Giáo trình thăm dò địa chấn trong địa chất dầu khí Chương 2 Cơ sở của phương pháp thăm dò địa chấn

Chương 2 cơ sở của phương pháp thăm dò địa chấn Phương pháp địa chấn được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu quá trình truyền sóng đàn hồi trong môi trường địa chất.. Vì lực kích thích nhỏ

Chương 2 cơ sở của phương pháp thăm dò địa chấn

Phương pháp địa chấn được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu quá trình truyền sóng đàn hồi trong môi trường địa chất Chính vì vậy, để hiểu rõ khả năng áp dụng của phương pháp, cần làm sáng tỏ các khái niệm cơ bản về sóng đàn hồi, đặc điểm địa chất trong quá trình truyền sóng và cơ sở của phương pháp

2.1 Cơ sở của phương pháp địa chấn

2.1.1 Sự hình thành sóng đàn hồi

+ Cơ sở lý thuyết đàn hồi

Trong thăm dò địa chấn, khi phát sóng ở một điểm nào đó thì sẽ làm cho môi trường xung quanh bị rung động Vì lực kích thích nhỏ và thời gian tác động rất ngắn nên có thể coi môi trường địa chất là môi trường đàn hồi, các dao động được lan truyền dưới dạng sóng đàn hồi Trên cơ sở như vậy, những khái niệm về lý thuyết đàn hồi được sử dụng để nghiên cứu quá trình truyền sóng

Các vật thể được coi là đàn hồi nếu khi có lực tác dụng thì hình dạng vật thể bị thay đổi và khi lực ngừng tác dụng thì vật thể trở lại trạng thái ban

đầu Sự thay đổi hình dạng như vậy gọi là sự biến dạng đàn hồi Có thể phân chia sự biến dạng đàn hồi thành hai loại: biến dạng thể tích và biến dạng hình dạng Nếu lực tác dụng chỉ làm thay đổi thể tích của vật thể còn hình dạng vẫn

giữ nguyên thì gọi là biến dạng thể tích Ngược lại nếu vật thể chỉ thay đổi hình dạng và không thay đổi thể tích thì đó là biến dạng hình dạng Các loại

biến dạng đàn hồi phức tạp đều được coi là tổng của biến dạng thể tích và biến dạng hình dạng Đối với chất rắn, khi bị lực tác dụng thì xảy ra cả biến dạng thể tích và biến dạng hình dạng, còn với chất lỏng và chất khí thì chỉ xảy ra biến dạng thể tích

Khi có lực tác dụng vào vật thể gây nên sự biến dạng thì bên trong vật thể đồng thời xuất hiện nội lực có xu hướng chống lại ngoại lực nhằm kéo các phần tử vật chất về trạng thái ban đầu gọi là ứng lực ứng lực tác dụng lên một

đơn vị diện tích nhằm cân bằng với ngoại lực gọi là ứng suất

Mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng được xác định bởi những qui luật nhất định Nếu mối quan hệ này tuyến tính thì môi trường nghiên cứu

được coi là môi trường đàn hồi tuyệt đối, mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng được mô tả bởi định luật Hooke

Để làm sáng tỏ điều này, chúng ta có thể xét một thí dụ minh hoạ đơn giản trên hình 2.1 Giả sử có một vật thể đàn hồi có hình trụ tròn có chiều dài l

và đường kính d bị gắn chặt một đầu Dưới tác dụng của lực F vật thể bị biến dạng, có độ dãn dọc là ∆l và độ nén ngang là ∆d Gọi độ dãn dọc tương đối là

∂l = ∆l/l và độ nén ngang tương đối là ∂d= ∆d/d

ứng suất T có độ lớn là:

d4

FS

FT

π

=

=

Vật thể đàn hồi được đặc

trưng bởi các tham số đàn hồi như

mô đun dãn dọc E (mô đun Young),

mô đun nén ngang σ (hệ số Poisson)

bl

Mô dun Young có trị số bằng ứng suất khi vật thể bị dãn gấp 2 lần

Các đại lượng E và σ đặc trưng cho tính chất đàn hồi của vật thể và không

phụ thuộc vào nhau Trên bảng 2.1 dẫn ra giá trị E và σ của một số loại đất

đá phiến cát kết

1.5 - 4.5 1.5 - 3.0

0.3 - 0.40 0.2 - 0.35

+ Sự hình thành sóng đàn hồi

Trong thăm dò địa chấn, khi kích thích dao động thì sẽ gây nên sự biến dạng và xuất hiện ứng suất có xu hướng kéo vật thể trở về trạng thái ban đầu Do hiện tượng quán tính nên các phần tử vật chất của môi trường

và sau khi lực tác dụng (b)

sẽ dao động quanh vị trí cân bằng Các dao động này được lan truyền trong môi trường dưới dạng sóng đàn hồi Sóng đàn hồi được truyền đi với tốc độ phụ thuộc vào các tham số đàn hồi của môi trường Trong môi trường đồng nhất, khi có sự kích thích dao động thì sẽ tạo ra hai loại sóng khác nhau là

sóng dọc (P) và sóng ngang (S)

Sóng dọc (P) liên quan đến biến dạng thể tích, các hạt vật chất dao

động trùng với phương truyền sóng Khi sóng dọc truyền đi sẽ tạo ra các

đới nén, dãn liên tiếp (hình 2.2a) Sóng ngang (S) liên quan đến biến dạng hình dạng, các hạt vật chất dao động thẳng góc với phương truyền sóng Khi sóng ngang truyền đi sẽ tạo ra các đới trượt liên tiếp (hình 2.2b)

a b

Hình 2.2 Quá trình truyền sóng dọc (a) và sóng ngang (b)

Sóng dọc và sóng ngang truyền độc lập với nhau và có tốc độ là vP và vS

)21)(

1(

)1(E

vP

σ

ưσ+ρ

σ

ư

)1(

)1(2v

2 P

2 S

2 P

v v

v 2 v 2

1

ư

ư

= σ

Trong không khí và nước, do không có biến dạng hình dạng nên chỉ

có sóng dọc mà không có sóng ngang Trong thăm dò địa chấn biển, cáp thu được bố trí trong nước biển ở độ sâu 6-8m tính từ mặt nước nên chỉ thu

được sóng dọc, để thu được sóng ngang cần đưa cáp thu xuống sát đáy biển

Trong địa chấn, việc quan sát sóng được tiến hành bằng cách ghi dao

động theo thời gian tại các điểm quan sát khác nhau trên tuyến Nếu xét sự dịch chuyển của dao động theo tia sóng tại một thời điểm nhất định thì đồ thị biểu diễn dao động tại một thời điểm theo khoảng cách được gọi là tuyến sóng Khoảng cách giữa các cực trị cùng tên là bước sóng λ (hình 2.3a)

Đồ thị biểu diễn dao động tại một điểm quan sát theo thời gian gọi là hình dạng sóng Độ lệch cực đại của đường ghi so với vị trí cân bằng gọi là biên độ (A), khoảng thời gian giữa hai cực trị cùng tên gọi là chu kỳ (T), đại lượng nghịch đảo với chu kỳ xác định số dao động trong một đơn vị thời gian gọi là tần số f = 1/T Có thể sử dụng khái niệm tần số vòng ω = 2πf (hình 2.3b) Mối quan hệ giữa bước sóng và chu kỳ được xác định bởi công thức λ = vT Trong đó v là tốc độ truyền sóng

Hình 2.3 Tuyến sóng (a) và hình dạng sóng (b)

2.1.2 Cơ sở địa chấn hình học

Trong quá trình nghiên cứu sự truyền sóng địa chấn có thể xét trường

sóng theo các đặc điểm động hình học hoặc đặc điểm động lực

Khi xét sự truyền sóng đàn hồi tương tự như các tia sáng trong quang học, chúng ta quan tâm đến các đặc điểm động hình học của sóng như trường thời gian, sự phân bố mặt sóng, thời gian truyền sóng, tốc độ Việc nghiên cứu chúng dựa trên cơ sở địa chấn hình học

Khi nghiên cứu các đặc điểm động lực của trường sóng cần xét các tham số như hình dạng sóng, biên độ, phổ tần số

+ Trường thời gian

Khi phát sóng tại một điểm nào đó thì sẽ tạo ra sóng đàn hồi truyền trong môi trường Trong quá trình truyền sóng, có thể xác định được thời gian

u

sóng truyền đến các điểm có toạ độ khác nhau Khoảng không gian tồn tại mối

quan hệ giữa thời gian truyền sóng và toạ độ điểm quan sát gọi là trường thời gian Trường thời gian được đặc trưng bởi mặt sóng và tia sóng Mặt sóng là

các mặt mà trên đó thời gian sóng đến như nhau, còn được gọi là mặt đẳng thời Khi nghiên cứu tập hợp các mặt đẳng thời có thể xác định đặc điểm truyền sóng Tia sóng là những đường thẳng góc với mặt đẳng thời và trùng với phương truyền sóng Trong môi trường đồng nhất, tia sóng là đường thẳng còn trong môi trường không đồng nhất do tốc độ truyền sóng thay đổi nên tia sóng có thể là đường cong, đường gấp khúc

Khi tiến hành phương pháp địa chấn, với một nguồn phát thường thu sóng tại nhiều điểm khác nhau trên các tuyến quan sát Mối quan hệ giữa

thời gian sóng đến và toạ độ điểm quan sát được biểu diễn bởi các biểu đồ thời khoảng (BĐTK) Khi quan sát trên từng tuyến (địa chấn 2D) biểu đồ

thời khoảng là những đường thẳng hoặc đường cong, khi quan sát trên diện tích gồm nhiều tuyến khác nhau (địa chấn 3D), biểu đồ thời khoảng là các mặt Một vài thí dụ biểu đồ thời khoảng sóng phản xạ và sóng khúc xạ được thể hiện trên các hình 2.12 - 2.15 và các hình 8.2 - 8.4

Các loại sóng đàn hồi trong môi trường thường đến máy thu theo các hướng truyền sóng khác nhau, vì vậy

có sự chênh lệch thời gian sóng đến

tại các điểm trên tuyến quan sát

Nếu tính tốc độ không phải theo

phương truyền sóng mà tính dọc

theo tuyến quan sát thì đó là tốc độ

biểu kiến (v*)

Chúng ta xét thí dụ trên hình

2.4 Giả sử tia sóng đến tạo với

tuyến quan sát góc α Thời gian

sóng đến tại 2 điểm A và B là t1 và

t2 Sự chênh lệch thời gian sóng đến

giữa A và B là t2 - t1 = ∆t

Tốc độ truyền sóng dọc theo tia là: v = CB/ ∆t

Nếu tính tốc độ theo tuyến quan sát, ta có tốc độ biểu kiến

z

x

∆t

Hình 2.4 Cách tính tốc độ biểu kiến

Như vậy, tốc độ biểu kiến sẽ thay đổi tuỳ theo hướng sóng đến Khi sóng truyền dọc theo tuyến quan sát thì tốc độ biểu kiến có giá trị nhỏ nhất và chính bằng tốc độ sóng truyền theo tia Khi tia sóng đến nghiêng

so với tuyến quan sát thì v*> v Khi sóng đến thẳng góc với mặt ranh giới (α = 0) thì mặt sóng trùng với mặt quan sát, sóng đến các điểm trên tuyến quan sát cùng một lúc, lúc đó v* = ∞ Khái niệm tốc độ biểu kiến được sử dụng trong xử lý số liệu để xác định sự khác biệt của các sóng có hướng sóng đến khác nhau, điều này cho phép loại trừ các loại nhiễu có hướng sóng đến khác với sóng có ích

+ Các định luật cơ bản của địa chấn hình học

Để nghiên cứu các đặc điểm động hình học của trường sóng địa chấn cần áp dụng các nguyên lý trong quang học như nguyên lý Huyghen- Fresnel, nguyên lý Fermat,

Theo nguyên lý Huyghen – Fresnel, trong quá trình truyền sóng, mỗi

điểm của môi trường nằm trên mặt sóng có thể coi là nguồn phát sóng thứ cấp Nhờ nguyên lý này, có thể xác định được đặc điểm quá trình truyền sóng trong môi trường, nói cách khác là xác định được vị trí mặt sóng ở một thời điểm bất

kỳ nếu biết mặt sóng ở một thời điểm nhất định

Theo nguyên lý Fermat,, thời gian sóng truyền theo tia sóng là ngắn nhất so với thời gian sóng truyền theo bất kỳ phương nào khác Xét thời gian sóng truyền theo tia ds giữa 2 điểm A và B với tốc độ v(x,y,z), ta có:

min

),,

= ∫

AB v x y z

ds t

Trên cơ sở nguyên lý Fermat,, có thể xác định dạng tia sóng trong môi trường nếu biết qui luật phân bố tốc độ

2.1.3 Sự phản xạ, khúc xạ và tán xạ sóng đàn hồi

Trong quá trình truyền sóng đàn hồi, nếu gặp các mặt ranh giới phân chia 2 môi trường có tính chất đàn hồi khác nhau thì sẽ xuât hiện sóng phản xạ và sóng qua Chúng ta xét trường hợp đơn giản khi môi trường có mặt ranh giới phẳng nằm ngang R phân chia thành 2 phần được đặc trưng bởi các tham số khác nhau, đó là tốc độ sóng dọc vP1,vP2, tốc độ sóng ngang vS1,

P S

S P

P

v

β β

α α

sin

2 2

1 1

Đối với sóng phản xạ dọc (cùng loại) P11, do có cùng tốc độ với sóng tới nên góc tới bằng góc phản xạ α = αP

Giả sử có sóng tới là sóng dọc P1, khi đạt tới mặt ranh giới sẽ tạo ra các sóng thứ cấp Một phần năng lượng tạo nên các sóng quay trở về môi trường phía trên, đó là sóng phản xạ dọc P11 (cùng loại với sóng tới) và sóng phản xạ biến loại P1S1 (khác loại với sóng tới) Một phần năng lượng truyền qua mặt ranh giới tạo nên sóng qua, đó là sóng cùng loại P12 và sóng biến loại P1S2

1 1 2 2 0

vv

vv

R

ρρ

ρρ

Tích số I = ρv được gọi là trở sóng âm học Như vậy, để có sóng

phản xạ thì mặt ranh giới cần thoả mãn điều kiện: v2ρ2 ≠ v1ρ1 Tuỳ vào mối quan hệ giữa v1ρ1 và v2ρ2 mà hệ số phản xạ có thể mang dấu (-) hoặc dấu (+) và luôn nhỏ hơn 1

Khi quan sát xa nguồn phát, sóng không đổ vuông góc xuống mặt ranh giới (góc θ ≠ 0) thì hệ số phản xạ không còn là hằng số nữa mà sẽ có

sự biến đổi phức tạp phụ thuộc vào khoảng cách thu nổ (hoặc phụ thuộc vào góc đổ) Theo một số tính toán cho thấy:

t

Hình 2.5 Sự hình thành sóng phản xạ

và sóng qua

x

cứu sự biến đổi biên độ theo khoảng cách thu nổ (Amplitude Vesus Offset, viết tắt là AVO), được áp dụng để xác định các tầng chứa dầu khí

Khi sóng tới đạt đến mặt ranh giới R, ngoài phần năng lượng tạo nên sóng phản xạ quay trở lại môi trường phía trên thì một phần năng lượng sẽ tạo nên đi xuyên qua môi trường phía dưới Hệ số sóng qua là Q, được xác định

theo công thức:

1 1 2 2

1 1 1

PP PP

vv

v2A

AQ

ρ+ρ

ρ

=

=Theo định luật Snell ta có: sinα sinβ

theo mặt ranh giới R trong môi

trường thứ 2 Đây là hiện tượng

phản xạ toàn phần Sóng trượt

theo mặt ranh giới sẽ kích thích

môi trường phía trên, theo

nguyên lý Huyghen nó sẽ tạo

đến máy thu trước so với các

sóng khác, người ta còn gọi đây là sóng đầu (hình 2.6)

Điều kiện để có sóng khúc xạ là phải có mặt ranh giới thoả mãn điều kiện tốc độ lớp dưới lớn hơn tốc độ lớp trên (v2 > v1) Sóng khúc xạ chỉ quan sát được cách xa nguồn một khoảng cách nhất định, khoảng cách này phụ thuộc vào chiều sâu của mặt ranh giới và quan hệ v2 / v1.

Ngoài các sóng phản xạ và khúc xạ được hình thành từ các mặt ranh giới như đã nêu, trong môi trường bất đồng nhất còn có sóng tán xạ Sóng tán xạ được hình thành do sóng tới tác động vào đối tượng có tham số đàn hồi khác với môi trường xung quanh nhưng kích thước nhỏ so với bước sóng

Sự có mặt của các đới phá huỷ kiến tạo, đứt gãy, vát nhọn địa tầng, địa hình lồi lõm của mặt đá móng làm xuất hiện sóng tán xạ

Hình 2.7 Sóng tán xạ từ mép đứt gãy

Đường cong tán xạ (a) và ô tán xạ trên lát cắt (b)

Sự xuất hiện sóng tán xạ trên lát cắt địa chấn dễ dẫn đến phân tích sai lệch hình ảnh thực của môi trường Trong những trường hợp như các đới nứt

nẻ chứa dầu khí trong móng granit ở thềm lục địa Việt Nam thì sự xuất hiện trường sóng tán xạ từ các đới nứt nẻ, phá huỷ trở thành đối tượng nghiên cứu chủ yếu Điều này đòi hỏi phải có hệ thống xử lý tài liệu đặc biệt hơn

so với các phương pháp truyền thống

2.2 Trường sóng địa chấn trong môi trường địa chất

Quá trình truyền sóng trong môi trường địa chất chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố nên rất phức tạp, tốc độ truyền sóng thay đổi với các loại đất

đá khác nhau, ngoài sóng có ích còn tồn tại rất nhiều loại sóng nhiễu Chính vì vậy cần tìm hiểu kỹ đặc điểm của các yếu tố địa chất để áp dụng phương pháp địa chấn có hiệu quả

2.2.1 Sóng địa chấn trong môi trường phân lớp

Trong các bể trầm tích, môi trường địa chất thể hiện tính phân lớp rõ rệt và bề dày các lớp thay đổi rất khác nhau Trong thăm dò địa chấn, bề dày các lớp được so sánh tương đối so với bước sóng và thường chỉ phát hiện được các lớp có bề dày không nhỏ hơn 1/4 bước sóng Thí dụ với sóng

có bước sóng λ = 60m (f = 40Hz, v = 3000m/s), thì có thể xác định lớp có

bề dày khoảng 18m

Trong môi trường trầm tích phân lớp, tồn tại nhiều loại sóng khác nhau Trước hết xét trường hợp đơn giản là trong môi trường chỉ có một lớp dày với các tham số vP1,vS1,ρ1 nằm trên nửa không gian có tham số

vP2,vS2,ρ2 (hình 2.8) Khi nguồn phát sóng đặt trong lớp đàn hồi ở độ sâu h0chúng sẽ tạo ra nhiều loại sóng khác nhau trong lớp đàn hồi này

- Sóng phản xạ và sóng qua: Khi sóng P1 từ nguồn đến mặt ranh giới

sẽ tạo ra các sóng phản xạ quay trở lại mặt quan sát và sóng qua đi vào môi trường phía dưới Các sóng thứ cấp này có thể cùng loại P11, P12 hoặc biến loại P1S1, P1S2 (hình 2.8a)

đường cong tán xạ

ô tán xạ

- Sóng khúc xạ: Nếu vP2 > vP1 thì có hiện tượng phản xạ toàn phần, sóng qua P12 trượt theo mặt ranh giới và tạo nên sóng khúc xạ quay trở về mặt quan sát (P121, P12S1) Nếu tốc độ truyền sóng trong lớp đàn hồi quá nhỏ

để vS2 > vP1 thì còn tạo ra các sóng đầu P1S21, P1S2P1 (hình 2.8c)

- Sóng phản xạ nhiều lần (PXNL): Là loại sóng bị phản xạ nhiều lần trong các mặt ranh giới khác nhau trong môi trường trước khi tới máy thu Sự tồn tại của sóng PXNL rất nguy hiểm và gây nhầm lẫn khi xác

định các mặt phản xạ thực có trên lát cắt Do sóng PXNL cũng là sóng phản xạ nên việc nhận dạng chúng và áp dụng các biện pháp triệt tiêu chúng rất phức tạp

- Sóng kèm: Ngoài sóng P1 từ nguồn đi xuống mặt ranh giới phía dưới còn có tia sóng P1 đi lên mặt ranh giới phía trên sau đó bị phản xạ quay xuống, sóng này kèm sau sóng phản xạ nên gọi là sóng kèm (hay còn gọi là sóng vệ tinh) P111, P11S1 (hình 2.8b,e)

Hình 2.8 Các loại sóng trong một lớp dày

- Sóng phản xạ - khúc xạ, sóng khúc xạ - phản xạ: Khi vP2 > vP1 thì có thể xảy ra sóng phản xạ - khúc xạ hoặc sóng khúc xạ - phản xạ (hình 2.8c,d,g)

- Sóng mặt: Ngoài các sóng nêu trên gọi chung là sóng khối, ở các mặt ranh giới còn xuất hiện các loại sóng mặt như sóng Rayleigh, Love

Sóng Rayleigh liên quan đến mặt đất - không khí, các hạt môi trường chuyển động theo quĩ đạo hình elíp trong mặt phẳng thẳng góc với mặt ranh giới, tốc độ truyền sóng vR ≈ 0,9 vS Sóng Love xuất hiện ở các mặt ranh giới có vi > vi-1 và nằm trong mặt ranh giới

- Sóng tán xạ : Sóng tán xạ xuất hiện khi trong môi trường có các đối tượng có kích thước nhỏ so với bước sóng Vì kích thước của đối tượng nhỏ

g e

d

nên có thể coi như một nguồn điểm thứ cấp và làm xuất hiện dao động phát triển về mọi phía của môi trường

Nếu trong môi trường có nhiều lớp thì số lượng mặt ranh giới tăng lên,

số lượng các sóng thứ sinh cũng tăng lên gấp bội và trường sóng trở nên rất phức tạp Việc phát hiện các loại sóng nhiễu và tìm các biện pháp hạn chế chúng là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng

2.2.2 Mô hình địa chấn - địa chất

Trong quá trình truyền sóng từ nguồn phát đến máy thu, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau mà hình dạng, biên độ, phổ tần số của xung sóng địa chấn có sự biến đổi Các yếu tố đó là sự mở rộng mặt sóng,

sự phản xạ và khúc xạ trên các mặt ranh giới trung gian và sự hấp thụ năng lượng Sự biến đổi dạng xung phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc của tập hợp các lớp có bề dày, tốc độ và mật độ khác nhau Hình ảnh các yếu tố tác

động lên đặc điểm trường sóng được minh họa trên hình 2.9

Hình 2.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến dạng sóng địa chấn

trong quá trình truyền sóng

ở những vùng đã có tài liệu địa chất (như cột địa tầng giếng khoan, tài liệu thạch học ), có thể xây dựng mô hình trường sóng địa chấn Đây là dạng mô hình “thuận”, nghĩa là xác định các đường ghi địa chấn từ tài liệu

địa chất đã có Dạng mô hình này khác với mô hình “ngược” là xác định mô hình địa chất (thể hiện qua lát cắt trở sóng âm học) từ lát cắt địa chấn Một dạng mô hình thuận được sử dụng phổ biến trong thăm dò địa chấn là xây dựng băng địa chấn lý thuyết, hay còn gọi là băng địa chấn tổng hợp (synthetic seismogram) Quá trình hình thành băng địa chất tổng hợp và so sánh với băng địa chấn thực tế được trình bày trên hình 2.10 và 2.11

Hình 2.10 Nguyên tắc xây dựng mô hình băng địa chấn tổng hợp

a Cột địa tầng, b Trở sóng âm học, c Hệ số phản xạ (theo chiều sâu), d Hệ số phản xạ (theo thời gian), e Dạng xung sóng địa chấn, g Dạng đường ghi địa chấn

Hình 2.11 So sánh băng địa chấn tổng hợp và băng địa chấn thực tế

a Quá trình so sánh băng địa chấn tổng hợp và băng địa chấn thực tế

b Băng địa chấn tổng hợp, c Băng địa chấn thực tế

Từ cột địa tầng ở các giếng khoan, có thể xác định giá trị tốc độ và mật độ của các lớp đất đá Từ đó tính giá trị trở sóng âm học (I = ρv) của các lớp và hệ số phản xạ của các mặt ranh giới theo chiều sâu Trên cơ sở mối quan hệ giữa độ sâu và thời gian truyền sóng (được xác định theo kết quả đo địa chấn trong giếng khoan), có thể chuyển sự phân bố hệ số phản xạ theo chiều sâu sang phân bố theo thời gian truyền sóng Sự phân bố hệ

số phản xạ theo thời gian được gọi là băng xung, nếu tích chập băng xung này với dạng xung địa chấn khi phát sóng thì kết quả sẽ hình thành

đường ghi địa chấn Tập hợp các đường ghi địa chấn tạo thành băng địa chấn tổng hợp Trong thực tế có thể xây dựng băng địa chấn tổng hợp với mô hình sóng phản xạ (có ích) hoặc mô hình sóng nhiễu để so sánh với băng địa chấn thực tế Việc so sánh băng địa chấn tổng hợp với băng địa chấn thực tế cho phép xác định sóng có ích và sự sự tồn tại của các loại nhiễu Sự sai khác giữa chúng cho phép điều chỉnh mô hình và nâng cao hiệu quả xử lý số liệu

2.3 tốc độ sóng địa chấn

Tốc độ truyền sóng địa chấn là một tham số vật lý rất quan trọng cung cấp nhiều thông tin hữu ích trong phân tích tài liệu địa chấn

2.3.1 Tốc độ truyền sóng của đất đá.

Tốc độ truyền sóng trong môi trường địa chất có sự biến đổi phức tạp tuỳ thuộc vào thành phần thạch học của đất đá và nhiều yếu tố khác

Để xác định tốc độ truyền sóng trong các loại đất đá khác nhau cần tiến hành đo siêu âm mẫu đất đá trong phòng thí nghiệm hoặc đo siêu âm giếng khoan

Các loại đất đá khác nhau trong quả đất có tốc độ truyền sóng khác nhau Các lớp đất trồng ở sát mặt đất có tốc độ khoảng 300 - 400 m/s, trong khi đó đá macma và một số đá trầm tích tốc độ truyền sóng có thể đạt tới

6000 - 7000m/s Theo tài liệu đo sâu địa chấn thì các đá nằm ở chiều sâu vài chục km có thể tốc độ lớn hơn 8000 m/s

Sự khác biệt về tốc độ truyền sóng của đất đá phụ thuộc vào thành phần thạch học, điều kiện thành tạo, chiều sâu thế nằm, độ rỗng, độ ngậm nước

- Thành phần thạch học: Thành phần thạch học là yếu tố ảnh hưởng quyết định tới tốc độ truyền sóng của đất đá Các đá macma và đá biến chất

có tốc độ thay đổi từ 4000 - 6500m/s Các đá trầm tích có tốc độ nhỏ hơn so với đá macma và đá biến chất, trong đó đá trầm tích lục nguyên có tốc độ nhỏ, ít khi vượt quá 4000m/s Các đá trầm tích thuỷ hoá và cacbonat có tốc

độ xấp xỉ so với đá macma và đá biến chất

Trong bảng 2.2 nêu một số thí dụ về tốc độ một số loại đất đá