GEOF 79 La sismica a riflessione. A. Marchini AGIP 1988
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GEOF 79 La sismica a riflessione. A. Marchini AGIP 1988
Questo t e s t o e 1 stato redatto presso l a d i r e z i o n e Studi e Metodologie G e o f i s i c h e ( MESG ) - U n i t a ' S t u d i e M e t o d i Interpretativi Geofisici A l e s s a n d r o MICHETTI ( SIGE ) da : INDICE 1 INTRODUZIONE 1 2 TECNICHE DI PROSPEZIONE SISMICA 7 2.1 Generazione d e l l ' e n e r g i a 2.1.1 S o r g e n t i d i e n e r g i a n e i r i l i e v i 10 terrestri 2.1.2 S o r g e n t i d i e n e r g i a n e i r i l i e v i m a r i n i 10 18 2.2 T e c n i c h e d i r i c e z i o n e 23 2.3 E l a b o r a z i o n e d e i d a t i r e g i s t r a t i 29 2.3.1 Programmi d i e l a b o r a z i o n e d e i d a t i s i s m i c i 31 3 INTERPRETAZIONE SISMICA 45 4 CONSIDERAZIONI ORGANIZZATIVE ED ECONOMICHE 63 4.1 I I programma s i s m i c o 63 4.2 I I gruppo s i s m i c o 64 4.3 C o s t i e c o n t r a t t i 67 1 I INTRODUZIONE II p r i n c i p i o su c u i s i basa e' abbastanza infatti semplice dello dell'eco, stesso ad di metodo facile sismico a che tutti esempio hanno durante riflessione comprensione; p r i n c i p i o per c u i s i genera fenomeno osservare, e i l avuto si tratta i l fenomeno occasione un'escursione in di montagna. Analogo e molto noto e' anche i l p r i n c i p i o su c u i s i basano g l i ( eco-scandagli echo-sounders misurare l a profondita' onde a c u s t i c h e mare. Dalla tempo tratta ( d e l mare, dell'eco d i un two-way utilizzati d e l mare: un t r a s m e t t i t o r e d e l tempo d e l l e onde a c u s t i c h e Il comunemente e un r i c e v i t o r e ne " a s c o l t a " l ' e c o misura profondita' ), conoscendo eco emette d e l l e d a l fondo d e l s i risale alla l a v e l o c i t a ' d i propagazione nell'acqua. viene tempo time d i questo per chiamato d i andata ), che quindi "tempo e va di riflessione"; r i t o r n o dell'onda diviso per due si acustica per essere convertito i n profondita'. In un pratica impulsi battello a c u s t i c i verso durante l a n a v i g a z i o n e , traccia su un r o t o l o riflessione viene proporzionale d e l fondo Il risultato con i l fondo marino eco-scandaglio ad intervalli emette regolari e per o g n i impulso un pennino d i s e g n a una d i carta scorrevole. L'arrivo di ogni c o s i ' r e g i s t r a t o s u l l a c a r t a ad una d i s t a n z a a l tempo d i r i f l e s s i o n e marino, corrispondente attrezzato al di sotto d i e quindi alla profondita' una l i n e a d i riferimento a l l i v e l l o d e l mare. e' un profilo d e l fondo marino lungo l a linea percorsa dal battello "sezione" dello orizzontale specchio e' percorsa e ( figura 1 d'acqua, proporzionale la ) ; s i tratta scala nella alla quale distanza verticale e' quindi lungo d i una la scala la rotta proporzionale alla profondita' d e l fondale. Lo fenomeno stesso base, per sepolti indagare sotto in 2a ), e l'energia Quindi 2b riflessa che stesso per linea; in i la ad con un genera una di di 1 in ( geofono strati d i scoppio una carica Scoppio ricevitore dagli rocciosi ( PS ) profondi. 2 i n figura le riflessioni punto. operazione s i ripete N, mantenendo altro punti di scoppio spaziatura fra i punto corpi di s i registrano i n un ogni concetto Si ( Punto superficie e dei scoppiare punto s i a i l punto i l geofono modo costante dato suo terrestre. facendo s i registra s i muovono ) poi un nel geometria superficie sismica esplosivo sfruttato, sulla la perturbazione figura viene Questa 3, 4, vari punti corrisponde un lungo singolo la nello stessa sismogramma come schematicamente i n d i c a t o i n f i g u r a 2c. Tutti i dati elaborati ad segnale; risultati Lo i n un registrati centro si schema di sezione schematico base l'eco-scandaglio della ottiene cosi' del sismica e' lo fondo magnetico dove per o t t e n e r e s o t t o forma d i s e z i o n e ha un esempio su n a s t r o d i calcolo, una s e r i e d i o p e r a z i o n i del si vengono una vengono e quindi sottoposti l a massima chiarezza rappresentazione sismica, d i c u i i n figura ed i n f i g u r a stesso di marino: e' p r o p o r z i o n a l e dei 2c 3 un esempio r e a l e . quello la alla scala ottenuto con orizzontale distanza lungo l a P U N T O DI S C O P P I O 1 DISTANZA REGISTRAZIONE 1 / SORGENTE^. PROFON DI T À' ORIZZONTALE nGEOFONO 1 RIFLETTORE a) b) DISTANZA ORIZZONTALE 2 3 4 56 N T E M P O DI c) RIFLESSIONE Fig.2 • Fig.3 linea di sismica arrivo e l a scala delle riflessioni geologiche profonde. In approssimazione, prima essere stata interpretazione come uno schema verticale dei segnali molto 1 proporzionale provenienti quindi, sottoposta e ad la un riflessi, rappresentativo dalle sezione strutture sismica, dopo lavoro di adeguato può' a l tempo essere d i sezione intesa geologica. 2 TECNICHE DI PROSPEZIONE SISMICA Le esemplificazioni rappresentano stanno in una alla base riportate semplice della nel schematizzazione prospezione realtà' i l fenomeno paragrafo dei principi sismica a risulta precedente molto che riflessione, ma più' complesso i l mezzo d i t r a s m i s s i o n e ( l a s e r i e geologica ) ( figura 4 ) . Innanzi tutto non un e' mezzo omogeneo e isotropo come l o e' lo strato d'acqua n e l caso d e l r i l e v a m e n t o d e l fondo marino. In secondo luogo l e s u p e r f i c i d i discontinuità' f r a i v a r i corpi geologici hanno che si necessariamente geometrie succedono un andamento complesse; riflessioni in regolare, i n questi chiare ed profondità' casi univoche ma non come non possono disegnare s i potranno nell'esempio avere dell'eco- scandaglio . Inoltre si hanno notevoli effetti di dispersione d e l l ' e n e r g i a con l'aumentare d e l l a p r o f o n d i t a ' . I n f a t t i d i t u t t a l'energia mezzi i n c i d e n t e su una s u p e r f i c i e con c a r a t t e r i s t i c h e con d i v e r s a l i t o l o g i a un'altra fisiche d i v e r s e ( p. e s . parte s i rifrange e v i e n e trasmessa e' densità" ad f r a due due s t r a t i ), s o l o una p a r t e v i e n e r i f l e s s a , Questa s u d d i v i s i o n e d e l l ' e n e r g i a s i r i p e t e ed d i separazione mentre i n profondità'. ogni interfaccia direttamente proporzionale a l l a variazione d i v e l o c i t a ' e fra i riflessione R = frazionamento due ^~jp"~<j" mezzi, espressa dal coefficiente di ^~ • ' e v i d e n t e q u i n d i c h e , per i l c o n t i n u o E dell'energia, i segnali che tornano i n superficie SEN SI BI LI T À D E L G E O F O N O E D ACCOPPIAMENTO C O L TERRENO RUMORE AMBIENTE ED ON DE DI RET T E TARATURA DELLA STRUMENTAZIONE C A R A T T E R I S T I C H E 7J DELLA SORGENTE E N O M E N I DI S C A T T E R I N G DIVERGENZA SFERICA C O E F F I C I E N T E DI ""-RI FLESSI ON E C U R V A T U R A E RU GOSI T À' DEL RI FLET T ORE V A R I A Z I O N E D E L C O E F F I C I E N T E DI R I F L E S S I O N E C O N L ' A N G O L O DI I N C I D E N Z A FAT T ORI CH E I N FLU EN Z AN O L'AM PI EZ Z A DEI S E G N A L I R I F L E S S I N E L S O T T O S U O L O Fig.4 sono sempre Bisogna reali poi oltre presenti onde più' riconoscere. riflesso utile sono disturbi, quali disturbo tipi di superficiali nella esistono da al segnale nelle pratica, un mezzo spesso conveniente applicazione precisione e essendo indagine notevoli e problemi in sismiche generalmente ambiente, rifratte, riflessioni ancora. pur di registrazioni dirette d i f f r a z i o n i , ed a l t r i riflessione difficili che sismiche Quindi e considerare diversi multiple, deboli i l geofisica da dei alla sismico molto risolvere relazione attendibilità' metodo efficace, per maggiore dati che a si una o sua minore vogliono ottenere. In natura, chiaro cioè', ne oltre esistono ad altre aree a l'interpretazione dei molto difficile alcuni Si può' far fronte accorgimenti "segnale in a segnali queste tecnici e molto ad povero, può' ottenere quindi per le impossibile. adottando aumentare molto risultare addirittura limitazioni ad sismico riflessi casi intesi utile/disturbo" responso responso quali ed a particolari i l rapporto un responso interpretabile. I mezzi questoagiscono che la rapporto in geofisica fra ciascuno segnale dei tre moderna e impiega disturbo stadi in operazioni d i prospezione sismica: - n e l l a generazione -nella ricezione dell'energia dell'energia - n e l l a elaborazione dei d a t i r e g i s t r a t i . sono cui si per aumentare molteplici ed articolano le Conviene stadi quindi prima finale di del ottenuti esaminare affrontare rilievo, e successivamente la ciò' cioè' che ognuno di costituisce l'interpretazione ricostruzione strutturale e questi lo scopo dei dati possibilmente l i t o s t r a t i g r a f i c a del sottosuolo. 2.1 GENERAZIONE DELL'ENERGIA Lo scoppio dagli di albori una carica della sismica, t r o v a t o maggior impiego. Questo sorgente tipo generale anni di anche ai esplosivo la altri giorni, metodi ha sorgente "convenzionale", nostri a f f i a n c a t o da di e' che costituito, di pur stato sono fino energia che ha restando di uso nel corso andati degli sempre più' affermandosi. Considerazioni rendono di in molti ordine casi tecnico, questi operativo metodi ed alternativi economico estremamente c o m p e t i t i v i r i s p e t t o a l metodo c o n v e n z i o n a l e . Date le rilievi notevoli terrestri differenze e marini conviene sorgente separatamente n e i due 2.1.1 di impiego operativo esaminare i vari tra tipi i di casi. Sorgenti d i energia nei r i l i e v i terrestri -Carica d i esplosivo concentrata La f o n t e di energia sismica tradizionale e' la carica di e s p l o s i v o c o n c e n t r a t a , f a t t a detonare ad una c e r t a profondità' i n pozzetti appositamente p e r f o r a t i nel terreno ( figura 5 ); essa PERFORAT RI CE REGISTRATORE ILLUSTRAZIONE SCH EM AT I CA DELLA TECNICA RILIEVO SI SM I CO T E R R E S T R E DI CONVENZIONALE 12 e' i n grado d i generare una p e r t u r b a z i o n e e l a s t i c a d e l t e r r e n o d i ampiezza notevole massimizzare in un l a quantità' tempo pressoché' d i energia trasmessa provvede ad i n t a s a r e i l p o z z e t t o con fango alla pressione l'esterno. generata L'effetto di d e l fango Per a l terreno, s i pesante dall'esplosione tampone istantaneo. per impedire sfogarsi aumenta verso l'efficienza d e l l o sparo e m i g l i o r a l a qualità' d e l s e g n a l e . Gli svantaggi fondamentali di questa metodologia sono e s s e n z i a l m e n t e due : la necessita' d i perforare cariche, numerosa operazione manodopera i pozzetti che e richiede può' essere nei quali grosse piazzare l e attrezzature particolarmente e difficile e c o s t o s a i n aree d e s e r t i c h e o montuose; la pericolosità' limitazione di degli uso esplosivi a zone e la lontane loro da conseguente centri abitati. - S o r g e n t i "non c o n v e n z i o n a l i " L'impiego dei metodi di generazione dell'energia non c o n v e n z i o n a l i n e i r i l i e v i t e r r e s t r i e' da m e t t e r s i p r i n c i p a l m e n t e in r e l a z i o n e con l e t e c n i c h e basate punti d i sorgente. abbastanza superficiali t e c n i c h e permettono riferimento generati dallo d i onde progettare moltiplicazione dei d i intervenire e f f i c a c e m e n t e s u l r a p p o r t o s e g n a l e u t i l e / d i s t u r b o , con particolare forma Queste sulla una dirette. all'attenuazione scoppio A questo distribuzione dei e che s i t r a s m e t t o n o scopo, opportuna infatti, d i punti e' di m u l t i p l i atta a l l a m i g l i o r e attenuazione d e l disturbo funzione d e i suoi parametri disturbi d i propagazione. sotto possibile sorgente stesso i n 13 L'impiego della comportare problemi notevoli. Di comune i quelli Le i n queste di carattere conseguenza sono cosiddetti generazione problemi dinamite di connessi operativo stati "metodi energia, alla condizioni che ed economico introdotti nell'uso d i superficie" consentono perforazione può' di per la eliminare riducendo nel i contempo ambientali. fonti superficiali rilievi in terra di possono energia principalmente essere raggruppate usate nel nei prospetto seguente : METODO FONTE DI ENERGIA TIPO DI SEGNALE Massa b a t t e n t e Massa i n caduta l i b e r a Impulsionale Hydrapulse Massa i n caduta a c c e l e r a t a Impulsionale P-Shooter Massa i n caduta a c c e l e r a t a Impulsionale Corda detonante Esplosione Impulsionale Vibroseis Massa v i b r a n t e Come si vede impulsionale, tutti i tranne progressiva Continuo sistemi emettono i l Vibroseis che segnali genera di tipo un segnale dei singoli continuo. Prima sistemi di e' determinati passare bene ad una precisare vantaggi sistema costituisce legato principalmente e sommaria che svantaggi. sempre alla un descrizione ciascuno La di essi presenta scelta di qualsiasi problema qualità' piuttosto del f a t t o r i d i c a r a t t e r e economico ed o p e r a t i v o . complesso, responso ed a 14 -Massa b a t t e n t e , H y d r a p u l s e , P-Shooter I l s i s t e m a d e l l a massa b a t t e n t e f u s v i l u p p a t o v e r s o i l 1950 ed e' stato introdotto nell'uso pratico f i n d a l 1953. Una massa d i a c c i a i o d e l peso d i 3 t o n n e l l a t e v i e n e f a t t a cadere liberamente da sistema d i un'altezza d i c i r c a 3 m e t r i . Per mezzo d i un c a r r u c o l e l a massa e' appesa ad un s u p p o r t o sporgente d a l l a p a r t e p o s t e r i o r e d i un automezzo p e s a n t e . Un a p p o s i t o s i s t e m a provvede a l s o l l e v a m e n t o d e l l a massa dopo o g n i c a d u t a . Una v a r i a n t e più' moderna d e l l a massa b a t t e n t e i n c a d u t a e' costituita da una massa d i peso inferiore libera ma a c c e l e r a t a a r t i f i c i a l m e n t e n e l l a sua d i s c e s a v e r s o i l t e r r e n o . T a l e s i s t e m a a seconda del dispositivo denominazioni, come d i a c c e l e r a z i o n e assume ad esempio Hydrapulse differenti per l ' a c c e l e r a z i o n e i d r a u l i c a e P-Shooter per l ' a c c e l e r a z i o n e meccanica. In g e n e r a l e queste di mobilita' s o r g e n t i sono d o t a t e d i buone c a r a t t e r i s t i c h e e rapidità 1 e possono essere impiegate anche su terreni piuttosto accidentati e d i f f i c o l t o s i . Mentre l ' e s p l o s i o n e d i una simultaneamente, che cadute, avvengono mettono i n tempi facenti parte essere quindi utilizzando n e l caso serie d i una d i pozzetti massa può' battente i n gioco piccole quantità' successivi. I dati delle l e singole d i energia, singole battute, d i uno s t e s s o gruppo d i p u n t i s o r g e n t e , sommati moderne e ciò' viene apparecchiature i d a t i prima d i t r a s f e r i r l i n e l n a s t r o avvenire realizzato che mantengono magnetico. debbono i n campagna i n memoria 15 -Corda In detonante questo con metodo la l a differenza diversi, miccia ma fonte che avente 7000 m/s. La corda, mezzo di di una speciale automaticamente scava e' e' sempre concentrata di aratro fra i n punti lungo detonazione i n matasse, compresa l'esplosivo uniformemente velocita' preparata profondita' uno non distribuita corda solco energia l a carica risulta a un di i trainato 20 da i l s o l c o , depone la una di circa viene distesa ed 50 i un in cm per trattore, che corda e quindi la un gruppo di ricopre. Il sistema simula pozzetti di terreno viene una scoppio percentuale di più' in esplosivo metro per con di i l vantaggio d e l l ' e n e r g i a generata. dispersa abbastanza convenzionale l'effetto s o t t o forma d i deformazione alta energia resta bene superficiali, trasmessa, percentuale permanente abbastanza contenuta conseguenza lineare forma sotto della bassa d i corda g/m la deformazione all'esplosivo concentrazione ( 10-20 al elastica, Infatti di rispetto che ). Un di altro v a n t a g g i o d e r i v a d a l l ' e s t r e m a flessibilità' d'impiego d e l s i s t e m a "aratro-trattore" quanto esso automezzi Per forte in zone risulta molto onda i l metodo sonora a t o p o g r a f i a molto più' presenta causa fatta esplodere. nell'elevato costo della quello dell'esplosivo manovrabile lo della viene corda accidentata, in dei pesanti per l e p e r f o r a t r i c i . necessari contro a svantaggio modesta Un corda convenzionale. altro di generare profondita' a svantaggio detonante in una cui l a consiste confronto a -Vibroseis Come e' s t a t o già nel terreno detto 1 energia e' l ' u n i c o s i s t e m a i n forma che non immette impulsionale, ma direttamente s o t t o forma d i t r e n o d'onda c o n t i n u o . Il V i b r o s e i s e' alcune costituito tonnellate fondamentalmente che, accoppiata v i b r a r e con un s i s t e m a i d r a u l i c o Questa v i b r a z i o n e , chiamata a l terreno, ( figura viene fatta 6 ). "sweep", c o n s i s t e i n un s e g n a l e d i ampiezza c o s t a n t e e d i f r e q u e n z a i n t e r v a l l o d i tempo d e l l a da una massa d i variabile con continuità' i n un d u r a t a d i 6-12 s e c o n d i . La v a r i a z i o n e d e l l a f r e q u e n z a e' compresa f r a due l i m i t i da s c e g l i e r e a seconda d e l l a zona d i l a v o r o e d e l l ' o b i e t t i v o A causa della durata d e l segnale anche perdureranno p e r l o s t e s s o tempo; e' q u i n d i n e c e s s a r i o riflessi. rilevati i n modo Questa o p e r a z i o n e da interfaccia l e singole provenienti dati ogni generato, riflessioni sui da del rilievo. distinguere viene r e a l i z z a t a n e l sottosuolo i singoli operare eventi con i l procedimento s t a t i s t i c o d e l l a c r o s s c o r r e l a z i o n e , a t t u a t o mediante s o f i s t i c a t e a p p a r e c c h i a t u r e e l e t t r o n i c h e c h e , durante di campagna, prodotto dalla perfettamente sistema sorgente, Vibroseis composto; utilizzato dati ottenendo registrati con i n definitiva i l segnale un risultato impulsionali. o p e r a t i v o nonostante e' i c o n f r o n t a b i l e con q u e l l o che s i ha normalmente con le sorgenti Il confrontano l a stessa acquisizione versatile d a l punto d i vista l a complessità' d e l l e a p p a r e c c h i a t u r e d i c u i inoltre, lungo e' m o l t o lavorando tracciati i n superficie, stradali, permettendo può 1 essere produzioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Motor* Cambio P o m p a del vibratore Sist e m a di e oH e va m e nt o U nit a ' di c ont rollo vibra t ore Vibratore Ac c um ula t ore idraulico Serbatolo decotto R a d i a t o r e dell'olio V I BRAT ORE M O N T A T O SU C A M I O N U T I LI Z Z AT O PER U N RI LI EV O VIBROSEIS Fig.6 18 elevate a c o s t i relativamente 2.1.2 Sorgenti d i energia nei r i l i e v i L'impiego d e l l e sorgenti anche n e i r i l i e v i m a r i n i se contenuti. per motivi marini d i energia non convenzionali ( f i g u r a 7 ) un n o t e v o l e tecnici diversi da quelli ha avuto s v i l u p p o , anche visti per i rilievi t e r r e s t r i . In mare i n f a t t i r i s u l t a fondamentale i l problema d e l l a salvaguardia della ambientale, dinamite dirette sul g l i effetti patrimonio superficiali poiché', data dati non ittico. costituisce l'omogeneità' e acqua provoca un I l disturbo invece un la velocita' d e l l ' a c q u a , q u e s t e onde d i s t u r b a n o sismogramma. Per c o n t r o distruttivi dell'uso delle grave d i una ostacolo relativamente solo l a primissima l o scoppio onde alta parte del carica di esplosivo in a l t r o t i p o d i d i s t u r b o , noto s o t t o i l nome d i "effetto bolla". L'origine dell'effetto scoppio di produce una carica una cavita' dall'esplosione. riempire un'altra ampiezza per via via un 1 in ed i l azione in di all'espansione dei a tempo che espansione disturbo. In che gas generati torna presente nuovamente continua conclusione lo nell'acqua l'acqua i l gas dilatarsi fenomeno decrescente. fatto immersa modo tornare nel esplosivo certo s i ha n e l l ' a c q u a successivamente evitare poi cavita', d e l l o scoppio notevole cavita risiede di dovuta Dopo questa compresso bolla a viene producendo anche come se con conseguenza l a formazione d i una bolla di gas e produce una compressione, Nell'uso che della dinamite, l a formazione d i q u e s t o d i s t u r b o , l e c a r i c h e per dovrebbero Fig.7 20 essere poste ad una profondità' limitata sotto i l pelo d e l l ' a c q u a , c i r c a 1 metro, onde f a c i l i t a r e l a d i s p e r s i o n e d e i nell'aria. Questo dispersione accorgimento dell'energia pressione e s e r c i t a t a Le sorgenti non modo da esse possono convenzionali ridurre essere accoppiamento viene generata assoluto; dinamite una notevole scarsa reazione di sono concepite in energia una l'effetto a ( 6-8 metri elastico al rendimento ciò' di utilizzate migliore buon della sostanzialmente della un causa pero' dall'acqua. maggiore deriva a comporta gas in comporta circa mezzo di molto più' anche pertanto profondita' termini quantità' bolla; ), di con dell'acqua conseguente trasmissione. energia anche piccola l'eliminazione se in Ne ne valore degli effetti i n d e s i d e r a t i s u l l a fauna marina. Fra queste l'Air -Air sorgenti Gun, non i l Water convenzionali Gun e lo le più' Star jet ( usate sono figura 8 Gun Questo sistema utilizza nell'acqua di un compressa a 130 compressori, volume viene l'impulso di atmosfere immessa aria generato ad circa i n una dall'espansione alta pressione. L'aria, per mezzo di potenti ricavata in speciali camera " f u c i l i " da c u i , con un sistema a comando e l e t t r o m a g n e t i c o , liberata nell'acqua circa. fucili da ). Generalmente i n un tempo b r e v i s s i m o , vengono impiegati di fucili 4 a 30, mentre l a c a p a c i t a ' d e l l e camere può' cubi ( 10 pollici cubi ) a millisecondi contemporaneamente con d i v e r s a c a p a c i t a ' ; i l numero d e i decimetri 2 viene può' più' andare andare da 5 decimetri cubi ( 0.5 300 Air gun High pressure air inlet Air Air in • Solenoid open «4 Trigger line mm Water piston Piston assembly Water Lower chamber Implosion CHARGE DISCHARGE Cavitation Flg.8 22 pollici cubi ) circa. "fucili", e' la Combinando opportunamente loro possibile capacita' ridurre contemporaneamente e la moltissimo ottenere un buon i l numero d e i profondita' d'impiego, l'effetto bolla e frequenza per spettro d i 1'impulso. Dal punto ciclo di volumi di vista carico e scarico normalmente positivo di mancanza di miscela questo dimostrato sistema L'Air dei 1 nella Un e' scelta presenta secondi i essendo dall'assoluta impiegata oggigiorno alcuna impiegato marini, in quanto affidabile ed anche delle con un particolarmente rappresentato e' più' 10-12 elemento non Gun sistema circa rilievi i l sistema versatile di pericolosità', totalità questo impiegati. esplosiva. quasi operativo caratteristiche nella si i l del e' più' segnale trasmesso. -Water Gun Il principio dell'Air nel e Starjet di Gun mentre caso del ambiente, nel Water caso caratteristiche pressione della funzionamento di varia Gun dello bolla ma al equivalente l'elemento si tratta Starjet questi nell'acqua e' di di elementi si generi momento del che vapore non suo viene acqua fanno a quello compresso; a temperatura surriscaldato. si che la durante collasso Le massima l'espansione ( sorgenti ad i m p l o s i o n e ). Questa differenza, caratteristica una dei elaborazione se apparentemente sismogrammi supplementare registrati, dei dati, non diversifica richiede che tenga in la realta' conto dei 23 ritardi di tempo t r a l'esplosione della bolla e la sua implosione. Entrambe meno queste dell'Air esigenze di sorgenti Gun e sono solo risoluzione dei per TECNICHE DI RICEZIONE Un notevole miglioramento percentualmente rilievi dati. tutto simile a quello dell'Air 2.2 utilizzate con I l costo particolari operativo e' del Gun. del rapporto segnale utile/disturbo v i e n e o t t e n u t o con l ' i m p i e g o , n e l l a r e g i s t r a z i o n e i n campagna, d i un di numero e l e v a t o ricezione. Il p r i n c i p i o su c u i s i basa l a t e c n i c a d e i " g e o f o n i m u l t i p l i " e' lo stesso a cui si geofoni e' alcuni ogni punto accennato già' m o l t i p l i c a z i o n e dei punti rappresentati per di a proposito sorgente d i energia. esempi di della In f i g u r a 9a configurazioni di sono geofoni che c o s t i t u i s c o n o un s i n g o l o punto d i r i c e z i o n e . Un tipico 9b ) e' stendimento oggi intervallate un numero necessario copertura della esaltare di acquisizione c o s t i t u i t o da di cosi' per 50 metri moderna ognuna elevato di sfruttare multipla, che 120 e posizioni al utile a terreno posizioni composte di meglio costituisce sismica i l segnale almeno sul da ricezione 18-36 geofoni; attenuando Essa g l i eventi r i f l e s s i o n i multiple, i disturbi superficiali si tecnica i l principio riflessione. figura di ricezione la ( rende della fondamentale permette anomali, di le etc. La c o p e r t u r a m u l t i p l a s i basa s u l p r i n c i p i o d e l l a m o l t i p l i c a z i o n e _l _ _ I • * « t m • • • —T— w Lino dire c linn 5 ~ì ] • S r T CONFIGURAZIONE RETTANGOLARE CONFIGURAZIONI • I T AS, CONFIGURAZIONE — 9 - 1 • RADIALI A PARALLELOGRAMMA O g n u n a d i q u e s t e c o n f i g u r a z i o n i c o s t i t u i s c e un s i n g o l o punt o d i r i c e z i o n e ( p . s . in figura 9 b ) Fi9.9a SPAZIATURA C O S T A N T E P.S. 1 •• • 4 (K) 120 <K«-1) OFFSET MAS8IMO S C H E M A DI U N O S T E N D I M E N T O DI 1 2 0 G R U P P I ( C A N A L I ) Fl9 .e b e diversificazione dei stesso punto differenti insieme, del sottosuolo. raggi dopo percorsi incidenti opportune dei raggi Le informazioni sul punto elaborazioni, che interessano comune in relative vengono modo da principio e' illustrato in f i g u r a I l a e' evidenziato t e r r e n o m e d i a n t e uno figura risulta evidente riflettenti differenti combinazioni copertura sommate dei rumori. i n f i g u r a 10, l o schema d e l l a mentre implementazione s u l stendimento m u l t i c a n a l e . Dall'esame d i orizzonti una schematicamente come a vengano partire PS-geofono. quadrupla del dalla rilevati 4 posizione volte variando detta R gli mediante Si ottiene in sottosuolo; ai incrementare l'ampiezza del segnale coerente e r i d u r r e i l l i v e l l o Il uno questo caso opportunamente l o schema i l l u s t r a t o e i l numero d e i c a n a l i r i c e v e n t i e dei di secondo scoppio esigenze e' può' variare d i rapporto rappresentato utilizza di si 60 sismogramma canali; contemporanea Oggigiorno ogni ogni di 60 questa di copertura quanto le esigenze dei segnali, dei giacimenti, di sforzi invece di e' copertura a Lo sviluppo contenere ad s i ha ( più' elevati e di dimensioni una stendimento un ( 48, singolo figura per che punto sempre 15a ). realizzare 60, analisi definizione le l a registrazione vedi utilizzata punti In f i g u r a l l b uno relativa risoluzione impongono ad sismiche alle copertura desiderato. quindi, etc. ), in quantitativa più' ridotte sempre maggiore. c o m p o r t a , o v v i a m e n t e , un incremento o p e r a t i v i s u l terreno produzione. tende sempre associate L'incremento d e l l a e' scoppio, tracce di relativo traccia tecnica ordini degli segnale/disturbo un r i c e z i o n e . Per l'ordine 4 delle questi e q u i n d i un metodologie costi, tempi d i r e a l i z z a z i o n e d e i r i l i e v i , legati aumento d e i di costi acquisizione principalmente mediante l'impiego ai simultaneo (a) PUNTO MEDIO COMUNE GEOFONO SORGENTE Flg.10 SCHEMA DI COPERTURA QUADRUPLA 0 0 B PS. STENDIMENTO i DI GEOFONI 6 24 B-l CI C -2 4 DI 0 -2 4 El E 24 ri L INIZIO C O P E R T U R A F -2 4 Q U A D R U P L A Fig 1 1 a AGIP opsi SI SM OGRAM M A 0 FILM DI CAM PAGNA di più' s o r g e n t i registrabili sismiche ed aumentando i l numero d i r i c e v i t o r i contemporaneamente. 2.3 ELABORAZIONE DEI DATI REGISTRATI 9- Oltre nel a l progredire campo sismica, della uno tecniche d e i mezzi generazione sviluppo relative e e d e i metodi della ricezione importantissimo all'elaborazione già' s i e' dei illustrati dell'energia verificato dati nelle registrati in campagna. In questo campo l'impiego d i velocissimi e l e t t r o n i c i ha c o n s e n t i t o a p a r t i r e pratica di teorie matematiche dagli che e capaci anni calcolatori '60 l ' a p p l i c a z i o n e non avevano trovato p r e c e d e n t e m e n t e l a possibilità' d i e s s e r e i m p i e g a t e n e l l a a riflessione a causa delle limitazioni sismica imposte dalle apparecchiature d i elaborazione d i s p o n i b i l i . L'avvento d e i c a l c o l a t o r i portato ad un enorme dell'elaborazione dei sull'applicazione della successo n e l campo elettronici nell'industria dati salto sismici, "teoria delle tecnologico basata in geofisica nel campo buona parte dell'informazione", trasmissioni d i segnali ha i lcui radio e' b e n può' essere noto. In generale assimilato anche l o schema ad i n esso un della qualsiasi s i h a n n o una t r a s m i s s i o n e e d un s i s t e m a In realta' sistema questo riflessione sistema sorgente sismica d i comunicazione, d i energia, mezzo d i ricevente. schema non e' e s a t t a m e n t e d i comunicazione un poiché' inteso paragonabile n e l senso c o n v e n z i o n a l e . a d un Infatti scopo della sismica trasmissione attraverso alcune semplice caratteristiche si l'analisi considera Luna, esso, di un sotto forma lungo tragitto spazio. e del un segnale inviato da segnali individuare segnale riflesso dalla fra i disturbi Ebbene, accade disturbo, uno strato dalle del di sono dalla Luna La dalla stesso ed a abbastanza da che più' mescolato oscurato causa presenti fatto che, i l disturbo molto disturbo sono segnali di riflesso da perturbanti questa mentre percorso differenza i l segnale nello spazio i l segnale diverse, spesso del individuare cammino presente dalla accompagnano. segnali di del arrivo altri i l principale nel di sismico lungo a matematico facile da la ritorna a lo ad segnale frequenze i l relativo compresi nello frequenze. sopra problema sismica ed i l tempo molto stesso risiede Luna campo d i quanto ed lunare, i l procedimento un spiegazione caratterizzati sismico del sia fenomeno comportamento riflesso che sottosuolo dal onde. applicando identificare che originati Da riflesso su verso s i a i l segnale i n partenza cross-correlazione, segnale indagine perturbanti della un ricevitore Terra indebolito e' spesso della trasmissione, dalla Terra, Luna un di l a superficie T u t t a v i a , n o t o che possibile, ad stesso riflesso, deteriorato quello bensì' q u e l l o d e l l a radar segnale e' ricevuti. raggiunto di non messaggio mezzo dei segnali dopo a v e r terra nello e riflessione un mezzo t r a s m i t t e n t e , attraverso Se pura a esposto renda riflessione complicata, si può' alquanto di una quale intuire come difficile teoria e' la complessità' l'applicazione matematica teoria la già' di per alla se' dell'informazione. 31 Tuttavia, con l'introduzione semplificative e sperimentale, e' l'ausilio stato notevole interesse tipi Tre della di trasformata parte di vantaggioso, permette di delle alla trasformazione -la convoluzione filtraggio sismiche ad ogni che nel di somiglianza generici il tra data ritardo ricevuto, o due per tempo i dati numerici dati e i l cuore sismici: la la correlazione. L'operazione registrati i dati registrati per l'espressione sul in se' nastro i n campagna g l i stessi dati matematica dell'azione naturalmente In del sets. di di sottoposti Fourier. terreno. e' dei operazioni. frequenze" avviene correlazione risultati costituiscono convoluzione tempi" per pratica nostro caratterizzante l'azione -la raggiungere attività' v a r i a b i l e a l t e r n a t i v a a l tempo. N o r m a l m e n t e e' campione vasta base f o r n i s c e un modo a l t e r n a t i v o , e t a l o r a rappresentare "dominio ipotesi di dei dati sismici certe s i p a r l a d i "dominio d e i di la eseguire m a g n e t i c o s e c o n d o una e una dell'elaborazione di Fourier di di matematiche Fourier, trasformata alcune pratico. operazioni maggior di possibile Programmi d i e l a b o r a z i o n e 2.3.1 -la con iniziale metodo insiemi Viene tra valutare la di una delle onde sostituisce adeguata funzione d e l mezzo. matematico dati, ampiamente i l segnale quale passaggio convoluzione ingresso di filtro un al di per siano misurare essi utilizzata trasmesso tempo riesce segnali per la o misurare ed i l segnale in realta' ad 32 ottimizzare l a somiglianza Utilizzando e matematici propone a reiterando l'elaborazione i n genere migliorare gli t r a i due. e obiettivi di opportunamente dei dati ( raggiungere rendere più' attendibile d e l rapporto segnale -incremento d e l l a r i s o l u z i o n e nello s t a t i s t i c a d e i parametri -caratterizzazione più' sismico. Tra e posizionamento ognuno specifici delle di che spazio del mezzo di trasmissione riflessioni questi obiettivi richiederebbero una invece fornire sequenza un'immagine d i elaborazione esempio d a i diagrammi d i f i g u r a Una i l dato atti esistono una più' trattazione ben approfondita. Vogliamo di obiettivi, d i propagazione parametrica raggiungere programmi ) s i utile/disturbo n e l tempo Per processing" differenti -incremento d e l l a r i s o l u z i o n e -simulazione "data algoritmi p r i n c i p a l i elenchiamo: -ottimizzazione -analisi questi sequenza possibili di processing variazioni in iniziali prefissati indispensabili finale ed dei dati, ed come immediata risulta per 12 e 1 3 . e' funzione caratteristiche schematica d e l dato: per infatti soggetta a molte della qualità' e delle solo alcuni raggiungere passaggi un sono risultato interpretabile. 13 s o n o s c h e m a t i z z a t i inoltre i vari tipi d i t e s t che In figura si e f f e t t u a n o n o r m a l m e n t e p e r v a l u t a r e i p r o g r a m m i da a p p l i c a r e il come applicarli. oggigiorno l'importanza la fase Risulta di d i queste evidente processing elaborazioni quanto dei dati. accenniamo e sia complessa Per chiarire brevemente al MARINE PROCESSI N G FLOW CHART Demuftiple! Q\ rroy tc r m i n g / t r a c e s u m m i n g) Ga in re c ove ry o Cohe re nt noise re je c t ion T OPZIONALI OBBLIGATI Ga t he r n vo l u t T o n ^ Copeco M ult iple a t t e n u a t ii oo nn ) V e loc it y a na lysis ' N.M.O Mute T ra c e e qua lisa t ion^) St oc k ^Cohe re nt noise r e j e c t i o n ^ <^Deco n vo I utTon^> (Vime vorying bond pa ss f i l t e r i n g ^ ^Am plit ude equalisotion^ (^ Cohe re nt e n h a n c e m e n t filtering^ Displa y Fig.12 • LAND PROCESSING FLOW CH ART DEMULTIPLEX *- GAIN J RECOVERY VIBROSEIS CORRELATION Flg.13 35 significato figura dei successione - poter dati di riorganizza e la temporale indispensabile molto r i f e r e n d o c i a l diagramma 12. _Demultiplex per passaggi p r i n c i p a l i , per di i dati arrivo poter al l i raggruppa ricevitore. affrontare E' secondo un le elaborazioni passaggio successive rappresentare graficamente i segnali. Richiede tempo-computer, informazioni in quanto provvede s u p p l e m e n t a r i per anche ad i l successivo e d i norma associare ai svolgimento dei programmi _Gain recovery arriva al l'energia riflettore. poter ristabilisce ricevitore s f e r i c a che al - La stimare riflettori e tiene sismica sua l'ampiezza anche subisce ( f i g u r a 14 l o stesso tecnica segnale. In figura raggruppamento raggruppamenti _Velocity ) di analysis propagazione 16 una sfruttando tracce dei m u l t i p l a , per sono delle tipo - dispersione indispensabile differenti per tipi di r e g i s t r a t e raggruppandole sottosuolo. d i r e t t a conseguenza differenti 15 che ) d e l l a copertura indagato di e' segnale della e' dei p u n t o comune i n d a g a t o n e l q u e s t o programma del nel percorso d a l l a sorgente caratteristiche _Gather - r i o r g a n i z z a l e s i n g o l e per conto corretta applicazione le reale (a) valuta segnali tragitti nel : in dell'utilizzo l a quale ogni rappresentati tracce questo di punto viene del diversi possibili tipi programma statisticamente di della trasmissione raggruppamenti mezzo L'impiego d i le trasforma di tipo velocita trasmissione ( i (b) 1 di figura Un gruppo di s i s m o g r a m m i c o s i ' c o m a dopo (14b) il r e c u p e r o appaiono prima (14a) a dell'ampiezza Flg.14b a) S T E S S O PUNTO DI SCOPPI O b) S T E S S O PUNTO MEDIO c) S T E S S A DI ST AN Z A d) RICEVITORE S T E S S O G E O F O N O RI CEV I T ORE Dive rsi tipi di ra ggruppa m e nt o de lie t ra c c e s i s m i c h e Esempi di a na lisi di velocita' Fig.16 39 _NMO - applica singolo tiene punto ad ogni traccia d e l sottosuolo conto delle di una differenti un raggruppamento correzione lunghezze temporale dei per che percorsi dei raggi _Mute - cancella i primi arrivi c h e non p o r t a n o informazioni di interesse _Stack con - somma l e t r a c c e a p p a r t e n e n t i a l l o tale numero programma s i riduce d e i punti principale dello di stack statistico, i llivello il segnale rapporto _Display Come - e' tale esigenze La ricordato buona all'appropriato deconvoluzione, Va d i ridurre, molte finale ( figura La dei dati che dati da m a n i p o l a r e applicazione dallo molto delle sintetica; d a l grafico programmi d e i programmi 17 ) finali. diverse va di principali intermedi di comunque flusso, e la soggetta 1 filtraggio, delle multiple, etc. stack, permette quindi caratterizzano i n o l t r e s o t t o l i n e a t o come i l p a s s o f o n d a m e n t a l e n e l l a e' c o s t i t u i t o processo ( figura i n funzione d e i programmi attenuazione base funzione 18 ) evidenziato questi uso i n uscita a l c o n un sezione variabili volutamente di della d i presentazione i l prodotto c h e , come riuscita e' q u e l l a i l programma e' d i tracce n e l sottosuolo. utile/disturbo interpretative rassegna indagine raggruppamento: d e l rumore i n c o e r e n t e , m i g l i o r a n d o presenta differentemente i l numero stesso che riducendo una n o t e v o l e successivi. sequenza l a quantità' d i riduzione d e i costi d i Per questo motivo, l a 0 -0 ..„,,.. ..... ttt—— ™ — — — ...... , ,.. . ;|| Il p r o g r a m m a d i s t a c k s o m m a l e t r a c c e i n m o d o c h e o g n i ; r * T ; • „,. ;• „„;.,;. 0 ' 0 raggruppamento infig.1 7 a produc a u n a singola t ra c c ia in fig.1 7 b. o-o — —— — 0 -0 17b Fig.17 Diverse possibilit à ' d i r a p p r e s e n t a z i o n e di una sezione 8 .8 - e .8 e.9 • •9 sismica ì.e- :i;:i;;i!iwiw»»»j|;= i i " "— • • >>>>>>>>>»»»: i.j- 111 u i.s Fig.18 42 tendenza nei centri applicare molti piuttosto che dei programmi particolare che ne La finalità' riflettori che per e sezioni Nelle figure reali i l Anche se 19 20 e' dal permette di esso corretto le strutture complessi buona processing buona che, buon al stack maggiore va citato geofisiche di non geometria. sinteticamente e della di vista individuare in su dati migrazione. sequenza utilizzato dei appaiono appropriata 1 nella punto pendenza percorsi, più posizionare della risultati appare quindi della di processing senz'altro acquisizione. un base, a tale causa della interpretativo, modo molto più' dei più' sottosuolo. acquisizione e' causa dei prassi sequenza tuttavia un nel processing nella sussistere una del a ampiamente utilità' lo quella illustrati i come con essenzialmente e' loro ed incluso poiché' stadio sono processing, l a migrazione. che, nella oggigiorno notevole dopo programma principio non programma e campagna eseguono distorsioni finali del di qualitativo. riflessioni delle ancora oggi q u e l l a 1 finale di motivazioni tale e fase dati si le di le sulle ricordi sui obbligano l'applicazione: correttamente Lo nella punto d i v i s t a in sua programmi eseguirli vantaggio dal Uno di elaborazione dati degli una la' dei come prospezione delle dati stessi diretta uno sismica. apparenze, se a monte e viceversa non non conseguenza Si può' esiste un di buon una (a) SU PERFI CI E PIANO DI i ' RIFERIMENTO^ S 1 EFFET T I V O DI P E R C O R S O RI FLESSI ON E I FLET T ORE IIGRAZIONE (b) CORRET T A ÌDEL POSIZIONE DELLA POSIZIONE RI FLET T ORE PROI ET T AT A RI FLESSI ON E (Ci LINEJA DELLE PO R G E N T I POSIZIONE N ON —M I GRAT A POSIZIONE DELLA DELLA POSSIBILI DELLA RI FLESSI ON E MIGRATA RIFLESSIONE Il s e m p l i c e m e t o d o d e l l a t a n g e n t e c o m u n e pe r la m i g r a z i o n e Flg.1 9 SEZIONE S T A C K r-^--:,. SEZIONE MIGRATA (FINITE DI FFEREN CE : «^aagBjgg&gaaa MIGRATION) 45 3 INTERPRETAZIONE SISMICA Dopo aver registrato dell'interno per della ripulirli infine i segnali terra, dopo averli dalle l a fase cosa q u e s t i dell'interpretazione discontinuità' opportunamente d i ciò' c h e non c o s t i t u i s c e necessario valutare questa riflessi elaborati informazione u t i l e , segnali e' r a p p r e s e n t a n o . E' geofisica e geologica dei d a t i s i s m i c i , c h e s i p r o p o n e d i s a l d a r e q u e l legame e s i s t e n t e t r a la propagazione geologici I dati delle elastiche e l a struttura dei corpi i n c u i esse s i propagano. sismici forma onde di vengono sezione presentati, sismica, come già' l a quale accennato, rappresenta sotto i n prima a p p r o s s i m a z i o n e una s e z i o n e v e r t i c a l e d e l s o t t o s u o l o . L'interpretazione sismiche, viene costituenti regolari e dell'area d i indagine II più* prodotto nella definiscono di passare svolgono dei dal della delle casi da della una linee o meno complessità' di uno profondita' in secondi di linee 23 ) ( figura 24 ) costituito più' o mappe più' in ( sismiche fasi sulle e' o loro orizzonti faglie più' più' interpretazione l e seguenti figura maglie i n funzione l'andamento reticolo degli a su 21 ). una investigazione ( "picking"; -definizione estese di arealmente effettuata reticolo ( figura parte generalmente -tracciamento tempi meno i n funzione geologici Per o un finale maggior tempo normalmente figura principali sezioni orizzonti metri alle che o del 22 mappe di ). s i lavoro: sismiche in 7SO0OO 800.000 600000 - m o- rso o o o - 700000- 650 000 ìtryx -\ Fig.21 St ruc t ura l c ont our m a p d e r i v e d f r o m 2 -D d a t a St ruc t ura l c ont our m a p d e r i v e d from 3 -D d a t a • P i c k i n g" d i u n o r i z z o n t e c he delinea una anticlinale FI9.2S 1 .5 1 .6 1.7 IMWHIHHthl. mmmmffii^SS' 1 .8 • wM»»l>iiTOHlli!»*»»>»"* mmm iimaiMi»mii —UBI 1 ^rm- 1 .9 2 .0 2 .1 2 .2 2 .3 2 .4 2 .5 2 .6 Interpretazione delle faglie Flg.24 49 -lettura del tracciato, punti tempo sulla lungo base d e l l e -costruzione di linee linea isocrone -conversione studio sottosuolo; sismici( mappa ( tempi misure effettuate figura misurati ( "posting"; mediante delle s i con in regolare figura i di 25/b sulla ) mappa 25/c-d ) l tracciamento i n profondita' basa d i velocita' approssimati "timing"; i n tempi studio valori successione v i e cosi' distribuzione analisi all'orizzonte 25/e ) mappa tale una rilevate ( figura della della di due sismiche d i una corrispondente sismica d e i tempi linee vie verticale l a -trascrizione due una pozzo attraverso velocita' o sismiche direttamente sui d i tipo statistico estensione areale ( che che ) forniscono o lo nel dati danno sulle valori più 1 p r e c i s i ma p u n t u a l i ) . Per convertire geologica l'immagine s i richiede sismica quindi i n una plausibile all'interpretatore realta' una duplice sensibilità'. Prima di tutto tutti g l i eventi opportunamente condizioni In stratigrafia, In figura complessa fenomeni dati cui di a l identificare cosiddetto disposizione stati geologia di geologici eliminare rumore valutando in etc, corretti relazione ed deve conoscenze strutturale, ed acquisiti l'interpretatore bagaglio modelli a sono luogo, considerevole come g u i d a capacita' relativi i in secondo elaborare l a alle elaborati. possedere di un sedimentologia, per essere che possano i n grado d i essere usati all'interpretazione. 26 e' mostrato un tipico i n c u i s i sovrappongono dovuti ad una struttura esempio fenomeni geologica di legati molto situazione a l rumore e articolata. • ROCCIA / • / f / / / / ROCCIA / SIGILLO TRAPPOLA A / \ SERBATOIO. ..* # # <f / < A d) ' s s s s s N \ Datum s T I r i' I fé ^ — > • e) ^ * * ^ * * a) Una se m plic e st rut t ura * anticlinale Line 1 b) V a l o r i in t e m p i d o p p i r e l a t i v i a l t o p r o c c i a s e r b a t o i o in c o r r i s p o n d e n z a Une della della 2 linea sism ic a 1 c) Postlng dei valori «• » e c _J m e c 2 A N d) P o s t l n g e) completo Contouring Flg.25 52 Dal punto d i v i s t a metodologico, n e g l i ultimi delineando anche due approcci interconnessi, L'interpretazione ( figura strutturale come quella propone favorevoli l'interpretazione di evidenziare ali'intrappolamento chiusure stratigrafica, strutturale, ( figura t a l modo s i p o s s o n o l a prospezione -caratteristiche che cerca 28 stratigrafia attraverso i dati per strettamente contro le degli faglie, etc. 27 ) . stratigrafiche In s i anticlinali, L'interpretazione da venuti stratigrafica. strutturali idrocarburi, s i sono se all'interpretazione sismica: strutturale e quella situazioni diversi, anni di ) e' comunque individuare mediante lo preceduta le trappole studio della sismici. ricavare diversi elementi significativi petrolifera: dell'ambiente deposizionale e dei processi che hanno c o n t r o l l a t o l a s e d i m e n t a z i o n e -informazioni sulla -informazioni sull'evoluzione Allo scopo d i o t t e n e r e opportune modalità', singole r i f l e s s i o n i areale delle intervallo I litologia più' l'ampiezza, Alcuni sul di un elementi g l i attributi e stime bacino in sedimentario. vengono u t i l i z z a t i , e fluidi secondo l a configurazione delle accurate delle velocita' 29 ) . attributi della riflessione l a frequenza/spaziatura esempi contenuto nonché' i r a p p o r t i g e o m e t r i c i , l ' a s s o c i a z i o n e riflessioni ( figura comuni tali e d i rapporti geometrici ( figura sono l a continuità', 30 ) . sono m o s t r a t i Va e v i d e n z i a t o come l ' i n t e r p r e t a z i o n e s t r a t i g r a f i c a i n f i g u r a 31. necessita d i ANTICLINALE ANTICLINALE FAGLIATA FAGLIA DIRETTA PIEGA FAGLIA -Esempi di trappole strutturali- LENTE SABBIOSA Esempi di trappole stratigrafiche PARAMETRI DELLE RIFLESSIONI SISMICHE E LORO SIGNIFICATO GEOLOGICO. PARAMETRI DELLE RIFLESSIONI SISMICHE CONFIGURAZIONE DELLA RIFLESSIONE INTERPRETAZIONE GEOLOGICA •CARATTERI DELLA STRATIFICAZIONE •PROCESSI DEPOSIZIONALI •EROSIONE E PALEOTOPOGRAFIA •CONTATTI TRA FLUIDI CONTINUITÀ' DELLA RIFLESSIONE •CONTINUITÀ' DELLA STRATIFICAZIONE •PROCESSI DEPOSIZIONALI AMPIEZZA DELLA RIFLESSIONE •CONTRASTO DI DENSITÀ'/VELOCITA' •SPAZIATURA DELLA STRATIFICAZIONE •CONTENUTO IN FLUIDI FREQUENZA DELLA RIFLESSIONE •SPESSORE DELLO STRATO •CONTENUTO IN FLUIDI VELOCITA' INTERVALLO •STIMA DELLA LITOLOGIA •STIMA DELLA POROSITÀ' •CONTENUTO IN FLUIDI ASSOCIAZIONE AREALE DELLE RIFLESSIONI •CONTESTO DEPOSIZIONALE GENERALE •FONTE DEI SEDIMENTI •ASSETTO GEOLOGICO Hg.29 CONTI NUI TY Discontinuous Continuous AM P LI TUDE High Low FREQUENCY/ SPACI NG High Low Attributi della riflessione: continuità', ampiezza, frequenza/ spaziatura. Fig.30 LAYERED Principali modelli che illustrano le possibili configurazioni delle riflessioni all'interno delle facies sismiche. Flg.31 dati d i ottima alcuni casi qualità ne interpretazione figura 1 ed o p p o r t u n a m e n t e p r o c e s s a t i , limita l'applicabilità'. stratigrafica dei dati Un sismici e' i l che i n esempio di riportato in 32. L'interpretazione dei dati sismici da considerazione: tenere prodotto nella dovuta finale di tutti assume i n f i n e un a l t r o g l i sforzi essa aspetto rappresenta i profusi negli l stadi p r e c e d e n t i ed i n base ad e s s a v i e n e d e c i s a l ' u b i c a z i o n e d e i p o z z i esplorativi. Anche per portata questo avanti risultati dalle sono esperienze e le la quali motivo l'interpretazione compagnie riservati conoscenze ed petrolifere in genere geologiche compagnia ha viene normalmente in sono proprio: i l frutto i di maturate nel tempo, per ingenti investimenti in fatto d e n a r o ed i n p e r s o n a l e . Data la sempre maggiore l'interpretazione crescenti, allora richiede per r i d u r r e l'informatica stanno infatti computerizzati automatizzata In p a r a l l e l o l'incertezza complessi grosse dati sintetici i n aiuto su di dati può' s f r u t t a r e che g l i permettono di ricerca d i informazioni all'interpretatore: larga permettono moli temi quantità' ormai che dei d e l p r o d o t t o f i n a l e . Ecco che tende a v e n i r e i l geofisico sismici oggigiorno sviluppandosi di dati complessità' in la scala sistemi manipolazione tempi contenuti. mezzi d i simulazione d e i d i comparare i dati reali c o s t r u i t i s u l l a base d i i p o t e s i g e o l o g i c h e con dettate d a l l a sua e s p e r i e n z a . Ne deriva prodotto quindi anche un finale, sia per valore commerciale l'impegno umano maggiore sia per del le IKni MIGRATED SEISMIC SECTION vo HiJiuiil(J SAHD-SHALE TURBtDITES 1.2 1.4 r:r:...^ ySHAty j ^ y TURBIDITES ***** TURBI DI TES S * ^ ^ SERGNANO FU 1.6- ^^^^ss^r^ÈSi I I I É É H I I I ^ '* ^ * """* '"' » -- wrjp -»" TERTIARY MARLS ^ g j g aZSsi ' s M Q.eaig ""« il i « > 2 .0 -fc "" SEQUENCE . È T W . i l HI» 1 I I I . U 1 1 ' -<| iiiiir»«"'!il3!;i| »n»».'ii.i ihè t y -• • • ì 1 ;"i !.h...i-> BOUNDARIES tv' REFIECTION TERM IKATION AT SEQUENCE BOUNDARI ES b) a) Sezione sismica b) interpretazione stratigrafica della formazione Sergnano (terrazzi fluviali Inclinati) Flg.32 apparecchiature Nella di cui oggi f i g u r a 33 s o n o r a p p r e s e n t a t i necessita alcuni s i possono oggi o t t e n e r e d a i s i s t e m i si rivelano affrontare sismica. sempre più' d e g l i modernamente e l'interpretazione. esempi d e i p r o d o t t i computerizzati; strumenti tali che sistemi i n d i s p e n s a b i l i per poter dinamicamente l'interpretazione Proiezione isometrica di un gruppo di sezioni sismiche preparata per facilitare la comprensione tridimensionale di un area strutturalmente compiei issa Rg.3 3 «. 63 4 CONSIDERAZIONI ORGANIZZATIVE ED ECONOMICHE Per avere degli un'idea sforzi più' c h i a r a operativi dell'entità' richiesti da e della complessità' una p r o s p e z i o n e sismica r i f l e s s i o n e , v e d i a m o o r a b r e v e m e n t e come s i s v o l g e i n p r a t i c a campagna di acquisizione compagnie per acquisizione. e' s v o l t o clienti l a ricerca petrolifere, come instaurare un squadra; egli includono d a società' a squadre canale e' o peraltro degli delle alcune con tecniche compagnie anche uno d e i s u o i i l compito usate, di e la del cliente, che vengono qualità' d e i d a t i e d e l l ' e f f i c i e n z a d e l l a di delle t r a l a compagnia interessi una ottenuti impiegano d i s o l i t o designa d i comunicazione i lcontrollo per conto geofisici cosi' "bird-dog", responsabile d e l lavoro contrattiste, La committente supervisore parte contrattiste i dati idrocarburi; oltre impiegati maggior che u t i l i z z a n o di squadre p r o p r i e . La a che della squadra. 4.1 I L PROGRAMMA SISMICO In Italia un permesso che da' motivi ai una compagnia di i ldiritto di tutti la i Tale d i suo i quali prefettizio interesse viene naturalmente durante titolare di decreto decreto ha arrecati diventa un all'area attraverso compagnia danni che ottenere 1 utilità'. dei terreni sismiche; risarcire può d i accesso pubblica proprietari linee ricerca petrolifera per notificato passeranno l e l'obbligo l'acquisizione di dei dati. Il da programma s i s m i c o , rilevare, viene cioè' l a d i s p o s i z i o n e stabilito dalla delle compagnia linee in sismiche base alla da rilevare, valutazione linee, viene stabilito dell'area d a l punto compatibilmente e' vicinanza di acquedotti, deve da di vista in alla e topografiche tali presenti, per considerazione strade, metanodotti, modificato base geologico debita abitati, fabbriche, in rettilineo. tenere luoghi essere compagnia con l e d i f f i c o l t a ' d o v r e b b e r o a v e r e un a n d a m e n t o Ovviamente dalla e ponti, talvolta l'insorgere la ferrovie, i l programma di impedimenti imprevisti. 4.2 I L GRUPPO SISMICO - A terra I dettagli della dell'organizzazione compagnia, d e l paese e d i una s q u a d r a dell'area variano a i n c u i s i svolgono l e o p e r a z i o n i ; per esempio, l a dimensione d e l l e squadre che in terraferma superficiale può' a n d a r e per o b i e t t i v i per rilievi i n giungla. In figura 34 gruppo e' e' sismico dinamite come professionista di e I l capo-gruppo, riportato sorgente responsabilità' buona qualità' altri compiti lo gruppo una sola controlla e' primaria a costi di tipo campagna di estrazione cioè' e che e e' la geofisico a tutti organizzato geofisica ed i da ha un come massima p r o d u z i o n e tuttavia geofisico, un i n genere un 1 di utilizza qualità' quella d i ottenere ragionevoli; rilievo organizzativo squadra, di non p e r un I l supervisore costi lavorano a più' d i un c e n t i n a i o schema d i energia. lavoro che t r e persone ingegneristici convenzionale, responsabile livelli. d a due o seconda come egli per ha e anche esempio la GRUPPO SISMICO CAPO GRUPPO In campagna In ufficio Osservatore Add. permessi Aiuto Topografo 1 Aiuti 1 Add. Calcoli Disegnatori Perforat ore capo Osservatore Aiuti r Add. Amministrat "5 Art ificiere Perforatori Meccanici Aiuti Aiuti Aiuti Flg.3 4 66 gestione delle del personale provvede a l l a responsabile utilizzato, lavoro e' manutenzione degli automezzi di registrazione dei dati dell'effettivo stendimento dell'acquisizione dei dati campagna generalmente operazioni nei confronti del assistito sul terreno una squadra di manovali, dei la e apparecchiature. L'osservatore il e da s i avvale di perforazione, che un ed e' di ricevitori e i n generale di tutto i l capo-gruppo. L'osservatore aiuto-osservatore d i una d i un provvede a l l a sismici squadra artificiere p o s a ed alla e per le topografica, di e d i una squadra r a c c o l t a d e l cavo e geofoni. - I n mare In di mare, una l'attività' nave di sismica acquisizione dei specificatamente dati avviene attrezzata a per bordo queste operazioni. Una squadra per rilievi capo-gruppo, che e' responsabile parecchi osservatori ed operazioni, dato svolto; da alternano senza soluzione tecnici ed durante che infine contiene le di capo-gruppo e che La dell'equipaggio. Nel molto personale meccanici, etc. di formata da i l lavoro che ore queste al che e' e sotto segue e' in una nave d i supporto, le gioco si svolgono da molti i l cavo che controllano le i l comando del istruzioni del la sismica, come p e r che navigazione; manovrano ) si giorno; un sismico aiuto-osservatori genere quando necessario tutto 24 sismica in caso di solito streamer nave tuttavia tranne ( di l'attrezzatura di meccanici idrofoni apparecchiature. capitano, funzionare operai gli e' continuità', fanno da marini sicurezza inoltre, esempio e' cuochi, 67 4.3 I COSTI E CONTRATTI compensi dovuti contratti che oppure tipica aree tempo", "a in base caso in la connessi cattivo alle guadagno per cercare nel formula aree caso in numero di c o n t r a t t o non petrolifera nel caso della ad della un a formula "a canone lavorate. La formula viene anche mature; in questo tutti i rischi come ma per esempio i l impedimento, chilometri privi formula di inconvenienti a i l tempo livello chilometro ed i l registrati. commissiona buon formula contrattuale un di sono che ad paga marini, campagna, tipo chilometro, la assume altro da e' più' si regolati formula committente nelle i l mantenere la deve rilievo essa deve produzione, tenere sotto nelle aree l a qualità'. operazioni italiane di perche' di controllo Le tipi la rilievi qualunque con Una a l'esplorazione contrattista società' sismico, mentre o sono tempo, nei operazioni cresce i la generale a effettivamente tipica società' tempo Entrambi e' per ore sismica misto. quale alle chilometro" utilizzata tipo nuove la squadra essere di secondo mensile una possono incentivo, in ad di acquisizione sismica s i e f f e t t u a n o con c o n t r a t t i "ad incentivo": questa che formula terrestre normalmente prevedono l a prevede l a corresponsione d i una p a r t e d e i c o m p e n s i m e n s i l i i n f u n z i o n e d e l l e a r e e d i l a v o r o e d i una p a r t e i n f u n z i o n e d e l numero d i r e g i s t r a z i o n i I contratti gli ad i n c e n t i v o presentano investimenti in apparecchiature i l vantaggio della effettuate. di tutelare contrattista qualità' d e i d a t i g a r a n t i t a d a l l a non a c c e t t a z i o n e d e l l e sia sia la registra- 68 zioni scadenti. La selezione di solito d i un c o n t r a t t i s t a p e r un p a r t i c o l a r e l a v o r o mediante gara d'appalto; talvolta, c o n s i d e r a z i o n i economiche sono s u b o r d i n a t e tecnologia più avanzata, 1 della tuttavia, a l l a valutazione strumentazione area. chilometro, copre I n p a r t i c o l a r e , n e l caso e' n o r m a l e c h e i l c o n t r a t t o a b b i a i caratteri generali responsabilità , l'assicurazione, 1 contraffazione la l'apparecchiatura, elaborazione Dal l e tecniche del tipo di rilievo. molti stendimento problemi esiste operativi, sorgente-geofono e esempio, produzione 3000 d i stendere gli nel i gruppi, 1983 la la relativa a l le date, d i acquisizione e d i era d i mensile media In giornaliere spostamenti della mare 80 da differenza dei rilievi quelli di marini, accesso, ridotti a l minimo; trascinato dalla nave e non d i piantare dollari km, s i a i 100 linea nel i geofoni, di mondo di una a l mese; data una questo invece superiori nave notevole come medio 2500/JO di una l e cariche. i l costo dinamite dollari/km. produzioni invece o sono 1 scavare i p o z z e t t i o d i f a r b r i l l a r e a l'esecuzione, l'area, N e l caso e t c , non s u s s i s t o n o , sistema bisogno squadra La prima ed i l c o s t o . seconda Ad e' i l personale, dei costi, c'è' parte specifica d i vista l'intero due p a r t i . a i tempi d i pagamento, quindi punto infatti, di e formula confidenzialità', d i b r e v e t t i , l a bancarotta, lavoro, del s q u a d r a i n una della quali la g i u r i s d i z i o n e , e t c . La seconda particolare a dell'accordo, le della migliore, p e r s o n a l e più' q u a l i f i c a t o o d e l l ' e s p e r i e n z a d e l l a determinata avviene a vuol dire raggiungono km, linea; anche perciò' circa spesso includendo i l costo PRODUZIONE MEDIA IN Km squadra ad esplosivo Italia Km/ mese 50 71 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 81 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 Anni dal 1971 PRODUZIONE MEDIA IN Km squadra a vibratori Italia Km/ mese 50 ' . 1 i 1 , 1 A i 45 m - y^L 40 - -i • - X A ! ' • _ , 1 L _ ) - 7- 1 - h 35 30 25 20 • 1 15 10 5 0 i ! 1 • L ' ^ i_ f--* r L , j • 1 i 1 i • _ _ 4 - - - - - - ^ i _ —j _ _ _ r _ _ * _ _ _ S _i 1 — 71 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 81 8 2 8 3 8 4 8 5 8 6 Anni dal 1971 Fig.3 5 medio un n e l mondo settimo Inoltre, n e l 1983 del anche era d i circa costo i tipico di l processing 450 un dei inferiore. Consideriamo ora più prospezione sismica riportati I in per 120175 lire/P.S.; spesa Se dati ad figure in media 450 Il sono 35 un e costo terrestre 36 un costo media ha che dunque quella le 37 km che m a r i n a circa coperto d i 370 m i l i o n i mensile ad milioni d i 427 dati 15399 in sono stati di 670000 39 km, di lire. milioni squadre di 1986. di s i a l'attività' a La lire. delle vibratori. separatamente e s p l o s i v o hanno scoppiato sismiche costo d i i n media a l chilometro i raggiunto c o n un 12 m i l i o n i / k m di lire all'estero e medio attività' d i linee ( cioè' hanno 11 delle due ), l e squadre vibratori medio con circa tutti terra terrestri, considerando invece di lire costo stata a meno 1 all'anno rilievi mensile ottenuti i n un mese a i costato e' esplosivo milioni squadre con media in Italia; 7308 e l'attività' riferiti stati points, e' costi terrestre. marini specifica 1 sono sono shot consideriamo ( nota riguarda dei quali squadre suoi l a produzione mensile Questi i coperti quanto scoppiati ciascuno ed questa chilometri mare; maniera rilievo dati c o s t o s o , s e b b e n e c o n un m a r g i n e in d o l l a r i / k m , cioè' ); mentre l e i n un ( circa mese 43 km 9 milioni/km ). dell'attività' s i s m i c a s i a e' l e g g e r m e n t e ridotto ( figure 37 e 38 ) , a n c h e s e m o l t o d i p e n d e d a l l a m o r f o l o g i a d e l l a zona i n cui squadre s i f a i lr i l i e v o ; terrestri per esempio, tale costo per a d e s p l o s i v o n e l 1986 e' s t a t o d i 9 m i l i o n i di lire a l COSTO MEDIO AL Km PER SQUADRA ESPLOSIVO Italia Migliaia di Ure/ Km 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 71 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 80 81 82 8 3 8 4 8 5 86 Anni dal 1971 COSTO MEDIO AL Km SQUADRA VIBROSEIS Italia Migliaia di Lire/ Km 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 71 7 2 7 3 7 4 7 5 76 7 7 7 8 79 80 81 82 8 3 84 8 5 86 Anni dal 1971 INCREMENTO ANOMALO DOVUTO AD ESPLORAZIONE REGIONALE APPENNINO CENTRO SETT. CON SQUADRE DOTATE DI ELICOTTERO Flg.36 COSTO MEDIO MENSILE PER SQUADRA Attività' all'ESTERO ESPLOSIVO Milioni di Lire/ mese 1600 • 82 83 Anni dal 1979 M assima attività' 1983 in Libia e Algeria COSTO MEDIO MENSILE PER SQUADRA VIBROSEIS Attività' all'ESTERO Milioni dì Lire/ mese 1600 1 1500 1 1400 1 1 1300 " •* ~ r " 1 1200 1 1100 1 1000 1 • 900 1 800 i 700 ! 600 i i 500 T 400 1 300 200 1 i 100 1 0 79 80 i i i i - - -,- - " • • 1 i i 1 i i • i i • i i i i 1 1 i i • «» S i i 1 i • i i i L i — 1 1 _ . _ ui - i r " " • 1 i 1 • i 1 | i T • i i i i i J I i - t~~ ' y / m t 1 v „^ », 1 - - ._ i i __.TSt_. i i • i i t • I i i i i 1 i i 1 i i i j- - i . _ - J - » _ — i 81 85 86 82 83 84 Anni dal 1979 Anni 79» 80, 85 Nessuna Squadra Vibratori operava all'estero FlQ-37 COSTO MEDIO AL Km PER RILIEVI MARINI DEEP WATER Attività a II» ESTERO 1 Migliaia di Lire/ Km 1000 82 83 Anni dal 1 9 7 9 COSTO MEDIO AL Km PER RILIEVI MARINI SHALLOW WATER Attività» all'ESTERO Migliaia dì Lire/ Km 25000 22500 20000 17500 15000 12500 10000 7500 5000 2500 81 82 83 Anni dal 1979 Anni 7 9 . 8 2 . 83 Nessun Rilievo Shallow Water all'estero Flg.3 8 74 chilometro i n media, acquisiti Per 8,5 ma v a r i a i n Nigeria quanto riguarda milioni/km. d a i q u a s i 12 m i l i o n i a i 7 milioni l e squadre per q u e l l i a vibratori Naturalmente, per per i eseguiti l a spesa l'attività' rilievi i n Libia. e' s t a t a d i all'estero e' m o l t o a l t o i l c a n o n e m e d i o m e n s i l e d i u n a s q u a d r a , c h e e' i n t o r n o ai 900 m i l i o n i esplosivo dovuta o di lire vibratori: all'elevata e dipende poco d a l f a t t o l'incidenza tanto molto più' economica che i l c o s t o medio tuttavia acque e' c i sono profonde primi costano enormi e casi e' difficili. s i s m i c a m a r i n a , d a t a l'invariabilità' d e l l a squadra, I i n questi usino quantità' d i p e r s o n a l e n e c e s s a r i o p e r g e s t i r e l'attività' i n a r e e o p e r a t i v a m e n t e La maggiore che esse differenze quelli infatti e' s t a t o i n acque anche se configurazione d i svolta all'estero, n e l 1986 d i 640000 d i prezzo basse ( tra i rilievi in zone ). meno d i 500000 l i r e / k m , m e d i o d e i s e c o n d i e' d i q u a s i 12 m i l i o n i lire/km; di lire lagunari mentre i l costo a lchilometro.