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Tesi etd-01142019-155429


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
FILIPPI, ANTONIO
URN
etd-01142019-155429
Title
Elaborazione di dati sismici terrestri 3D acquisiti per l'esplorazione geotermica e sperimentazione del Continuous Wavelet Transform per la rimozione del Ground-Roll
Struttura
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
GEOFISICA DI ESPLORAZIONE E APPLICATA
Commissione
relatore Prof. Mazzotti, Alfredo
correlatore Prof. Tognarelli, Andrea
Parole chiave
  • volume stack
  • spettro dell'ondina
  • trasformata wavelet continua
  • ground-roll
  • filtro passa-banda
  • time processing
  • orizzonte k
Data inizio appello
08/02/2019;
Consultabilità
secretata d'ufficio
Data di rilascio
08/02/2022
Riassunto analitico
Lo scopo del seguente lavoro di tesi è quello di sviluppare una sequenza di elaborazione ottimale nel dominio tempi, da applicare a dati sismici a riflessione 3D acquisiti nella zona di Larderello (Toscana meridionale) per ottenere un volume sismico stack che mostri l’evidenza di orizzonti sismici rappresentativi di strutture geologiche nell’ambito dell’esplorazione geotermica. L’elaborazione è incentrata soprattutto sulle tecniche di analisi e filtraggio del rumore con particolare riferimento a quello prodotto dalle onde superficiali, denominato Ground-Roll. Il basso rapporto segnale/rumore, proprio dei dati terrestri, è dovuto principalmente alla topografia spesso accidentata, al rumore antropico, al diverso accoppiamento dei sensori con il terreno e ad effetti near-surface, che tendono a contaminare negativamente il segnale con l’introduzione di disturbi quali il Ground-Roll. La prospezione è condotta con il metodo della sismica a riflessione 3D, mediante esplosivo, in una nota area di interesse geotermico a causa delle intrusioni di corpi magmatici in zone superficiali.
La prima parte di questo lavoro si concentra dunque sull'elaborazione dei dati terrestri, soffermandosi con particolare attenzione sull’attenuazione del Ground-Roll tramite una tecnica innovativa che agisce nel dominio delle wavelet. Tale tecnica, che fa uso della Continuous Wavelet Transform (CWT), risulta essere molto efficace per attenuare il rumore prodotto da onde superficiali e la realizzazione dei filtri nel dominio wavelet avviene in modo intuitivo e veloce anche con dati 3D come quelli trattati. Il metodo viene inoltre confrontato con alcune procedure di rimozione Ground-Roll standard. La sequenza di time processing per l’ottenimento del volume sismico stack comprende il denoising dei common shot, costituito dalla rimozione delle tracce rumorose e degli spike all’interno di esse, il filtraggio dei disturbi coerenti, l'utilizzo di operatori multicanale per la correzione delle ampiezze. L’osservazione del volume sismico ottenuto ha consentito di ricostruire le geometrie e l’estensione areale dei riflettori sismici principali, tra i quali il più importante è senza dubbio un evento molto riflettente (compreso tra 1,5 e circa 3 secondi in questa zona di indagine) che può essere associato al noto Orizzonte K, tuttora oggetto di studio da parte di molte compagnie nel campo dell’esplorazione geotermica per la sua ancora discussa natura e il livello di produttività che può generare. Nella seconda e conclusiva parte della tesi, si è sperimentata una sequenza di elaborazione mirata a generare un dato osservato da fornire in input ad un algoritmo di inversione full waveform globale. Le inversioni consentiranno, in futuro, di ottenere un campo di velocità relativo al semispazio indagato che verrà direttamente confrontato con quello ottenuto attraverso altre metodologie e pertinente la stessa area. Questo processing si caratterizza da una scelta accurata dei common shot più idonei alle analisi, dal filtraggio sugli spettri F-K, dall’applicazione di più fasi di deconvoluzione predittiva e F-X. L’applicazione delle correzioni statiche e l’utilizzo di operatori specifici ha permesso la creazione di finestre all’interno delle quali poter aumentare la coerenza degli eventi, calcolare l’inviluppo delle tracce e filtrare gli spettri del segnale risultante in base alla banda di frequenze voluta. Ne è derivato un dataset nel quale i disturbi coerenti e incoerenti sono stati notevolmente attenuati preservando il segnale utile alle basse frequenze. I dati elaborati sono stati impiegati per la realizzazione di un forward modelling in qui l'ondina utilizzata è stata stimata direttamente dai dati grezzi analizzando gli arrivi diretti in un range di offset che non fosse perturbato da altri tipi di segnali e/o disturbi, mediando infine tra le ondine che presentavano la massima coerenza. Per il calcolo preliminare della funzione di misfit è stata utilizzata la norma L2 della differenza fra dati osservati e quelli predetti. I futuri test di inversione multi-2D saranno mirati all’ottenimento del modello di velocità della sottosuperficie e saranno impiegati nelle operazioni di migrazione del dato.
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