La sismica ibrida è una nuova metodologia geofisica che sta prendendo sempre più piede per l’analisi e la caratterizzazione superficiale del sottosuolo per scopi geotecnici. Essa consiste nella creazione di un unica sezione sismica che vede alla normale sezione stack, ottenuta con i consueti step di processing di sismica a riflessione, la sovrapposizione della tomografia delle velocità sismiche ottenuta con l’analisi dei tempi di arrivo. La sezione così ottenuta viene quindi interpretata tenendo conto delle informazioni derivanti da entrambi i modelli sismici.
La procedura standard per l’analisi dei dati in sismica a riflessione è la seguente:
Trasferimento dei dati su PC e conversione in formato SEG-Y
Questa operazione consente di trasformare il formato del sismografo nel formato utilizzato dal programma di elaborazione.
Montaggio in sequenza di tutte le acquisizioni in un unico file e rinumerazione progressiva.
Eliminazione delle tracce scadenti
Consente di intervenire su ciascuna acquisizione e di cancellare le tracce che visivamente contengono troppo rumore oppure solo rumore. Queste tracce saranno ignorate nelle successive fasi di elaborazione dei dati.
Eliminazione delle onde rifratte
Questa operazione consente di azzerare ciascuna traccia, dal tempo 0 ad un tempo appena successivo all’esaurirsi della prima onda rifratta. Non eseguendo questa operazione, oltre ad un generale degrado delle informazioni relative alla parte più superficiale del sismogramma, è facile ritrovare delle apparenti riflessioni superficiali ad alta velocità.
Eliminazione delle onde di suono dovute allo sparo
Questa operazione consente di eliminare dalle tracce sismiche il treno d’onda associato al propagarsi del suono nell’aria. L’operazione è svolta azzerando la traccia sismica in corrispondenza dell’onda in questione. La posizione dell’onda di suono è nota essendo note la geometria del sistema ricevente e la velocità del suono nell’aria.
Eliminazione delle onde dirette
Questa operazione, simile alle precedenti, permette di rimuovere l’onda diretta (o ground roll) dai sismogrammi di acquisizione. L’eccessiva applicazione di queste operazioni o la loro non applicazione possono degradare la qualità delle informazioni di interesse contenute nei dati acquisiti.
Raggruppamento delle tracce che si riferiscono al medesimo punto in profondità (Common Depth Point)
Questa operazione consiste nel fornire al programma di elaborazione, le informazioni relative alla posizione di ciascuna diversa energizzazione e la relativa posizione di tutti i geofoni. La conoscenza della geometria complessiva del sistema, consentirà al programma di elaborazione di raggruppare le tracce che si riferiscono al medesimo punto in profondità e quindi di procedere all’analisi delle velocità.
Correzioni statiche
Questa operazione fornisce al programma le informazioni relative alla quota di ciascun geofono e alla velocità degli strati più superficiali, onde consentire di realizzare quelle correzioni capaci di portare i sismogrammi in condizioni equivalenti a quelle di assenza di discontinuità topografiche.
Filtraggio generale dei dati
E’ un’operazione molto delicata in quanto da una sua corretta esecuzione emergono accentuate le frequenze contenenti le riflessioni. Normalmente si procede ad un’analisi e ad un’elaborazione completa dei dati per diverse finestre di filtraggio.
Scalatura generale delle onde sismiche
Consente di rendere confrontabili e quindi sommabili forme d’onda a diversa energia.
Media di ciascun gruppo a diverse velocità
Una volta raggruppate le tracce aventi in comune lo stesso punto in profondità, prima di procedere a sommarle fra loro, visto che hanno percorsi diversi, è necessario applicare delle correzioni basate sulla conoscenza della velocità dei materiali entro i quali queste onde sono transitate. Poiché questo valore di velocità non è noto ma è uno degli obiettivi dello studio, si procede normalmente a eseguire l’analisi di velocità a tutte le velocità plausibili.
Stampa della media ad ogni velocità
Questa operazione consente di visionare il grande materiale prodotto dall’operazione precedente. La visione simultanea di più stampe è di fondamentale importanza per la scelta del valore corretto di velocità. Un’analisi eseguita sullo schermo di un computer è necessariamente limitativa.
Analisi delle coerenze
Poiché solo le velocità giuste porteranno ad una somma costruttiva per le riflessioni sismiche, questa è la fase in cui, dall’osservazione delle stampe alle diverse velocità, è possibile scegliere quelle in grado di produrre coerenza laterale. Ciò è fatto osservando la qualità della coerenza laterale delle riflessioni, ovvero osservando la disposizione a creare delle riflessioni continue e coerenti in senso orizzontale.
Creazione di un modello unico e complesso di velocità
Poiché il risultato dell’analisi delle velocità è diverso da punto a punto della sezione sismica, il risultato del passo precedente sarà un complesso di valori di velocità che, una volta forniti al programma di elaborazione, consentiranno il calcolo della sezione sismica finale.
Stak finale
Stampa della sezione finale
Deconvoluzione
E’ un’operazione che è eseguita allo scopo di ridurre la naturale ripetizione del segnale riflesso ed è volta a produrre una sezione sismica in cui ad una discontinuità riflettente corrisponda una sola traccia d’onda sismica.
Creazione della sezione profondità e velocità
E’ il passo finale dell’analisi sismica e produce quel modello fisico del terreno in grado di essere agevolmente interpretato.
Per quanto riguarda l’elaborazione tomografica i passi da compiere sono i seguenti:
- Trasferimento dei dati su PC e conversione in formato SEG-Y
Inserimento della geometria di acquisizione e profilo topografico
Analisi del tempo di primo arrivo delle onde di compressione
Tale operazione viene effettuata per diversi scoppi lungo tutto lo stendimento.
- Calcolo del gradiente medio di velocità
Tenuto conto di tutte le domocrone ottenute, il software di elaborazione tomografica permette di calcolare una domocrona media su tutto lo stendimento, dalla quale è possibile ottenere il modello di velocità iniziale per l’inversione dello spazio dei dati.
- Inversione tomografica e calcolo dei percorsi sismici (ray tracing)
In funzione della posizione della sorgente e dei ricevitori, iterativamente viene aggiornato il campo delle velocità in funzione dei percorsi dei raggi, fino a quando il modello arriva a convergenza.
- Rendering finale del campo di velocità con scala colori opportuna
Infine, si passa alla sovrapposizione delle sezioni ed alla interpretazione finale.
