震波層析成像 (Seismic Tomography)

 

       

 

        震波層析成像之分析乃根據震波傳經地層介質或受地層構造散射所致而產生之走時(travel time)振幅(amplitude)變化,據此資訊反演推重建地層剖面。

       

 

        假設有一異常體存在,於該異常體兩側(或四周)佈置多個震源及接收器,透過不同位置之震源產生震波,同時以一系列接收器接收震波訊號。藉由各方向之震波傳播經過異常體而被接收器所記錄到之震波訊號所獲得之變化,即可據此,加以反演重建震波由各震源傳至各接收器間之介質速度資訊,包括異常體的大小、構造、型貌或速度等。
 


        常見井間震波層析成像(cross well seismic tomography)是利用來自不同方向的地震波走時或振幅的數據,對 鑽井間內部架構進行成像的技術。利用人造震源(震源孔)將地震波穿過待測區(直達或折射),並由設置於接收孔的受波器接收,根據觀測的大量走時數據,藉由反演計算得到地下介質的速度分佈。藉此即可重建震源至受波器間待側區之速度構造影像。透過重建之地層波速剖面,則可據此歸估待側區可能之波速分佈及異常區。
 

 

       右側圖為井間震波層析成像示意圖,利用一處鑽孔設置數個震源;另一鑽孔則安置接收器。以震波之波線(rays)為基礎,將所配置之震源-接收器間之介質劃分成數個(速度或衰減)資料方格(cell),如圖中S1, S2, S3, ...... , S16。假設如果有10處震源點及12處震波接收點,則理論上可獲得震源-接收器組合總共10×12=120 (traces)筆之震波記錄資料。經由模擬演算,則可獲得每個震源-接收器間震波傳播路徑及所經過的資料方格速度或衰減係數。

 

 

        藉由逆推(inversion)結果,可獲得所有資料方格 (如S1, S2, S3, ...... , S16)之 "最佳" 解,即可將有效覆蓋區之資料以剖面等值圖或影像方式呈現 (通常稱之為 tomogram )。但要注意的是:藉由逆推所求得結果乃數學運算上之『最佳解』,而非唯一解。在地球物理或工程探查應用時仍須資料處理人員對施(檢)測對象與環境有一定認知,於處理運算過程中適度加入控制條件,藉以使數學運算容易收斂,亦具有合理之物理意義以符合現地環境。

 

by 專案經理 謝盛雄

 

 

 

 (to be Continuted....)

 

 

 

 

 

 

 

層析成像示意圖(from SEG)

cross hole tomography  (velocity model and ray tracing)

walkaway vsp tomography  (velocity model and ray tracing)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

travel time record (recceivers  in the borehole)

Faulting  (velocity structure)

斷層破碎低速帶實例1 (井下記錄)

斷層破碎低速帶實例1 (速度構造剖面)

三維地層速度構造1

 三維地層速度構造2

三維地層速度構造--切片、柵狀(x, y, z plane)

 

 

 


 

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20070807

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~20130128