SİSMİK YORUMLAMA

DERS-2

YARD. DOÇ.DR. HÜSEYİN TURARAŞ.GÖR. HAKAN ALP

SİSMİK YORUMLAMA DERS-21950 -1960 yıllarında sismik aramada pek çok teknolojik gelişme olmasına rağmen, bunun sismikverilerin değerlendirme ve yorumlanmasında fazla bir etkisi olmamıştır. Fakat son yıllardabilgisayarların ve elektronik teknolojisinin çok hızlı gelişmesine paralel olarak yorumlamaproblemlerinin çözümü de büyük ilerleme kaydetmiştir. Petrol endüstrisi de buna bağlı olarakbüyük bir gelişim sağlamıştır.

Petrol, yavaş bir şekilde çökelen ortamlarda değişik çağlarda bitkisel ve hayvansal maddelerin depolanmasının bir sonucudur. Organik maddeler sedimentler ile birlikte ve zamanla ağırlık ve bölgesel tektonik kuvvetler sebebiyle dada derine çökerler. Bu suretle yüksek sıcaklıkta basınçlara maruz kalarak kimyasal değişikliklere uğrarlar. Sıvı ve gazları da içeren hayli değişken ve karmaşık hidrokarbon bileşikleri oluşur. Sedimenter kayaçlar gözenek ve boşluklara sahiptir. Bu boşluklarda petrol su ile birlikte gömülü kalır. Kayaçların geçirgenlik özelliği nedeniyle petrol,su ve gaz ara bağlantıları kullanarak hareket eder. Daha sonra yükselmeye çalışarak yeryüzüne ulaşma için dağılır. Fakat önlerinde bir engelle karşılaştıklarında önlenirler ve burada sıkışıp kalırlar. Bu engellere kapan adı verilir.

PETROLÜN OLUŞUMU

Hipotetik bir sedimenter havzada yatay olarak devamlı bir rezervuarda farklı kapanların gelişmesi

Petrol oluşturan kapanlar:a. Antiklinalb. Fayc. Pinchout (Merceksi, kamalanma)d. Stratigrafik e. Tuz domuf. Resif

KAPAN ÇEŞİTLERİ

PETROL BARINDIRAN JEOLOJİK MODELLER (TRAPS)

Resim : www.uwgb.edu

Stratigraphic trap – pinch out

Stratigraphic trap - unconformity

Structural trap - fold

Structural trap - fault

Structural trap – salt dome

PETROLÜN KULLANILDIĞI BELLİ BAŞLI YERLER

• Çevresine nazaran daha fazla çökel biriken alanlara genel olarak sedimenter havza denir. Kesin bir ayırt olmamasına rağmen genel olarak havza denilebilmesi için o alanın 100 km uzunluk ve 10 km genişliğe, 1 km veya daha fazla çökel dolguya sahip olması gerekir.

• Dünyadaki petrolün hemen hemen tamamı sedimenterhavzalar içerisinde bulunduğuna göre havzaların tanınması petrol aramacılığı açısından hayati öneme sahiptir.

• Havza oluşumunun en önemli nedeni düşey tektoniktir. Düşey tektoniğe ise yatay tektonik neden olur.

HAVZA OLUŞUM KOŞULLARI

Bir yerde havza oluşumunun üç ana nedeni vardır:

1- Kabuk kalınlığının değişmesi

2- Litosferin termal genleşmesi veya büzülmesi

3- Yerel tektonik veya sedimenter yük nedeniyle litosferin bükülmesi

HAVZA OLUŞUMUNUN NEDENLERİ

Kabuk kalınlığında değişim görülen başlıca alanlar şunlardır:

• Uzaklaşan levha sınırları

•Yakınlaşan levha sınırları

•Kıta-kıta çarpışma kuşakları

KABUK KALINLIĞINDAKİ DEĞİŞİM

Termal etkilerin görüldüğü başlıca alanlar şunlardır:

• Rift bölgelerinde termal yükselme, aşınma ve havza oluşumu

• Okyanus ortası sırtlarda termal yükselme ve sırtlardan uzaklaştıkça çökme

• Magmatik yay bölgelerinde termal yükselme

TERMAL GENLEŞME-BÜZÜLME

Litosfer, üzerine gelen sedimentlerin oluşturduğu yük nedeniyle ya da tektonik etkilerle (örneğin ofiyolitüzerlemesi ya da nap yerleşmesi gibi) aşağıya doğru bükülerek çökel havza gelişimine neden olabilir.

LİTOSFERİN YÜKLE BÜKÜLMESİ

Havzaların oluşumu büyük ölçüde levha hareketleri ile denetlenir. Bu bakımdan bellibaşlı 4 havza tipi ayırtlanabilir:

1- Duraylı alan havzaları (Kratonik havzalar)

2- Rift tipi havzalar

3- Pasif kıta kenarı havzaları

4- Mobil havzalar (Orojenik kuşak havzaları)

Dünyadaki petrollü havzaların % 75 i orojenik kuşaklarda bulunmaktadır.

HAVZALARIN SINIFLANMASI

Başlıca havza oluşum modelleri

Başlıca havza tipleri

Sedimenter havzalardaki üç tip hidrodinamik

•Ağır petroller havzada sığ derinliklerde (havza kenarlarında) bulunur. Derinlik arttıkça hafif petrol ve nihayet gaza rastlanır. Yani petrolün gravitesiderinlikle azalır (Yoğunlukla ters orantılı olan API değeri artar).

• Hidrokarbon havza kenarlarına doğru göçerken ilk kapanlar gazla dolar, petrol taşma noktalarından itilir ve daha yukarılara doğru çıkar. Gaz giderek azalır ve havza kenarlarına yakın kapanlarda petrol birikmeye başlar.

SEDİMENTER HAVZALARDA PETROLÜN DAĞILIMI

GENLİĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

SİSMİK HIZA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Sismik hız: moleküller arası çekim kuvvetlerinin özellikleri olan elastik modüller ve yoğunluğun bir fonksiyonudur.

Sediman Yaşı ile Hız ilişkisi

Z=Derinlik (km)Z=Derinlik (km)T=yaş(milyon yıl)

Hız ve gözeneklilik arasındaki ilişki

V=Doygun Kayaçtaki HızФ=Gözenekli kısımVf=Gözenek boşluğundaki sıvının hızıVm=Kayaç Matrisini tamamlayan katı

materyelin hızı

Genel olarak hız aşağıdaki durumlar gerçekleştiği zaman artar. 1. Yoğunluğun artması2. Tane büyüklüğünün artması 3. Üstteki kayaçların basıncının artması

Hız aşağıdaki durumlar gerçekleştiğinde ise azalır.1. Porozite artması2. Sıcaklık artması3. Dokular arası sıvı basıncı artması

REZOLÜSYON (AYIRIM GÜCÜ, SEÇİLEBİLİRLİK)

Rezolüsyon: Bir sismik kesitte var olan özellikleri (yapılar, stratigrafik birimleri, vb.) ayırabilme kabiliyetinin bir ifadesidir. Dalga boyu ile kıyaslandığında yapılar arasındaki uzaklığa bağlıdır. Daha kısa dalga boylular daha yüksek çözüm gücüne sahiptirler. Daha kısa boylu dalgaları elde etmenin yolu ise frekansı arttırmaktır. Kısa dalga boyu türetmenin ise en kolay yolu tek jeofonkullanmaktır. Fakat zaman kazanımı açısından bu pratik bir yol değildir. Bu yüzden çoklu jeofongrupları kullanılarak sismik kesitler oluşturulur.

Fakat bunun da sakıncası yüzey dalgalarının oluşumuna izin vermesidir. Bu oluşumlar yatay olarak seyahat eden enerjiye karşı ayırabilme kabiliyetinin azalmasını ve daha düşük hassasiyeti beraberinde getirir.

Şekil 12’de bir sonic log ve SP logu ile sismik dalga karşılaştırılmıştır. Sismik dalga, kuyu loglarınagöre çok düşük frekanslıdır ve çok ince tabakalaşma ayrıntısını üzerinde taşımaktadır.

Şekil 13 ‘de bir düşük frekanslı (1,5-12,5 Hz) izler grubu ile yüksek frekanslı (32-130 Hz) izler grubu arasındaki karşılaştırma yapılmaktadır. Yüksek frekanslı izlerin çözüm gücünün yüksekliği görülmektedir.

Akustik empedans farklılıkarı ile sismik izlerin karşılaştırılması şekil 14’de verilmektedir.

Şekil 2-16

Kalınlıkla rezolüyonun değişimi

Dalga boyu ve frekansla rezolüyonun değişimi

Şekil 2-17

FRESNEL ZONU

Sismik dalga yayınımını incelerken elastik dalgaları bir tek sismik ışın ile ifade etmek yeterli değildir. Çünkü yayınan dalgalar küresel dalga cepheleri şeklinde hareket eder. Bu da yansımaların yansıtıcı yüzey üzerinde tek bir noktadan olmaması anlamına gelir. Yani küresel dalga cephesi bir ara yüzeye çarptığında yüzey üzerinde küresel dalga cephesinin çapı ile doğru orantılı olan bir dairesel alandan yansır. Bu dairesel alan ‘fresnel zonu’ olarak bilinir. Derinlik arttıkça bu alanın çapı artacaktır.

Kaynaktan alıcıya olan uzaklık (R), hız (v) ve bunlara bağlı olarak gidiş geliş zamanı (t), sismik kesitteki belli bir zaman seviyesinde olan yansımaların hakim frekansı (f) ise fresnel zonunun yarı çapı;

Çeşitli derinlik ve frekanslar için Fresnel zonu yarı çapları aşağıdaki gibidir.

Yandaki şekilde verilen sismik modelde aralıklı olarak çeşitli büyüklüklerde kum mercekleri görülmektedir.eğer sismik dalga ışınsal olarak yayılsaydı bu modelden alınan sismik cevap modelin kendisi gibi olacaktı. Oysa şekilde görüldüğü gibi aralıklı kum merceklerinden yansıyan refreksiyon hemen hemen süreklilik kazanmıştır. Bunun nedeni yayınan dalganın ışınsal olmayıp küresel dalga cepheleri şeklinde olmasıdır.

FRESNEL ZONU ETKİSİYLE FAYLI ALANLARDAN GEÇERKEN YANSIMA GENLİKLERİNDE GÖRÜLEN AZALMALAR

Şeklin üst tarafında yer altındaki normal bir faya, fayın yükse bloğu tarafından fay doğrultusuna dik, şeklin alt tarafında ise verev olmak üzere atılan sismik kesitlerde elde edilen yansıma genliklerinde azalmalar görülmektedir. Bunun başlıca nedeni Fresnelzonunun fay sınırını geçtikten sonra enerjinin bir kısmını fayın yükselen bloğundaki yansıtıcı yüzey içinde kaybetmesidir.

SENTETİK SİSMOGRAMSentetik Sismogram : Verilen yer içi şartları için bir sisimk kaydın neye benzeyeceğinin bir tahminidir. Sentetik sismogram yer içindeki ara yüzeylerle sismik kayıt üzerindeki özelliklerin ilişkisini kurmada bize yardımcı olur.

Yer içinin pek çok tabakadan oluştuğu ve bunların her birinin hız ve yoğunluk şeklinde tabakadan tabakaya fark eden sabit parametrelere sahip olduğu farz edilir. Her bir tabaka için bunlardan akustik empedanslar ve sonra akustik empedanstaki değişimlerden yansıma katsayıları hesaplanır. Yericinde hareket eden bir sismik dalga her bir ara yüzeyden geriye yansıtılacak ve bu arada yansıtılmış dalganın büyüklüğü yansıma katsayısının büyüklüğüyle orantılı olacaktır. Sonuçta sismik kayıt bir çok yansıma bileşenlerinin toplamıdır.

Yandaki şekilde işlem tarzı şematik olarak gösterilmiştir.

SENTETİK SİSMOGRAMAşağıdaki şekilde bir yapay sismogram örneği görülmektedir. Bu örneğe göre sentetik sismogramelde edebilmek için sonic logdaki değişimlerden bir refleksiyon katsayısı logu hesaplanır.

Sonic log veya akustik empedans logu zamanın fonksiyonu şekline dönüştürüldükten sonra logaritmasının alınması ve daha sonra bunun türevinin alınarak yansıma fonksiyonun elde edilmesidir. Yansıma fonksiyonu da seçilen bir dalgacıkla konvolusyona sokularak sentetik sismogram elde edilir. Bu işlemi tersine uygulamak da mümkündür. Ve bir sismik kesitteki her sismik iz akustik empedans loguna dönüştürülebilir. Bu durumda sismik izin integrali alınarak akustik empedans logu elde edilir.

SENTETİK SİSMOGRAM