Tesi etd-06162016-121944 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
PROCOPIO, LUCA
URN
etd-06162016-121944
Titolo
Elaborazione numerica di dati sismici 2D terrestri caratterizzati da basso rapporto segnale/rumore
Dipartimento
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
GEOFISICA DI ESPLORAZIONE E APPLICATA
Relatori
relatore Prof. Mazzotti, Alfredo
correlatore Dott. Tognarelli, Andrea
correlatore Dott. Tognarelli, Andrea
Parole chiave
- crop
- deconvoluzione
- denoising
- orizzonte_K
- processing
- statiche
Data inizio appello
14/07/2016
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
14/07/2086
Riassunto
Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di elaborare la linea sismica a riflessione CROP 18A, acquisita onshore nell’ambito del progetto CROsta Profonda. La linea è situata nella Toscana meridionale, nota area di interesse geotermico in quanto caratterizzata dalla risalita e messa in posto in livelli superficiali della crosta di corpi intrusivi ad alta temperatura. Sebbene i dati abbiano registrato fino ad un tempo pari a 12s, la tesi si pone l'obiettivo di elaborare la porzione più superficiale compresa nei primi 5 secondi. Il profilo 2D in esame, lungo 48 km e con orientazione circa nord-sud, è stato elaborato sia utilizzando i classici dati NVR (near vertical reflection) con stendimento in grado di registrare offset massimi fino a 7 km, sia con due esperimenti particolari denominati Expanding Spread, caratterizzati da un offset massimo di circa 40 km.
Tutte le registrazioni NVR utilizzano una sorgente esplosiva da 30 Kg e uno stendimento split-spread asimmetrico con 192 canali attivi. Per gli esperimenti Expanding Spread l’acquisizione è avvenuta traslando progressivamente lo stendimento e aumentando la carica esplosiva per ottenere un buon rapporto S/R (segnale – rumore) anche a distanze sorgente-ricevitore elevate. In questi due casi sono registrate oltre 700 tracce.
Il basso rapporto S/R che tipicamente caratterizza i dati terrestri, unita ai parametri di acquisizione della linea, adatti ad esplorazioni profonde piuttosto che superficiali, hanno reso necessario una strategia di processing incentrata sul denoising e allo stesso tempo conservativa nei confronti del segnale.
Nella prima fase dell'elaborazione si sono quindi applicate alcune operazioni nel dominio dei tempi finalizzate a migliorare la qualità del dato, in particolare sono state rimosse le tracce rumorose e quelle che presentavano un anomalo decadimento energetico, sono state applicate le operazioni di despiking e rimozione dei noise burst e, nel dominio delle frequenze, è stato attenuato il ground-roll mediante l'uso di dedicati filtri tempo e offset varianti. I sensibili parametri utilizzati in questa fase derivano dalla scelta di trovare il giusto compromesso tra attenuazione del rumore e preservazione del segnale cercato. Infine, per rimuovere gli effetti di natura surface-consistent sono state calcolate e applicate le correzioni necessarie per escludere le alterazioni di ampiezza che essi producono sul dato.
Nella seconda fase dell'elaborazione si è proceduto al calcolo e applicazione delle statiche a rifrazione. La difficoltà riscontrata in questa fase risiede nella scelta della velocità dell'areato ed in particolare dei range di offset da considerare nel processo di inversione e che devono essere scelti in modo da essere quanto possibile rappresentativi del rifrattore cercato. Questa prima definizione delle statiche è stata, nel corso dell'elaborazione, affinata per cicli iterativi con correzioni residuali.
La terza e conclusiva fase è mirata alla costruzione di un modello di velocità delle onde di pressione successivamente utilizzato per realizzare la sezione sismica stack. Nonostante lo sforzo fatto nelle operazioni di denoising, la definizione delle velocità sui pannelli di semblance è risultata difficoltosa a causa della presenza di coerenze affette da ambiguità interpretativa e per la loro mancata continuità tra pannelli adiacenti.
Tuttavia, a partire dall'originale basso rapporto S/R del dato, l'elaborazione ha prodotto una sezione sismica in cui è possibile individuare alcuni riflettori superficiali e in cui è possibile riconoscere un evento (a circa 4 s) molto riflettente noto come orizzonte K presente soprattutto nella parte situata più a nord della sezione stack e che risale verso livelli più superficiali procedendo verso la parte centrale della linea andando poi a perdere continuità procedendo verso sud.
La sezione sismica ottenuta evidenzia la complessità del dato e dell'area investigata come è noto essere in contesti geotermici. In particolare, la natura isotropa dei corpi intrusivi può essere la causa della presenza di vaste aree della sezione prive di evidenti riflessioni e responsabile della mancanza di continuità degli orizzonti osservati.
Tutte le registrazioni NVR utilizzano una sorgente esplosiva da 30 Kg e uno stendimento split-spread asimmetrico con 192 canali attivi. Per gli esperimenti Expanding Spread l’acquisizione è avvenuta traslando progressivamente lo stendimento e aumentando la carica esplosiva per ottenere un buon rapporto S/R (segnale – rumore) anche a distanze sorgente-ricevitore elevate. In questi due casi sono registrate oltre 700 tracce.
Il basso rapporto S/R che tipicamente caratterizza i dati terrestri, unita ai parametri di acquisizione della linea, adatti ad esplorazioni profonde piuttosto che superficiali, hanno reso necessario una strategia di processing incentrata sul denoising e allo stesso tempo conservativa nei confronti del segnale.
Nella prima fase dell'elaborazione si sono quindi applicate alcune operazioni nel dominio dei tempi finalizzate a migliorare la qualità del dato, in particolare sono state rimosse le tracce rumorose e quelle che presentavano un anomalo decadimento energetico, sono state applicate le operazioni di despiking e rimozione dei noise burst e, nel dominio delle frequenze, è stato attenuato il ground-roll mediante l'uso di dedicati filtri tempo e offset varianti. I sensibili parametri utilizzati in questa fase derivano dalla scelta di trovare il giusto compromesso tra attenuazione del rumore e preservazione del segnale cercato. Infine, per rimuovere gli effetti di natura surface-consistent sono state calcolate e applicate le correzioni necessarie per escludere le alterazioni di ampiezza che essi producono sul dato.
Nella seconda fase dell'elaborazione si è proceduto al calcolo e applicazione delle statiche a rifrazione. La difficoltà riscontrata in questa fase risiede nella scelta della velocità dell'areato ed in particolare dei range di offset da considerare nel processo di inversione e che devono essere scelti in modo da essere quanto possibile rappresentativi del rifrattore cercato. Questa prima definizione delle statiche è stata, nel corso dell'elaborazione, affinata per cicli iterativi con correzioni residuali.
La terza e conclusiva fase è mirata alla costruzione di un modello di velocità delle onde di pressione successivamente utilizzato per realizzare la sezione sismica stack. Nonostante lo sforzo fatto nelle operazioni di denoising, la definizione delle velocità sui pannelli di semblance è risultata difficoltosa a causa della presenza di coerenze affette da ambiguità interpretativa e per la loro mancata continuità tra pannelli adiacenti.
Tuttavia, a partire dall'originale basso rapporto S/R del dato, l'elaborazione ha prodotto una sezione sismica in cui è possibile individuare alcuni riflettori superficiali e in cui è possibile riconoscere un evento (a circa 4 s) molto riflettente noto come orizzonte K presente soprattutto nella parte situata più a nord della sezione stack e che risale verso livelli più superficiali procedendo verso la parte centrale della linea andando poi a perdere continuità procedendo verso sud.
La sezione sismica ottenuta evidenzia la complessità del dato e dell'area investigata come è noto essere in contesti geotermici. In particolare, la natura isotropa dei corpi intrusivi può essere la causa della presenza di vaste aree della sezione prive di evidenti riflessioni e responsabile della mancanza di continuità degli orizzonti osservati.
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