بيشينه انرژيقبلاً - محاسبه شده - نمايش دهنده همدوسي؛ تقريباً جهت جغرافيايي آزيموت ثابت، در حالت كلي نامعلوم.
٤- تعيين چرخش جغرافيايي صحيحسيستم. همدوس قبلاً تعريف شده در يك يا چند عمق گسسته يا بازههاي عمقي به كمك روشهاي مختلف كاليبراسيون سيستم مرجع - بخش بعد - .
شكل١. الف - بردار پيمانه روي حركت ذره موج .S ب - بردار پيمانه در دو سيستم مختصات چرخش يافته. ج - ردلرزه پيمانه خام و فيلتر شده.
شكل٢، مولفههاي X و Y و Z نيمرخ لرزهاي قائم دورافت صفر چاهي در ميدان رامين با بهره ثابت همراه با پيمانه جذر مجموع مربعات دامنه مولفههاي X و Y را نشان ميدهد. از روي شكل مشخص است كه اولين رسيد موج S روي هيچ يك از دادههاي X و Y با دقت قابل استخراج نيست. بر روي پيمانه، فيلتر ميانگذر Hz - ٥٠- ٥ - اعمال شد تا به طور واضحتر، پيكها و ترافهاي محلي رخ داده در راستاي رسيدهاي مستقيم دامنه بلند موج S را نمايش دهد.
ميتوان اعتبارسنجي كرد كه سيگنال پيمانه فيلتر شده بسيار همدوس ميباشد كه قادر ميسازد تا زمان موج S با دقت بالا پيك گردد. شكل٢. از سمت راست به چپ: پيمانه، مولفههاي X و Y و Z قبل از چرخش. اولين رسيدهاي موج S روي مولفههاي افقي مشخص هستند در حالي كه اولين رسيد موج Pي مولفه Z براي پيك كردن، تيز است. اولين رسيدهاي موج S قبل از چرخش، سازگار نيستند در حالي كه اولين رسيدهاي پيمانه قبل و بعد از چرخش يكتا هستند. مولفههاي X و Y و Z با بهره يكسان نمايش داده شدهاند در حالي كه پيمانه، بهنجار شده است.
شكل٣ مولفههاي چرخش يافته HE و HN و ZV با بهره ثابت همراه با پيمانه را نشان ميدهد. پيمانه فقط از مولفههاي HN و HEمحاسبه و سپس فيلتر ميانگذر Hz - ٥٠-٥ - شده است. اين پيمانه با پيمانه نمايش داده شده در شكل٢ يكسان است كه نشان دهنده ناوردايي پيمانه نسبت به چرخش سيستم مختصات ميباشد. بنابراين، از جهتگيري مولفههاي ثبت شده ورودي مستقل ميباشد. در نتيجه زمان موج برشي مستقيم ميتواند به طور دقيق روي ردلرزه پيمانه فيلتر شده، پيك شود - شكل٤ - . سپس يك پنجره زمان كوتاه ميتواند به طور دقيق در طول رسيدهاي موج برشي تعريف گردد به گونهاي كه انرژي مولفههاي افقي موج برشي برحسب آزيموت، بيشينه گردد.
شكل٣. از سمت راست به چپ: مولفههاي HN، HE، پيمانه و Z بعد از چرخش. اولين رسيد موج Pي مولفه Z براي پيك كردن، تيز است. اولين رسيدهاي موج S بعد از چرخش، همدوس هستند. سيگنال پيمانه فيلترشده قبل و بعد از چرخش، يكتا ميباشد. مولفههاي HN، HE و Z با بهره ثابت نمايش داده شدهاند در حالي كه پيمانه، بهنجار شده است. در اينجا ابتدا به تحليل و ويرايش مولفههاي X و Y، و اعمال ژئومتري روي مجموعه دادهها پرداخته شد. براي بدست آوردن سرعتهاي امواج برشي، نياز به پيك كردن دقيق اولين رسيدهاي موج S ميباشد كه با توجه به شكل ٤، بعد از اعمال روش مذكور، به وضوح قابل مشاهده ميباشد. به كمك زمان اولين رسيد، سرعت ميانگين موج برشي بدست آورده و سپس سرعت ميانگين به سرعتهاي لايهاي و RMS تبديل شد - شكل٥ - .
