sismik prospeksiyon ders 3

SİSMİK PROSPEKSİYON
DERS-3
DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR
SİSMİK DALGA YAYINIMI
Dalga Cepheleri Ve Işınlar
Bir kaynaktan çıkan dalganın hareketi sırasında herhangi bir zamanda hareketin
başlamak üzere olduğu noktaları birleştiren bir yüzey vardır. Bu yüzey dalga
yüzeyi veya dalga cephesi olarak isimlendirilir. Homojen ve izotrop bir ortamda
dalga cepheleri kaynak merkezi konsantrik küreler şeklindedir.
Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi kaynaktan çıkan enerji çok küçük kesitlerin çok
fazla sayıdaki konilerinin
kaynaktan dışarıya doğru hareketleri olarak
açıklanabilir. Herhangi bir konumun orta çizgisi bir ışın olarak kabul edilir.
Bu ışının doğrultusu dalga yüzeyine her zaman dik olur.
Huygens Prensibi
Herhangi bir enerji noktasından yayınan dalgalar, suya atılan bir taşın yarattığı dalga
gibi genişleyen dalgalar biçiminde oluşur. Küreyi oluşturan yüzeylere dalga önü
denir. Dalga önlerini oluşturan her bir nokta yeni bir enerji noktası gibi davranır.
Huygens kuralı olarak bilinen bu yayanım özelliğine göre belirli bir zaman için
herhangi bir dalga önü geometrisinin bilinmesi halinde daha sonra oluşacak dalga
önleri geometrileri belirlenebilir.
Eğer (t) anındaki dalga önü AB çember parçasıyla gösterilirse (t-t1) ve (t+t1)
anlarındaki dalga önleri için (S=V*t1) ortamın yayınım hızı kullanılarak bulunur. (t)
anındaki dalga önünün her noktası enerji kaynağı ön görülerek (S) yarıçaplı
çemberler çizilip zarfları (t-t1) ve (t+t1) zamanlarındaki dalga önleri çizilir. Dalga
önlerine dik doğrulara ‘dalga yolları’ denir.
Huygens kuralına göre genişleyen
dalga cepheleri oluşurken bir ışının
iki nokta arasında geçtiği yörünge
mümkün olan en kısa zamanda
gidilebilecek yoldur.
YANSIMA VE KIRILMA KANUNLARININ TÜRETİLMESİ
Yansımanın (Reflction) temel kanunu:
Kırılmanın (Refraction) temel kanunu:
SNELL YASASI
Snell Yasası
vp
a1
vp
a2
a3
1
vs
1
2
vs
2
vp
vs
3
3
a1
a2
a3
sin a
sin b
sin a2
sin b2
sin bn
------ 1= --------1 = ---------= -------------= --------= p = sabitt
vp
vs
vp
vs
vs
1
1
2
2
n
p = Yavaşlık ( Işın) Parametresi
Arayüzey: yansıma
a1 a2
v1
v2
Geliş açısı=Yansıma açısı
a
1
= a
2
Arayüzey: Kırılma
a1
v1
v2
a2
a2
sin a
v1
-----------1 =----sin a2 v2
v2 > v1
v2 < v1
Özel durum: kritik açı
a1
a2 = 90°
v1
v2
a2
sin a1
v1
=
---------- =sin a1 ----sin 90°
v2
SİSMİK DALGA YAYINIMI
Dalga Cepheleri Ve Işınlar
Bir kaynaktan çıkan dalganın hareketi sırasında herhangi bir zamanda
hareketin başlamak üzere olduğu noktaları birleştiren bir yüzey vardır. Bu
yüzey dalga yüzeyi veya dalga cephesi olarak isimlendirilir. Homojen ve
izotrop bir ortamda dalga cepheleri kaynak merkezi konsantrik küreler
şeklindedir (Huygens prensibi). Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi kaynaktan
çıkan enerji çok küçük kesitlerin çok fazla Sayıdaki konilerinin kaynaktan
dışarıya doğru hareketleri olarak açıklanabilir. Herhangi bir konumun orta
çizgisi bir ışın olarak kabul edilir. Bu ışının doğrultusu dalga yüzeyine her
zaman dik olur.
Source
Source
Source
Source
İki tabakalı hız modeli
Dalga cephesi 65msn
Dalga cephesi 80msn
Dalga cephesi 110msn
Dalga cephesi 110msn
Sismik dalgaların yayılımı
(Roth et al., 1998)
(DALGACIK)
DALGACIK ŞEKİLLERİ
1. MİNİMUM FAZLI DALGACIK
Bir dalgacığın enerjisinin çoğu ön tarafta toplanmış ise ‘minumum fazlı dalgacık’ olarak
isimlendirilir.
2. SIFIR FAZLI DALGACIK
Sismik çalışmalarda en fazla arzu edilen dalgacık şekli sıfır fazlı dalgacıktır. Bu dalgacık aynı
merkez noktasına göre simetriktir. Ortada kuvvetli bir tepe ve her iki yanda da daha düşük
genlikte simetrik salınımlar vardır.
KAYNAK DALGACIĞI
Elastik bir ortam içerisinde tanecik yer değiştirmesi oluşturan
her çeşit enerji boşalımı bir kaynak olarak kabul edilir. Sismik
prospeksiyonda en yaygın kaynak patlayıcı maddelerdir
(dinamit). Fakat ağırlık düşürme, vibrasyon yaratma, gibi enerji
boşalmaları da kaynak olarak alınabilir.
Kaynak olarak dinamit kullanılması halinde eğer dinamitin
boyutları küçük ise nokta kaynak adını alır. Nokta kaynağı
oluşturan dinamitin patlatılmasında izlenen olay, çok kısa zaman
içinde büyük bir enerjinin açığa çıkmasıdır.
Dinamit
enerjisinin
zaman
içerisindeki
davranışı,
açıklamaları kolaylaştırması açısından basit delta
fonksiyonuna benzetilebilir. Delta fonksiyonunun başlangıç
anında taradığı alan birim değere eşit olduğu halde diğer
zamanlarda sıfırdır.
Bu sönüm olayına dalga yayınımının oluşturduğu fiziksel
ortamın neden olduğu düşünülürse ortamı bir enerji süzgeci
şeklinde değerlendirmek gerekir. Süzgeç anlamı verebilmek
için dalga yayınımının bir salınımı ve her salınım hareketinin
bir salınım periyodu ve salınım frekansı söz konusudur.
Delta fonksiyonu dinamiti gösterdiğine göre kaynak
frekanslarını içerir. Zaman ortamındaki davranışı birim impuls
veya delta fonksiyonu olan bir fiziksel olayın her frekansı
içerdiğini söylemek kolaydır.
Tüm frekansları içeren kaynak çıkışı, kaynak alıcı arasındaki
dalga yayınım süresince yüksek frekanslı bileşenler çok
çabuk söndüğünden alıcılarda gözlenemezler. Bu genel
çizgiyi izleyen dalga sönümü sonucunda belirli bir frekans
bandında varlık gösteren kaynak etkisi oluşur. Bu etki
aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Sismik veri toplanmasında aynı kaynaktan yayınan dalgalar
farklı uzaklıklardaki alıcılarda kaydedildiklerinden kaynak
dalgacığındaki değişiklik aşağıda gösterilmektedir.
Dalgacığın boy uzamasıyla genlik düşüşünün üstel fonksiyon şeklindeki değişimi
Zaman ve ferkansa bağlı sönüm