Geophysik (ePub)

In den anderthalb Jahrzehnten seit der Erstellung der ersten Ausgabe dieses Skripts wurden nur wenige grundlegende Änderungen an den Methoden vorgenommen, die bei verschiedenen geophysikalischen Untersuchungen im kleinen Massstab angewendet wurden. Darüber hinaus waren in den letzten Jahren grosse Veränderungen bei den Anwendungen und der Raffinesse der Instrumentierung zu verzeichnen. Die in VSP-Vermessungen verwendeten Oberflächenenergiequellen entsprechen weitgehend denen, die in seismischen Oberflächenvermessungen verwendet werden. Dazu gehören Dynamit, Vibratoren, Luftgewehre und mechanische Impulsquellen. Vergrabene Dynamitladungen werden aufgrund ihrer Wirksamkeit bei der Erzeugung seismischer Körperwellen häufig als Oberflächenenergiequelle für VSP verwendet. Die Aufrechterhaltung einer konsistenten Wavelet-Form bei Aufnahmen von mehreren zehn Aufnahmen erfordert jedoch viel Sorgfalt. Vibratoren sind für den Einsatz in VSP-Arbeiten attraktiv. Es kann ein Pilot-Sweep entworfen und in den Boden eingegeben werden, der die für die VSP-Aufzeichnung erforderliche Auflösung erfüllt. Es können Sweep-Parameter wie Anzahl der Einheiten, Länge des Sweeps und Anzahl der Sweeps ausgewählt werden, die das gewünschte Signal-Rausch-Verhältnis liefern. Die Kreuzkorrelation von Vibroseis-Sweeps verbessert auch das Signal-Rausch-Verhältnis, indem Rauschen ausserhalb des Sweep-Frequenzbereichs unterschieden wird. Kohärentes Rauschen mit Frequenzen in der Wobbelbandbreite kann ein Problem darstellen, das jedoch normalerweise in der Datenverarbeitungsphase gelöst werden kann. Es gibt mechanische Impulsquellen, die eine vertikale Impulskraft anwenden können, um seismische Energie zu erzeugen. Diese Quellen sollten jedoch vor der Verwendung auf einen Bereich getestet werden. Es gibt einen grossen Unterschied in Form, Grösse, und Bau eines Geophons zur Oberflächenaufzeichnung und eines Bohrlochgeophons zur Aufzeichnung einer VSP-Vermessung, wie in Abb. 4.50 dargestellt. Ein typisches Landgeophon ist etwa 10 cm lang, hat einen Durchmesser von etwa 3 cm und wiegt etwa 200 g.

Im Gegensatz dazu ist ein Bohrlochgeophon 3 m lang, hat einen Durchmesser von 10 cm und wiegt 100 kg. Die Grösse eines Bohrloch-Geophons ergibt sich aus seinem massiven Gehäuse, das den hohen Drücken und Temperaturen in tiefen Bohrlöchern standhält. In diesem Gehäuse befindet sich auch das mechanische Entfaltungssystem, das das Geophon an der Bohrlochwand sowie an elektronischen Verstärker- und Telemetrieschaltungen verankert. Die 24-Bit-Aufzeichnungssysteme, die für seismische Oberflächenuntersuchungen verwendet werden, zeichnen Geophondaten im Bohrloch auf und überwachen Geophonreaktionen im Nahfeld mit mehr als ausreichender Auflösung, um hochauflösende Wellenfronten zu erfassen. Das Nahfeld-Wavelet sollte in allen marinen VSP-Vermessungen aufgezeichnet werden.