بخشی از مقاله
چكيده
هيدرات هاي گازي شبكه جامد و كريستالي از مولكول هاي آب هستند كه به كمك پيوند هيدروژني به يكديگر متصل شده اند. و در فواصل خالي موجود در اين شبكه مولكول هاي گاز قرار دارد. حضور هيدرات گازي در يك منطقه بر خصوصيات فيزيكي و لرزه اي رسوبات ميزبان تاثيرگذار است. نشانگرهاي لرزه اي از جمله ابزارهاي مناسب در بررسي هاي لرزه اي هستند
اولين نشانه وجود هيدرات هاي گازي در مقاطع لرزه اي مربوط به مناطق دريايي، بازتاب كننده شبيه ساز بستر - BSR: Bottom Simulating Reflector - است. در اين پژوهش ابتدا نشانگرهاي مرتبط با BSR شناسايي شده است سپس مقادير اين نشانگرها در نواحي شامل BSR و نواحي فاقد BSR بدست ميآيد. با استفاده از الگوريتم كاهش ابعاد تحليل مولفه اساسي - PCA: Principal Component Analysis - ، اين مقادير بر اساس درجه اهميت كاهش بعد پيدا ميكند.در اين پژوهش الگوريتم تحليل مولفه اساسي قادر است تفكيك بهتري نسبت به نشانگرهاي اوليه بين BSR و مناطق فاقد BSR ايجاد كند.
١ مقدمه
امروزه مسئله تامين انرژي براي اغلب كشورهاي جهان به يك مقوله بسيار مهم و استراتژيك تبديل شده است.در اين راستا اغلب كشورها در پي يافتن منابع جديد براي تامين انرژي هستند.از جمله منابع جديد براي تامين انرژي هيدراتهاي گازي مي باشد.
امروزه هيدراتهاي گازي به دلايل گوناگون، به مسئلهاي مهم در دنياي انرژي تبديل شدهاند. البته اهميت هيدراتهاي گازي تنها بدليل وجود دخاير متان آنها نيست. حضورهيدراتهاي گازي در مناطق نزديك به سطح دريا، رسوبات اين مناطق را نسبت به تغييرات فيزيكي و شيميايي در سطح زمين آسيبپذير ميكند. تغييرات محيطي ممكن است باعث ناپايداري هيدرات بشود و در نتيجه آن، مقادير هنگفتي از گاز متان وارد جو بشود. همچنين اين ناپايداري ممكن است با تغيير در مدول بالك رسوبات، باعث ريزش بستر دريا شود. بنابراين هيدراتهاي گازي هم از منظر تامين انرژي ، تغييرات آب و هوايي و همچنين بر هم زدن پايداري بستر دريا، حائز اهميت هستند
هيدراتهاي گازي تا عمق خاصي - بسته به سرعت، دما و فشار در رسوبات ميزبان - پايدار ميباشند و بعد از آن پايداري خود را از دست ميدهند. بر اين اساس، يك مرز پايداري براي هيدرات ايجاد ميشود. در زير اين مرز پايداري، گاز آزاد جمع مي شود و هيدرات گازي براي اين تجمع گاز به صورت پوش سنگ عمل ميكند. حضور هيدرات گازي در ميان رسوبات، باعث سيماني شدن آنها شده و در نتيجه سرعت امواج لرزهاي – و به ميزان كمي نيز چگالي - در ميان اين رسوبات افزايش مييابد.
از طرفي حضور گاز آزاد در ميان رسوبات باعث كاهش يافتن سرعت امواج و چگالي در اين رسوبات ميشود. در نتيجه، حضور هيدرات گازي باعث افزايش مقاومت صوتي در رسوبات حاوي هيدرات گازي، و تجمع گاز آزاد باعث كاهش مقاومت صوتي در رسوبات زيرين ميشود. اين اختلاف - نسبتا بالاي - مقاومت صوتي بين دو لايه، سبب ايجاد بازتابشي قوي در مقاطع لرزهاي ميشود. از آنجا كه منشا اين بازتابش، يك لايه واقعي زمينشناسي نيست، به آن بازتابكننده شبيهساز بستر يا BSR ميگويند. BSR نشاندهنده كف منطقه پايداري هيدرات گازي است.
شكل ١ مقطع لرزهاي نمايش دهنده BSR
٢ روش تحقيق
٢-١ انتخاب نشانگرهاي اوليه:
استفاده از تحليل چندنشانگري يكي از روشهاي متداول لرزهشناسي اكتشافي، در دنياي امروز است. در اين روش، اطلاعات تعداد زيادي نشانگر، در منطقه مورد مطالعه استخراج ميشود. سپس با كمك الگوريتمهاي رياضي تشخيص الگو، الگويي تركيبي از نشانگرهاي موجود، طراحي ميشود تا بتواند هدف مطالعاتي مورد نظر را مورد بررسي قرار دهد. - عرفاني،١٣٩١ - در نگاه اول شايد اينطور به نظر برسد كه استفاده از تعداد بيشتر نمونههاي آموزشي، منجر به پيدا كردن الگوهاي مناسبتر با خطاي كمتري خواهدشد. اما بايد در نظر داشت كه بيشتر شدن نمونهها سبب پيچيدگي بيشتر و همچنين بالا رفتن زمان – و در نتيجه هزينه - محاسبات خواهد شد. علاوه بر اينكه در اين شرايط احتمال خطا در انتخاب نقاط و استخراج اطلاعات نيز بالا ميرود
در اين پژوهش براي مطالعه BSR در رسوبات حاوي هيدراتهاي گازي ، ابتدا ٢٣ نشانگر متفاوت لرزهاي جهت شروع مطالعات انتخاب شده است. اين نشانگرها، عمدتا نشانگرهاي مرتبط با دامنه، فركانس، فاز، ميرايي و زمان هستند. در انتخاب نشانگرها تلاش شده است تا حد ممكن محدوده انتخابها وسيعتر باشد تا بتواند تمامي خصوصيات لرزهاي داده را در خود جاي داده و آنها را نمايش دهد.نشانگرهاي توليد شده در محيط نرمافزار OpendTect/dGB براي پژوهش حاضر، در شكل ٢ نمايش داده شدهاند.
شكل ٢نشانگرهاي استفاده شده براي تشخيص BSR
در اين مرحله مقادير نشانگرها در محدوده شاملBSR و محدوده فاقدBSRبه دست ميآيد. شكل٣ نشان دهنده نقاط پيك شده در اين دو منطقه است. كه مقادير نشانگرها در اين نقاط بدست ميآيد.
شكل٣ نقاط انتخاب شده در ناحيه BSR و فاقد BSR
٢-٢ كاهش ابعاد و توليد نشانگرهاي جديد:
با زياد شدن تعداد ويژگيهاي استفاده شده، هزينه محاسباتي افزايش مييابد بنابراين اطمينان حاصل كردن از اينكه ويژگيهاي اضافي وجود ندارد، ضروري به نظر ميرسد. در واقع هر ويژگي اضافي كه سهم كافي در خوشهبندي نداشته باشد، نوفه محسوب ميشود و بايد حذف شود. كاهش ويژگيها توسط تحليل مؤلفه اساسي انجام ميپذيرد.
