Biên độ Sóng Tại Một điểm Nhất định Trong Môi Trường Sóng Truyền Qua là một thông số quan trọng, thể hiện mức năng lượng của sóng tại điểm đó. Trong thăm dò địa chấn, biên độ sóng địa chấn được sử dụng để phân tích các tính chất vật lý của các đối tượng địa chất nằm sâu dưới bề mặt. Bài viết này sẽ đi sâu vào các yếu tố ảnh hưởng đến biên độ sóng và ứng dụng của nó trong việc thăm dò dầu khí.
Một mạch địa chấn là tập hợp các dạng xung sóng địa chấn theo thời gian ghi sóng. Từ đó, người ta xác định các thuộc tính như chu kỳ, thời gian, bước sóng, sự phân cực, biên độ, tần số.
Biên độ sóng địa chấn không phải là một hằng số mà thay đổi theo không gian và thời gian do nhiều yếu tố tác động. Hiểu rõ các yếu tố này là chìa khóa để giải thích chính xác dữ liệu địa chấn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến biên độ sóng:
-
Hệ số phản xạ (R): Khi sóng địa chấn gặp mặt phân cách giữa hai lớp đất đá có trở kháng âm học (Acoustic Impedance) khác nhau, một phần năng lượng sóng sẽ bị phản xạ trở lại. Hệ số phản xạ phụ thuộc vào sự khác biệt về trở kháng âm học giữa hai lớp.
-
Hệ số hấp thụ (α): Trong quá trình truyền sóng, một phần năng lượng sóng bị hấp thụ bởi môi trường do ma sát nội tại và các quá trình khác. Hệ số hấp thụ phụ thuộc vào thành phần thạch học, độ rỗng, độ nứt nẻ và độ bão hòa chất lỏng của đất đá.
-
Sự mở rộng mặt sóng (1/r): Năng lượng sóng được phân tán trên một diện tích ngày càng lớn khi sóng lan truyền ra xa nguồn, dẫn đến sự giảm biên độ theo khoảng cách.
-
Hình dạng và kích thước của đối tượng: Kích thước và hình dạng của các đối tượng địa chất dưới lòng đất có thể ảnh hưởng đến cách sóng địa chấn phản xạ và tán xạ, từ đó ảnh hưởng đến biên độ sóng thu được.
Ứng dụng của biên độ sóng trong thăm dò dầu khí:
Biên độ sóng địa chấn là một chỉ thị quan trọng để xác định các đặc điểm của vỉa chứa dầu khí. Sự khác biệt về trở kháng âm học giữa vỉa chứa và các đá xung quanh tạo ra các dị thường biên độ, có thể được sử dụng để xác định vị trí và đánh giá tiềm năng của vỉa.
-
Điểm sáng (Bright Spot): Sự tăng biên độ đột ngột do sự có mặt của khí trong vỉa chứa. Khí có trở kháng âm học thấp hơn nhiều so với nước hoặc dầu, tạo ra sự phản xạ mạnh.
-
Điểm tối (Dim Spot): Sự giảm biên độ do sự thay đổi về thành phần chất lỏng trong vỉa chứa hoặc do sự hiện diện của các lớp sét.
-
Điểm bằng (Flat Spot): Mặt phản xạ nằm ngang, thường chỉ ra ranh giới giữa pha khí và pha lỏng trong vỉa chứa.
Việc phân tích biên độ sóng cần được kết hợp với các dữ liệu địa vật lý và địa chất khác để đưa ra kết luận chính xác về tiềm năng dầu khí của khu vực nghiên cứu.
Tốc độ truyền sóng và mối liên hệ với biên độ:
Tốc độ truyền sóng địa chấn (Vp và Vs) cũng là một yếu tố quan trọng liên quan đến biên độ. Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất và cấu trúc của đất đá, do đó ảnh hưởng đến trở kháng âm học và hệ số phản xạ.
Các loại tốc độ sóng địa chấn:
-
Tốc độ khoảng (Vkh): Tốc độ trung bình của sóng truyền trong một lớp đất đá nhất định.
-
Tốc độ trung bình (Vtb): Tốc độ trung bình của sóng truyền từ bề mặt đến một độ sâu nhất định.
-
Tốc độ bình phương trung bình (Vrms): Một loại tốc độ trung bình được sử dụng trong xử lý dữ liệu địa chấn.
-
Tốc độ cộng điểm sâu chung (VĐSC): Tốc độ được tính toán trong quá trình cộng điểm sâu chung.
-
Tốc độ biểu kiến (Vbk): Tốc độ được tính theo tuyến quan sát, không phải theo phương truyền sóng.
Trở kháng âm học (Z):
Trở kháng âm học là một đại lượng quan trọng liên quan trực tiếp đến biên độ sóng phản xạ. Trở kháng âm học được tính bằng tích của mật độ (ρ) và tốc độ truyền sóng (V): Z = ρV
Tần số và độ phân giải:
Tần số (f) và bước sóng (λ) có mối quan hệ mật thiết với tốc độ (v) và độ phân giải của dữ liệu địa chấn: λ = v/f. Độ phân giải càng cao thì khả năng phân biệt các đối tượng địa chất càng tốt.
Sự suy giảm năng lượng sóng:
Trong quá trình truyền sóng, năng lượng sóng bị suy giảm do sự mở rộng mặt sóng, sự phản xạ và khúc xạ tại các mặt ranh giới, và sự hấp thụ năng lượng của môi trường.
Kết luận:
Biên độ sóng tại một điểm nhất định trong môi trường sóng truyền qua là một thông số quan trọng, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như hệ số phản xạ, hệ số hấp thụ, sự mở rộng mặt sóng và tính chất của môi trường truyền sóng. Việc phân tích biên độ sóng, kết hợp với các thông tin địa vật lý và địa chất khác, là một công cụ mạnh mẽ để thăm dò và đánh giá tiềm năng dầu khí.
