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In questo lavoro di tesi è stata svolta un’esperienza di elaborazione di dati sismici a riflessione 3D terrestri acquisiti nel campo geotermico di Larderello, a sud della Toscana e di proprietà di Enel Green Power.
Nella prima parte del lavoro, al fine di introdurre i dati 3D utilizzati, si fa cenno alla modalità di acquisizione di dati tridimensionali, per poi mostrare la geometria dello stendimento dell’intera area di indagine e i parametri di acquisizione adottati. L’area indagata nel presente lavoro si estende per circa 80 km2, che si riduce a 35 km2 se si considera la sola area a massima copertura. Il numero totale di shot registrati è pari a 1474 con un offset minimo di 7 m, un offset massimo di 3885 m e un numero massimo di 720 ricevitori attivi per shot; il tempo di registrazione è di 8 s e, per ridurre i tempi computazionali, sono stati tagliati gli ultimi 3 s in quanto privi di segnale utile. I sismogrammi registrati risultano fortemente contaminati da rumore e, in particolare, da onde superficiali (ground roll), presentando un rapporto segnale/rumore molto basso. La forte contaminazione da ground roll, rumore ambientale e la irregolare topografia rendono l’elaborazione particolarmente problematica. In più, l’area investigata è costituita da una geologia complessa caratterizzata dalla presenza di forti variazioni di velocità laterale e verticale, dalla messa in posto di corpi intrusivi isotropi e dalla presenza di rocce affette da termo metamorfismo con ripercussioni fortemente negative sulla riflettività degli eventi sismici. Essi infatti si manifestano con andamenti discontinui o totalmente assenti in estese aree dei sismogrammi. Tutte le complicazioni appena descritte rendono la stima del volume stack difficoltosa.
L’elaborazione effettuata nel presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di generare un volume stack nel dominio dei tempi caratterizzato da un rapporto segnale/rumore sufficientemente elevato, in modo tale da mettere in luce le riflessioni più importanti all’interno dell’area indagata. Dopo la prima parte introduttiva si presenta la sequenza di elaborazione completa, comprendente tutti i passi di elaborazione che hanno generato il volume stack 3D finale. Le prime operazioni sono finalizzate alla rimozione del rumore e, in particolar modo, alla riduzione selettiva del ground roll. I valori anomali di ampiezza di natura near surface sono stati corretti con l’applicazione delle correzioni di ampiezza surface consistent, mentre le problematiche annesse alla geologica irregolarità della topografia sono state affrontate tramite delle correzioni statiche a rifrazione. La successiva analisi di velocità, ha ulteriormente messo in luce le problematiche di questo dato terrestre. La quasi totale assenza di riflessioni, in particolare nelle porzioni superficiali (entro i 2-2.5 s), la loro non continuità, le elevate velocità degli orizzonti associata alla registrazione di un limitato offset massimo e la presenza di una forte componente di rumore, hanno generato degli spettri di velocità particolarmente complessi in cui non è possibile identificare un chiaro trend. In conclusione, la difficile interpretazione degli spettri di velocità ha prodotto dei modelli di velocità inaffidabili
Successivamente, si è svolta una deconvoluzione F-X in dominio common shot mirata ad enfatizzare le ampiezze relative ai segnali riflessi presenti entro i 2.5 s. Una nuova deconvoluzione F-X è stata poi applicata in dominio cdp dopo correzione di normal moveout. Queste operazioni, svolte con l’impiego di una parametratura conservativa, hanno messo in luce alcuni orizzonti, seppur ancora caratterizzati da una bassa continuità laterale.
L’elaborazione ha poi trattato le correzioni statiche residuali 3D surface consistent. La loro applicazione ha dato un forte contributo al miglioramento della qualità del volume stack. Affinché funzionino efficacemente, occorre effettuare un picking dei principali riflettori che si vogliono correggere e, a tale scopo, le precedenti operazioni si sono rivelate essenziali. Il metodo è efficace arealmente, rispettando la natura 3D del dato, poiché si procede selezionando gli orizzonti seguendoli lungo loro estensione spaziale nelle varie linee stack, Inline ed Xline, dell’intero volume.
Successivamente, il dato è stato esportato da ProMAX in formato seg-y e, tramite un codice sviluppato in ambiente matlab, si è effettuata una pesatura 3D dello stack al fine di incrementare il rapporto segnale/rumore. Il suo principio di funzionamento si basa sulla misura, in dominio pre-stack, della cross-correlazione lungo le tre direzioni dello spazio. In base ad essa si stimano i coefficienti normalizzati, che sono utilizzati per pesare la matrice dei dati prima di operare la somma che produce il volume stack. In pratica, le aree che presentano una forte correlazione spaziale verranno moltiplicate per un coefficiente elevato (coefficienti prossimi a 1), mentre quelle che presentano una scarsa correlazione subiranno un decremento (coefficienti prossimi a 0). Si è anche generato un volume stack dei pesi calcolati. Questo attributo post stack costituisce un indice di qualità e affidabilità dei dati, utile per confermare la presenza di alcuni orizzonti sismici, per esempio in corrispondenza di aree in cui l’attributo presenta valori alti e continui lateralmente o per evidenziare aree trasparenti al segnale sismico, per esempio in aree con bassi valori dell’attributo.
Solo al termine dell’elaborazione è stata effettuata una deconvoluzione F-XY per incrementare la continuità laterale delle riflessioni. Questa è stata applicata in dominio prestack, dopo aver suddiviso i dati in 14 volumi common offset con bin pari a 250m. I parametri adottati (conservativi) e la scelta di applicare questo tipo di deconvoluzione in una fase finale dell’elaborazione, hanno prevenuto il rischio di introdurre artefatti e costituiscono una operazione di rifinitura. Il volume stack finale ottenuto mostra un rapporto segnale/rumore notevolmente migliorato rispetto le fasi iniziali del processing dove si osservano orizzonti sismici ad alta ampiezza, con buona continuità laterale tale da essere osservabili nella quasi totalità del volume, permettendo di identificare una struttura antiforme di grande scala.