SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-3 DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR
SİSMİK DALGA YAYINIMI Dalga Cepheleri Ve Işınlar Bir kaynaktan çıkan dalganın hareketi sırasında herhangi bir zamanda hareketin başlamak üzere olduğu noktaları birleştiren bir yüzey vardır. Bu yüzey dalga yüzeyi veya dalga cephesi olarak isimlendirilir. Homojen ve izotrop bir ortamda dalga cepheleri kaynak merkezi konsantrik küreler şeklindedir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi kaynaktan çıkan enerji çok küçük kesitlerin çok fazla sayıdaki konilerinin kaynaktan dışarıya doğru hareketleri olarak açıklanabilir. Herhangi bir konumun orta çizgisi bir ışın olarak kabul edilir. Bu ışının doğrultusu dalga yüzeyine her zaman dik olur.
Huygens Prensibi Herhangi bir enerji noktasından yayınan dalgalar, suya atılan bir taşın yarattığı dalga gibi genişleyen dalgalar biçiminde oluşur. Küreyi oluşturan yüzeylere dalga önü denir. Dalga önlerini oluşturan her bir nokta yeni bir enerji noktası gibi davranır. Huygens kuralı olarak bilinen bu yayanım özelliğine göre belirli bir zaman için herhangi bir dalga önü geometrisinin bilinmesi halinde daha sonra oluşacak dalga önleri geometrileri belirlenebilir. Eğer (t) anındaki dalga önü AB çember parçasıyla gösterilirse (t-t1) ve (t+t1) anlarındaki dalga önleri için (S=V*t1) ortamın yayınım hızı kullanılarak bulunur. (t) anındaki dalga önünün her noktası enerji kaynağı ön görülerek (S) yarıçaplı çemberler çizilip zarfları (t-t1) ve (t+t1) zamanlarındaki dalga önleri çizilir. Dalga önlerine dik doğrulara dalga yolları denir.
Huygens kuralına göre genişleyen dalga cepheleri oluşurken bir ışının iki nokta arasında geçtiği yörünge mümkün olan en kısa zamanda gidilebilecek yoldur.
YANSIMA VE KIRILMA KANUNLARININ TÜRETİLMESİ Yansımanın (Reflction) temel kanunu:
Kırılmanın (Refraction) temel kanunu: SNELL YASASI
Snell Yasası v p 1 v s 1 a 1 a 1 v p v 2 s 2 a 2 a 2 a 3 v p 3 v s 3 a 3 sin a ------ 1 sin b = -------- 1 sin a = -------- 2 sin b = -------------- - 2 = v p 1 v s 1 v p 2 v s 2 sin b --------- n = p = sabitt v s n p = Yavaşlık ( Işın) Parametresi
Arayüzey: yansıma a 1 a 2 v 1 v 2 Geliş açısı=yansıma açısı a 1 = a 2
Arayüzey: Kırılma a 1 v 1 a 2 sin a 1 v ------- sin a v = ----- 1 2 2 v 2 v 2 > v 1 a 2 v 2 < v 1
Özel durum: kritik açı a 1 v 1 a 2 = 90 a 2 v sin a 2 1 v ---------- = sin a = 1 sin 90 1 ----- v 2
SİSMİK DALGA YAYINIMI Dalga Cepheleri Ve Işınlar Bir kaynaktan çıkan dalganın hareketi sırasında herhangi bir zamanda hareketin başlamak üzere olduğu noktaları birleştiren bir yüzey vardır. Bu yüzey dalga yüzeyi veya dalga cephesi olarak isimlendirilir. Homojen ve izotrop bir ortamda dalga cepheleri kaynak merkezi konsantrik küreler şeklindedir (Huygens prensibi). Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi kaynaktan çıkan enerji çok küçük kesitlerin çok fazla Sayıdaki konilerinin kaynaktan dışarıya doğru hareketleri olarak açıklanabilir. Herhangi bir konumun orta çizgisi bir ışın olarak kabul edilir. Bu ışının doğrultusu dalga yüzeyine her zaman dik olur.
Source
Source
Source
Source
İki tabakalı hız modeli
Dalga cephesi 65msn
Dalga cephesi 80msn
Dalga cephesi 110msn
Dalga cephesi 110msn
Sismik dalgaların yayılımı (Roth et al., 1998)
(DALGACIK)
DALGACIK ŞEKİLLERİ 1. MİNİMUM FAZLI DALGACIK Bir dalgacığın enerjisinin çoğu ön tarafta toplanmış ise minumum fazlı dalgacık olarak isimlendirilir. 2. SIFIR FAZLI DALGACIK Sismik çalışmalarda en fazla arzu edilen dalgacık şekli sıfır fazlı dalgacıktır. Bu dalgacık aynı merkez noktasına göre simetriktir. Ortada kuvvetli bir tepe ve her iki yanda da daha düşük genlikte simetrik salınımlar vardır.
KAYNAK DALGACIĞI Elastik bir ortam içerisinde tanecik yer değiştirmesi oluşturan her çeşit enerji boşalımı bir kaynak olarak kabul edilir. Sismik prospeksiyonda en yaygın kaynak patlayıcı maddelerdir (dinamit). Fakat ağırlık düşürme, vibrasyon yaratma, gibi enerji boşalmaları da kaynak olarak alınabilir. Kaynak olarak dinamit kullanılması halinde eğer dinamitin boyutları küçük ise nokta kaynak adını alır. Nokta kaynağı oluşturan dinamitin patlatılmasında izlenen olay, çok kısa zaman içinde büyük bir enerjinin açığa çıkmasıdır.
Dinamit enerjisinin zaman içerisindeki davranışı, açıklamaları kolaylaştırması açısından basit delta fonksiyonuna benzetilebilir. Delta fonksiyonunun başlangıç anında taradığı alan birim değere eşit olduğu halde diğer zamanlarda sıfırdır.
Bu sönüm olayına dalga yayınımının oluşturduğu fiziksel ortamın neden olduğu düşünülürse ortamı bir enerji süzgeci şeklinde değerlendirmek gerekir. Süzgeç anlamı verebilmek için dalga yayınımının bir salınımı ve her salınım hareketinin bir salınım periyodu ve salınım frekansı söz konusudur. Delta fonksiyonu dinamiti gösterdiğine göre kaynak frekanslarını içerir. Zaman ortamındaki davranışı birim impuls veya delta fonksiyonu olan bir fiziksel olayın her frekansı içerdiğini söylemek kolaydır.
Tüm frekansları içeren kaynak çıkışı, kaynak alıcı arasındaki dalga yayınım süresince yüksek frekanslı bileşenler çok çabuk söndüğünden alıcılarda gözlenemezler. Bu genel çizgiyi izleyen dalga sönümü sonucunda belirli bir frekans bandında varlık gösteren kaynak etkisi oluşur. Bu etki aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Sismik veri toplanmasında aynı kaynaktan yayınan dalgalar farklı uzaklıklardaki alıcılarda kaydedildiklerinden kaynak dalgacığındaki değişiklik aşağıda gösterilmektedir.
Dalgacığın boy uzamasıyla genlik düşüşünün üstel fonksiyon şeklindeki değişimi Zaman ve ferkansa bağlı sönüm