• quadro geologico
• prospezione
• onde elastiche

L’indagine sismica 3D, che consente di ottenere un’immagine delle strutture del sottosuolo, trova larga applicazione nel settore petrolifero, dove fino dagli anni 80 viene impiegata con successo nell’esplorazione di obiettivi profondi. Analogamente al settore petrolifero anche in ambito geotermico è fondamentale ottenere un’immagine 3D del sottosuolo che evidenzi potenziali target per nuovi pozzi di esplorazione e produzione. A tal fine, infatti, nuove acquisizioni di dati sismici 3D sono state recentemente effettuate nelle zone della Toscana orientale (Larderello) e in Germania nei pressi di Gross-Schoenebeck (Berlino) nell’ambito di un progetto di ricerca europeo. In particolare per l’area di Larderello, dove si concentra la maggior parte di questo lavoro di tesi, si ha però una geologia assai complessa che causa non pochi problemi in fase di acquisizione ed elaborazione, dove inoltre la risposta sismica è risultata assai bassa.

Il primo obiettivo di questo lavoro è ottenere un’immagine del sottosuolo con un migliore rapporto segnale rumore tramite un’elaborazione mirata ad uno dei possibili target individuati nei dati sismici. Questi dati erano già stati elaborati a livello industriale da due compagnie, eppure è stata necessaria una nuova fase di processing che indagasse i meccanismi di attenuazione del segnale e che rimuovesse tali effetti. È stato riscontrato un forte assorbimento del segnale in corrispondenza di varie formazioni e in particolare dei calcari porosi della Successione-Toscana affiorante in questa zona. Tale riscontro ha portato all’eliminazione delle tracce in cui le perturbazioni sismiche, propagandosi due volte attraverso tali formazioni, risultavano particolarmente rumorose e inficiavano la qualità del dato. La conseguente applicazione di alcune operazioni di elaborazione, tra cui statiche residuali e deconvoluzione F-xy, ha permesso di migliorare la continuità dei riflettori corrispondenti agli obiettivi geotermici.
In seguito si è cercato di individuare eventuali sistemi di fratture orientate presenti nei serbatoi geotermici, utilizzando strumenti di analisi di variazioni delle ampiezze del segnale sismico rispetto all’azimut (AVAZ) e all’offset (AVO), indicatori di anisotropie traverse isotrope orizzontali. La conoscenza della distribuzione delle fratture consentirebbe infatti una migliore pianificazione dei pozzi per sfruttare zone ad elevate permeabilità. La copertura dell’acquisizione 3D, che non era stata progettata per una caratterizzazione anisotropa del giacimento e l’insufficiente qualità del dato sismico, non hanno però permesso di ottenere risultati soddisfacenti e identificare con sicurezza i sistemi di fratture eventualmente presenti.

In ambito petrolifero, ma sempre a livello sperimentale e di ricerca, per caratterizzare la fratturazione a livello del reservoir vengono effettuate acquisizioni a copertura maggiore e omogenea in azimut con una tipologia di acquisizione particolare quale quella effettuata nell’area geotermica di Gross-Schoenebeck (Berlino), caratterizzata, a differenza della zona di Larderello-Travale, da una geotermia a bassa entalpia. In questo caso infatti è stato impiegato uno stendimento “a stella” che esula dagli schemi classici secondo i quali le acquisizioni vengono progettate su griglie rettangolari. Tale stendimento, di tipo sperimentale, è stato progettato come l’intersezione di quattro linee sismiche in corrispondenza del target geotermico da investigare, consentendo di avere una omogenea distribuzione azimutale delle tracce per classi di offset. Nell’ambito di questo lavoro di tesi, oltre ad aver partecipato alle fasi di acquisizione in campagna, mi sono dedicato all’analisi del dato sismico sia da un punto di vista della effettiva realizzazione delle geometrie di acquisizione sia per ciò che riguarda la qualità dei dati registrati. In particolare, è stata osservata la presenza di una forte componente di rumore da onde superficiali (Ground-Roll), che potrebbe causare seri problemi nella futura fase di elaborazione dell’immagine sismica. Tuttavia nuove acquisizioni di questo tipo sono state progettate riconoscendola valida per un’indagine di variazioni azimutali dei segnali riflessi.