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1. Riassunto

La tesi sperimentale proposta si inserisce nel campo della Sismica a Riflessione, uno dei principali metodi utilizzati nella Geofisica di Esplorazione. L’utilizzo di questa metodologia trova largo impiego nel settore petrolifero grazie alla capacità delle onde sismiche di indagare in sottosuperficie con grande dettaglio. Tale capacità, supportata da moderni software, permette inoltre di costruire immagini strutturali 2D e 3D del sottosuolo in grado di facilitare l’individuazione di possibili giacimenti di idrocarburi.
In questo lavoro di tesi sono stati trattati dati sismici relativi ad una acquisizione marina ad alta risoluzione, applicata fin dagli anni novanta, dal nome WSS (Well Site Survey). In ambito industriale se ne sfruttano le potenzialità per ottenere informazioni di dettaglio sull’assetto geologico-strutturale superficiale dell’area che si desidera investigare.
Le registrazioni WSS generalmente si compongono di numerose linee sismiche equidistanti ed ortogonali tra loro che disegnano un'area centrata sulla testa del pozzo esplorativo o laddove siano necessarie ispezioni di dettaglio per la costruzione di infrastrutture (piattaforme petrolifere, oleodotti, etc.).
Tali dati sono stati utilizzati in quanto lo scopo del presente lavoro è la costruzione di un modello di velocità in profondità per i primi 400 m in corrispondenza di un fondale marino posto a profondità non elevate.
La tesi si articola in due fasi principali: l'elaborazione con metodi convenzionali di una linea WSS e la realizzazione del campo di velocità in profondità ad alta risoluzione facendo uso di strategie innovative e di ricerca.
L'elaborazione dei dati è stata condotta seguendo un procedimento conservativo, senza eseguire operazioni tali da introdurre artefatti o da compromettere la risoluzione originale del segnale. L’immagine ottenuta ha reso possibile l’identificazione di una stratificazione dettagliata caratterizzata da numerosi riflettori lateralmente continui e circa orizzontali.
A partire dall’immagine ottenuta sono stati interpretati degli orizzonti sismici in base ai quali si è costruito un modello 2D di velocità in tempi. Per la stima delle velocità è stata sperimentata una metodologia che fa uso di un impianto matematico denominato Complex Matched Filter e uno più tradizionale denominato Semblance. Tali modelli sono stati infine convertiti in profondità in base all’assunzione di strati localmente orizzontali. Il modello finale di velocità-profondità mostra un generale incremento della velocità all’aumentare della profondità ma anche significativi e repentini aumenti di velocità che fanno presupporre l’insorgenza di possibili fenomeni di conversione di modo. Il modello realizzato può quindi costituire un elemento di partenza per ulteriori studi basati sulla propagazione di onde superficiali.


1.1. Abstract

The experimental thesis proposed here can be placed within the context of Reflection Seismology (reflection shooting), one of the main methods used in Exploration Geophysics. This methodology is largely employed in the oil sector thanks to the capability of seismic waves to investigate the subsurface in great detail. With the aid of modern software, it is also possible to construct 2D and 3D structural images of the subsurface, facilitating the detection of potential hydrocarbon reservoirs (Oil pools).
The thesis discusses the processing of seismic data relative to a high resolution marine acquisition, in application since nineties, known as WSS (Well Site Survey).
In the industry WSS data are used to obtain detailed information about the shallow geological structure of the area to be investigated.
WSS recordings are generally made up of several equidistant seismic lines, orthogonal to each other, which outline an area centered on the exploration wellhead or wherever detailed inspections are necessary for the building of infrastructures (oil rigs, pipelines, etc.).
Given the objective of this thesis, this data was used to estimate a depth- velocity model for depth up to 400m, in correspondence with a shallow seabed.
The thesis is developed in two main phases: first, the processing of a WSS line using conventional methods and, second, the estimation of a high- resolution depth velocity- field using innovative mrthods.
The data processing is carried out following a careful procedure, avoiding operations which could introduce artifacts or compromise the original resolution of the signal. The image obtained has made possible the identification of a detailed stratification, characterized laterally by several continuous and nearly horizontal reflectors.
The seismic horizons were interpreted from the image obtained, and a 2D velocity- in- time model constructed.
The velocity estimates were obtained using two different methodologies: one that makes use of Complex Matched Filtering techniques, and the other that is based on a more traditional technique known as Semblance.
These velocity models were ultimately converted into depth on the basis of the assumption of locally horizontal strata.
The resulting velocity-depth model shows a general increase of velocity with depth, but also significant sudden increases in velocity, which imply the generation of possible mode- converted events.
This model can therefore be used as a starting point for further studies based on the propagation of surface waves.