المسح السيزمي (الاهتزازي) الانعكاسي
المسح السيزمي الانعكاسي
1-1- مبدأ المسح الاهتزازي الانعكاسي
كان أول اختبار لهذه الطريقة في تونس عام 1934م يعتمد المسح الاهتزازي الانعكاسي (Reflection survey) على إرسال موجة اهتزازية (Seismic wave) يتم توليدها على سطح الأرض إلى باطن الأرض فترتد بطريقة الانعكاس (Reflection) على السطوح الفاصلة (Horizons) للطبقات الجيولوجية وعن أي متغير ليتولوجي أوجيولوجي، ويجري قياس الزمن اللازم للارتداد أوالانعكاس إلى السطح ( زمن الانتشار Travel time) حيث يحدد هذا الزمن عمق الطبقات التي ترتد منها الأمواج ويمكن أيضا فهم أنواع الصخور، إذ حتى لكل نوع من الصخور الواقعة تحت سطح الأرض سرعة انتشار مختلفة والتي يمكن حسابها من العلاقة :
V = Z / T
- حيث
- Z- المسافة أوالعمق.
- V- السرعة.
- T- الزمن اللازم.
إن نقطة المرآة (Mirror point) أونقطة الانعكاس (Reflection point) هي نقطة انعكاس الموجة باتجاه سطح الأرض .
2-1- مجموعات التوليد (Source pattern)
يستخدم في توليد الأمواج مصادر طاقة (Energy source) مختلفة وأهمها الديناميت والرجاجات.ويتم التعامل هنا مع ما يسمى بنقطة التوليد (Source point) والتي قد تكون مكونة من عدة رجاجات أوعدة حفر تفجير.
1-2-1- الديناميت (Dynamite)
يتم استخدام الديناميت كمصدر للأمواج الاهتزازية في المناطق التي لا يمكن حتى نستخدم فيها الرجاج (المناطق الصعبة Rough Areas) مثل المناطق الجبلية وكذلك في التراكيب المعقدة تكتونياً حيث تشكل هذه التعقيدات عقبة أمام اجتياز الطاقة (Energy transmission) . وهنا يجب تحديد العمق المثالي للتفجير وكمية الديناميت (الشحنة Charge) المثالية بالتجربة. تحديد العمق المثالي لتفجير الديناميت عند توليد الأمواج : يجب حتى يجرى التفجير في طبقة تتمتع بسرعة انتشار عالية للأمواج وخصائص مرنه عالية فالطبقة التي توفر الشرطين السابقين تعطي طاقة مرنه عظمى بعد التفجير(Explosive), ومن الناحية العملية يتم التفجير على أعماق مختلفة بكمية ديناميت ثابتة وتسجل سعة الموجه(Amplitude) ويختار العمق الذي يعطي سعة عظمى وعند تساوى طبقتين متتاليتين بسرعة انتشار الموجه نختار الطبقة ذات الخصائص المرنة الأعلى للتوليد ، الغضار والمارن يتم اختيار المارن. تحديد كمية المتفجرات المثالية: يفجر على العمق المثالي( النموذجي) في آبار مختلفة كميات مختلفة من الديناميت وتسجل السعات وتأخذ الكمية اللقاءة للسعة الأقل من السعة العظمى بقليل وذلك للحصول على نتيجة مقبولة وتكاليف مناسبة.كما في الشكل(2.4).وتتبع كمية الديناميت عمق الهدف الجيولوجي حيث حتى العلاقة طردية بينهما.
ميزات ومساوئ توليد الأمواج باستخدام الديناميت
المساوئ
- في التخزين والأمن Safety والسلامة. - يلحق الضرر بالمزروعات . - لا يمكن استخدامه في المناطق المأهولة أوبالقرب من المباني. - محظورات استخدامه في الأماكن الحساسة عسكرياً وسياسياً. - يحتاج إلى عمليات حفر وهي مكلفة وتحتاج إلى طاقم تفجير متخصص وقد بحاجة إلى حفارات خاصة وتزيد من زمن العملية. ولكن يتم استخدامه في المناطق التي لا يمكن استعمال الرجاجات فيها. وعندما تكون المنطقة ذات هجريب تكتوني معقد أوعند وجود طبقات سطحية مخمدة للطاقة حيث تسبب هذه التعقيدات والطبقات تخميداً كبيرا للطاقة وبالتالي نحصل على معطيات سيئة.
2-2-1- الرجاجات (Vibrosizes)
الرجاج هومنبع الطاقة المستخدمة في عملية المسح الاهتزازي بحيث يقوم بتوليد طاقة على شكل قطار موجي (Sweep) تنتشر داخل الأرض.وكان أول استخدام له عام 1964 م. يتم إرسال طاقة الرجاج إلى الأرض عن طريق قاعدة (Base Plate)، وهذه القاعدة يجب حتى تظل ملتصقة بالأرض بواسطة الوزن الضاغط Hold down weight الذي لا يجب حتى يقل عن مرة ونصف من القوة المولدة من الرجاج، كما أنه لا يجب حتى يعمل كحل لحركة القاعدة وإلا فإن الطاقة يفترض أن تصرف على تحريك الوزن الضاغط بدلاً من تحريك القاعدة ونقل الطاقة إلى الأرض، وتتم عملية الفصل بين الوزن الضاغط والجسم المهتز عن طريق نوابض تسمح للقاعدة بالحركة بينما يبقى الوزن الضاغط ثابتاً حيث حتى القوة تأتي إلى القاعدة عن طريق مكبس هيدروليكي موصول إلى كتلة رد عمل كبيرة حيث حتى القوة المولدة من هذا المكبس تصرف على تحريك القاعدة وكتلة رد العمل ويجب حتى تكون هذه الكتلة كبيرة قياساً بحمل القاعدة كي تكون فعالة. يمكن حساب قيمة القوة العظمى Peak Force بفهم مساحة المكبس Piston Area والضغط الأعظمي وهي تعادل الضغط العالي High pressure وفق المعادلة التالية:
F =A × P
- حيث أن:
- F: القوة العظمى Peak force.
- A: مساحة المكبس Piston area.
- P الضغط العالي High pressure.
محاسن ومساوئ كيفية توليد الأمواج باستخدام الرج
المحاسن
- لا يخمد العمود الجيولوجي ترددات البالياج (الإشارة الناتجة عن الرجاج).
- يمكن استعمال أكثر من رجاج.
- لا يخرب المناطق العمرانية والمزروعات بالمقارنة مع الديناميت.
- يمكن حتى نصل إلى الأعماق المطلوبة تبعاً لنوع وعدد الرجاجات المستخدمة.
إن 90-95% من أعمال المسح الاهتزازي تستخدم طريقة الرج في توليد الأمواج.
المساوئ
لا يمكن استعمال الرجاج في المناطق الوعرة rough areas والمعقدة طبوغرافياً ومورفولوجياً كالمناطق الجبلية،كما حتى عمليات الصيانة صعبة بسبب التعقيد التقني لأجزائها .ويظهر الشكل(2.6 ) مقارنة بين التوليد بالديناميت والرجاج.
شكل (2.6) :مقارنة بين الإشارة الناتجة عن الديناميت والرجاج.
3-1- مجموعات الاستقبال (Receivers pattern)
يتم استقبال الأمواج الاهتزازية باستخدام مجموعة من الجيوفونات (Geophones) موصولة مع بعضها البعض على التسلسل أوعلى التفرع أوبشكل مختلط ويسمى توزع هذه الجيوفونات بمجموعة اللواقط (Geophone Array)، تشكل ما يسمى بالقنال الاهتزازي. ونحصل من جميع قنال على أثر اهتزازي واحد(Seismic trace) وينسب إلى مركز المجموعة.
انظر أيضاً
- Linear seismic inversion
- Seismic to simulation
- Full waveform inversion
وصلات خارجية
- American Association of Petroleum Geologists
- Australian Society of Exploration Geophysicists (ASEG)
- Earthworks Seismic Inversion company
- Understanding Stochastic Inversion
- Jason Geoscience Workbench (JGW)
- CGGVERITAS, Simultaneous Elastic Inversion
- European Association of Geoscientists and Engineers
- Petroleum Exploration Society of Australia (PESA)
- Society of Exploration Geophysicists
- Society of Petroleum Engineers
- Society of Petrophysicists and Well Log Analysts (SPWLA)
- The University of Texas at Austin Petroleum and Geoscience Engineering Reading Room
- Geological Survey Publications Warehouse
