SİSMİK YORUMLAMA

DERS-4

DOÇ.DR. HÜSEYİN TUR

Sismik kesitin içinde barındırdıkları

SİSMİK DALGANIN GENLİĞİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLERSİSMİK DALGANIN GENLİĞİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

KÜRESEL SAPMA (DİVERJANS)KÜRESEL SAPMA (DİVERJANS)Sabit hızla yayıldığı varsayılan bir sismik dalganın enerjiyoğunluğu yer altına doğru Yayılırken azalır. Enerjiyoğunluğunun azalması dalganın aldığı yolun karesiyle

tersorantılıdır. Hız Derinlikle arttığından ışın yolunun eğriliği

enerjiYoğunluğunun çok daha çabuk azalmasına neden olabilir. Birharmonik dalganın enerji yoğunluğu E bağıntısı ile verilebilir.

Enerji yoğunluğu: Bir nokta etrafında birim hacimdeki enerji

Enerji şiddeti (I) : Birim zamanda birim yüzeyden geçen enerji miktarı

Sabit hızla yayıldığı varsayılan bir sismik dalganın enerjiyoğunluğu yer altına doğru Yayılırken azalır. Enerjiyoğunluğunun azalması dalganın aldığı yolun karesiyle

tersorantılıdır. Hız Derinlikle arttığından ışın yolunun eğriliği

enerjiYoğunluğunun çok daha çabuk azalmasına neden olabilir. Birharmonik dalganın enerji yoğunluğu E bağıntısı ile verilebilir.

Enerji yoğunluğu: Bir nokta etrafında birim hacimdeki enerji

Enerji şiddeti (I) : Birim zamanda birim yüzeyden geçen enerji miktarı

Bir O merkezinden çıkıp uzaklaşan küresel dalga yüzeylerini ele alırsak

r1 ve r2 iki küresel yüzeyin yarı çaplarıA1 ve A2 bu yüzeyler üzerindeki alanlar

Birim zamanda A1 alanından geçen enerji daha sonra yine birim zamanda A2 alanından geçecektir. A1 yüzeyinden birim zamanda geçen enerji akışı I1A1 ve A2 yüzeyinden geçen enerji akışı I2A2 ise I1A1= I2A2 olur. Burada;

Geometrik dağılma (küresel diverjans) küresel dalgaların şiddet ve enerji yoğunluklarının kaynağı olan uzaklıkların karesi ile ters orantılı olarak azalmasına neden olur. Bu ‘küresel sapma ’ olarak bilinir.

Bir O merkezinden çıkıp uzaklaşan küresel dalga yüzeylerini ele alırsak

r1 ve r2 iki küresel yüzeyin yarı çaplarıA1 ve A2 bu yüzeyler üzerindeki alanlar

Birim zamanda A1 alanından geçen enerji daha sonra yine birim zamanda A2 alanından geçecektir. A1 yüzeyinden birim zamanda geçen enerji akışı I1A1 ve A2 yüzeyinden geçen enerji akışı I2A2 ise I1A1= I2A2 olur. Burada;

Geometrik dağılma (küresel diverjans) küresel dalgaların şiddet ve enerji yoğunluklarının kaynağı olan uzaklıkların karesi ile ters orantılı olarak azalmasına neden olur. Bu ‘küresel sapma ’ olarak bilinir.

EMİLME (ABSORPTION, YUTULMA, SÖNÜMLENME)EMİLME (ABSORPTION, YUTULMA, SÖNÜMLENME)

Bir kaynaktan çıkan sismik dalga elastik bir ortam içinde yayılırken enerjisi ortam tarafından dereceli olarak azaltılıp (sürtünmeden dolayı), ısı enerjisine dönüşür. Bu işlem ‘emilme (soğrulma)(yutulma)’ olarak bilinir.

emilme

1/r küresel sapma

Burada emilme katsayısı α basit olarak dalga boyu başına 0.25 dB lik bir değer alır.

Bir kaynaktan çıkan sismik dalga elastik bir ortam içinde yayılırken enerjisi ortam tarafından dereceli olarak azaltılıp (sürtünmeden dolayı), ısı enerjisine dönüşür. Bu işlem ‘emilme (soğrulma)(yutulma)’ olarak bilinir.

emilme

1/r küresel sapma

Burada emilme katsayısı α basit olarak dalga boyu başına 0.25 dB lik bir değer alır.

e-αr

Soğurulma katsayısı (α), logaritmik azalma (δ) ile ilişkilidir. Logaritmik azalma (δ) : sönümlü bir dalga treninde birbirini izleyen iki devirin genlikleri oranının doğal logaritmasıdır.

Soğurulma katsayısı (α), logaritmik azalma (δ) ile ilişkilidir. Logaritmik azalma (δ) : sönümlü bir dalga treninde birbirini izleyen iki devirin genlikleri oranının doğal logaritmasıdır.

Sönümlü dalga treniSönümlü dalga treni

SAÇINMA (DIFRACTION)SAÇINMA (DIFRACTION)

Sismik dalgalar,eğrilikte ani bir değişmenin olduğu örneğin bir nokta veya köşe gibi, bir yüzey boyunca bir düzensizliğe çarptığında düzensiz yapı, Huygens Prensibi’ne uygun olarak bütün doğrultularda dalga yayılımı için bir nokta kaynak gibi hareket eder. Böyle bir yayılım ‘difraksiyon’ olarak isimlendirilir. Bu durum bir dalga her ne zaman dalga boyu kadar veya daha küçük eğrilik yarıçaplı bir yüzey ile karşılaştığında meydana gelir.

Sismik dalgalar,eğrilikte ani bir değişmenin olduğu örneğin bir nokta veya köşe gibi, bir yüzey boyunca bir düzensizliğe çarptığında düzensiz yapı, Huygens Prensibi’ne uygun olarak bütün doğrultularda dalga yayılımı için bir nokta kaynak gibi hareket eder. Böyle bir yayılım ‘difraksiyon’ olarak isimlendirilir. Bu durum bir dalga her ne zaman dalga boyu kadar veya daha küçük eğrilik yarıçaplı bir yüzey ile karşılaştığında meydana gelir.

a) Bir gömülü köşeden difraksiyon b) Difraksiyon oluşturmuş dalgaların gösterimia) Bir gömülü köşeden difraksiyon b) Difraksiyon oluşturmuş dalgaların gösterimi

• Kırılma katsayısının genliği yansıma katsayısı negatif olduğu zaman 1 değerinden 1-R kadar büyük olur. Bu enerjinin korunumu prensibini ihlal etmez. Bir sınırdan dalganın aşağı ve yukarı geçmesi durumunda (1-R)*(1+R)= 1-R2 olur. Bu da genliğin daima azaldığını göstermektedir. (uzaklığın karesiyle ters orantılıdır).

• Düşük hız tabakası ile altındaki tabaka arasında yüksek hız kontrastı çok kuvvetli yansıma katsayılarına neden olur. Dolayısıyla genliği büyütür.

• Yansıtıcı yüzeyin şekli enerji yoğunluğunu büyük ölçüde etkiler. İç bükey yansıtıcı en enerjiyi toplayarak genliğin artmasına neden olur. Dış bükey yansıtıcı enerjiyi dağıttığından genliğin azalmasına neden olur.

• Sismik dalgalar bir jeolojik katmanın ara kesitine dik olarak geldiği zaman dalgaların bir kısmı kendi üzerinde yansır. Diğer kısmı ise aşağıdaki ortama geçer. Enerjinin korunumu kanununa göre yansıyan ve kırılan enerjinin toplamı ara kesite gelen enerjiye eşit olur.

SİSMİK HIZA ETKİ EDEN FAKTÖRLERSİSMİK HIZA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

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

Sediman Yaşı ile Hız ilişkisi

Sediman Yaşı ile Hız ilişkisi

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

Hız ve gözeneklilik arasındaki ilişkiHız ve gözeneklilik arasındaki ilişkiV=Doygun Kayaçtaki HızФ=Gözenekli kısımVf=Gözenek boşluğundaki sıvının hızıVm=Kayaç Matrisini tamamlayan katı materyelin hızı

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

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

SİSMİK YORUMLAMA AMAÇLI HIZIN KULLANILDIĞI YERLER

REZOLÜSYON (AYIRIM GÜCÜ, SEÇİLEBİLİRLİK)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 jeofon kullanmaktır. Fakat zaman kazanımı açısından bu pratik bir yol değildir. Bu yüzden çoklu jeofon grupları 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 loglarına göre 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.

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 jeofon kullanmaktır. Fakat zaman kazanımı açısından bu pratik bir yol değildir. Bu yüzden çoklu jeofon grupları 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 loglarına göre 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 2-16Şekil 2-16

Kalınlıkla rezolüyonun değişimiKalınlıkla rezolüyonun değişimi

Dalga boyu ve frekansla rezolüyonun değişimiDalga boyu ve frekansla rezolüyonun değişimi

FRESNEL ZONUFRESNEL 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.

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.

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

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 AZALMALARFRESNEL ZONU ETKİSİYLE FAYLI ALANLARDAN GEÇERKEN YANSIMA GENLİKLERİNDE GÖRÜLEN AZALMALAR

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

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