Buscar

Sísmica de Refração - 2020

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 48 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 48 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 48 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

Sísmica de Refração
GSA0308 - Geofísica Aplicada
Prof. Dr. Vinicius Louro
• Divisão
◦ Sismologia
◦ Observação da Terra como um todo
◦ Fontes naturais
◦ Sismos/Terremotos
◦ Ruídos em superfície
Sísmica & Sismologia
https://www.ldeo.columbia.edu/res/pi/sounds-of-
seismology/04_eq.source/images/source_waves.jpg https://www.pmfias.com/wp-content/uploads/2015/12/shadow-zone-of-primary-and-secondary-waves.jpg
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 2
Sísmica & Sismologia
• Divisão
◦ Sísmica de Refração
◦ Observação das primeiras centenas de metros
◦ Fontes artificiais
◦ Marreta
◦ Rifle
◦ Explosivos
http://www.geologicresources.com/seismic_refraction500x374.gif
https://pbs.twimg.com/media/DNaJNZVW4AAzppF.jpg
http://www.apexgeoservices.ie/wp-
content/uploads/2014/01/Seismic-Source1.jpg
http://www.alpha-geo.com/wp-
content/uploads/2015/10/Seis_Expl_2-e1445984553158.jpg
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 3
Sísmica & Sismologia
• Divisão
◦ Sísmica de Reflexão
◦ Observação dos primeiros milhares de metros
◦ Fontes artificiais
◦ Rifle
◦ Airguns (marinho/fluvial)
◦ Explosivos
◦ Vibroseis
http://www.apexgeoservices.ie/wp-
content/uploads/2014/01/Seismic-Source1.jpg
http://www.alpha-geo.com/wp-
content/uploads/2015/10/Seis_Expl_
2-e1445984553158.jpg
https://www.rigzone.com/images/howitworks/siesmic_work_boat.jpg http://verkkolehti.geofoorumi.fi/wp-content/uploads/sites/1/2017/10/2_sodankyla_alakuvat_780x358_092017.jpg
https://cmgds.marine.usgs.gov/publications/of02-002/htmldocs/images/seismic.jpg
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 4
Equipamento Sísmico Básico
• Fonte
◦ Marreta
◦ Airgun
◦ Explosivo
◦ Rifle
◦ Vibroseis
◦ Etc.
• Sismógrafo
• Geofone/Hidrofone
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 5
http://www.geometrics.com/files/images/geode.jpg
ht
tp
:/
/w
w
w
.m
itc
ha
m
in
du
st
rie
s.
co
m
/w
p-
co
nt
en
t/
up
lo
ad
s/
20
13
/0
4/
Io
nG
eo
-P
E3
.jp
g
http://img.everychina.com/nimg/8e/6c/e124b961e22946b4486005da211a-600x600-0/geophone_string_for_land.jpg
ht
tp
s:
//
w
w
w
.g
eo
sp
ac
e.
co
m
/w
p-
co
nt
en
t/
up
lo
ad
s/
20
17
/1
1/
GS
-O
N
E-
G
eo
ph
on
e-
2.
jp
g
http://www.tech-faq.com/wp-content/uploads/2011/01/hydrophone-560x368.jpg
https://pixfeeds.com/images/earth-
science/1280-474987264-granite-rock.jpg
Princípios Físicos
• Vimos em Geologia Estrutural...
◦ Um corpo sob um esforço mecânico
pode sofrer uma mudança de forma
e/ou tamanho
◦ Deformação
◦ Material
◦ Meio em que o material se encontra
◦ Intensidade do esforço
◦ Tempo em que esforço é exercido
http://rusoares65.pbworks.com/f/1293532159/modelos_estrutura_globo_portoeditora.png
https://encrypted-
tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTTK5otSiNBPJLPUK32NqCH4oevUep1d7RFKOqLgZ0ikG5aTIf_ https://darkwing.uoregon.edu/~drt/Classes/201_99/Rice/stress_strain2.gif
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 6
Princípios Físicos
• Vimos em Geologia Estrutural e Física 2...
◦ Deformação
◦ O limite de elasticidade de um material é definido pela Lei de Hooke
◦ Diretamente proporcional ao esforço aplicado
�⃗�𝐹 = 𝑘𝑘�⃗�𝑥
◦ Em que
◦ F ≡ Força Elástica
◦ k ≡ Coeficiente de Elasticidade
◦ x ≡ Deformação https://www.raskalo.com.br/store/imgs/produtos/elastico-para-bigudim-e-cabelo-com-100-unidades.png
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 7
Princípios Físicos
• Limite de Elasticidade
◦ Quando o limite de elasticidade do material é excedido
◦ Deformação parcialmente irreversível
◦ Deformação Dúctil
◦ Dobramentos, metamorfismo, etc.
◦ Deformação irreversível
◦ Rúptil
◦ Fraturamentos, falhamentos, etc.
http://www.everythingselectric.com/wp-content/uploads/geology-11.jpg
https://cdn.zmescience.com/wp-content/uploads/2015/02/1561965140_66cda99463.jpg
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 8
Princípios Físicos
• Limite de Elasticidade
◦ Quando o limite não é excedido
◦ Deformação Reversível
◦ Deformação Elástica
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 9
Kearey, P., Brooks, M., Ian, H., 2009. Geofísica de Exploração. Tradução de 
Maria Cristina Moreira Coelho. São Paulo: Oficina de Textos, 438 p.
Princípios Físicos
• Relação entre Esforço e Deformação 1D
◦ Antes de atingir o limite de elasticidade
◦ Módulo de Young (E) de um corpo extenso em 1 direção (haste)
𝐸𝐸 = �
𝐹𝐹
𝐴𝐴
�∆𝐿𝐿 𝐿𝐿
𝑁𝑁
𝑚𝑚2
◦ F ≡ força aplicada nas extremidades da haste
◦ L ≡ extensão da haste
◦ A ≡ área transversal da haste
◦ ∆L ≡ deformação da haste
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 10
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/images/ymod.gif
Princípios Físicos
• Relação entre Esforço e Deformação 2D
◦ Direção da deformação (esforço diferencial)
◦ A relação entre as deformações na extensão (ε1) e no diâmetro (ε2)
◦ Razão de Poisson (σ)
𝜎𝜎 = −𝜀𝜀𝑥𝑥
𝜀𝜀𝑧𝑧
= − 𝜀𝜀𝑦𝑦
𝜀𝜀𝑧𝑧
◦ Em que
◦ 𝜀𝜀𝑥𝑥 ≡ Deformação na direção x (transversal)
◦ 𝜀𝜀𝑦𝑦 ≡ Deformação na direção y (transversal)
◦ 𝜀𝜀𝑧𝑧 ≡ Deformação na direção z (longitudinal)
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 11
Princípios Físicos
• Relação entre Esforço e Deformação 3D
◦ Módulo Volumétrico (K)
◦ Razão esforço/deformação no caso de uma força hidrostática simples sobre um elemento cúbico
𝐾𝐾 =
𝑃𝑃
�∆𝑣𝑣 𝑣𝑣
◦ Em que
◦ P ≡ força hidrostática simples
◦ v ≡ volume original do elemento cúbico
◦ Δv ≡ volume deformado do elemento cúbico
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 12
Princípios Físicos
• Relação entre Esforço e Deformação Cisalhantes
◦ Módulo de cisalhamento (μ)
𝜇𝜇 = 𝜏𝜏
tan 𝜃𝜃
◦ Em que
◦ τ ≡ Razão do estresse cisalhante
◦ θ ≡ Ângulo de cisalhamento resultante
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 13
Ondas Sísmicas
• Ondas internas ou de corpo
◦ Onda Compressional
◦ Longitudinal, Primária ou Onda P
◦ Se propaga por deformação uniaxial de compressão e dilatação
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 14
Ondas Sísmicas
• Ondas internas ou de corpo
◦ Onda Cisalhante
◦ Transversal, Secundária ou Onda S
◦ Se propaga por deformação de cisalhamento
◦ Direção perpendicular a da propagação da onda
◦ Onda S Plano-Polarizada
◦ Quando todas as oscilações das partículas são confinadas em um plano
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 15
Ondas Sísmicas
• Velocidade de Propagação
◦ Num dado meio homogêneo e isotrópico:
𝑣𝑣 =
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑝𝑝𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑝𝑝𝑒𝑒𝑝𝑝 𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑝𝑝𝑝𝑝𝑑𝑑𝑒𝑒𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑚𝑚𝑝𝑝𝑒𝑒𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑒𝑒
◦ Velocidade da Onda P (vP)
𝑣𝑣𝑃𝑃 =
𝐾𝐾 + 4𝜇𝜇3
𝜌𝜌 =
1 − 𝜎𝜎 𝐸𝐸
1 + 𝜎𝜎 1 − 2𝜎𝜎 𝜌𝜌
◦ Velocidade da Onda S (vS)
𝑣𝑣𝑆𝑆 =
𝜇𝜇
𝜌𝜌
=
𝐸𝐸
2𝜌𝜌 1 − 2𝜎𝜎
◦ Em que
◦ ρ ≡ Densidade
◦ μ ≡ Módulo de Cisalhamento
◦ K ≡ Módulo Volumétrico
◦ σ ≡ Razão de Poisson
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 16
Ondas Sísmicas
• Relação entre vP e vS
◦ A razão vP/vS em qualquer material é determinada a partir de sua razão de Poisson (σ)
𝑣𝑣𝑃𝑃
𝑣𝑣𝑆𝑆
=
2 1 − 𝜎𝜎
1 − 2𝜎𝜎
◦ Razão de Poisson para rochas consolidadas
σ ≈ 0.25
◦ Assim...
vP ≈ 1.7 vS
◦ Logo...
vP > vS
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 17
Ondas Sísmicas
• Ondas Superficiais
◦ Rayleigh
◦ Se propagam ao longo da superfície do meio ou no limite entre dois meios diferentes
◦ Propagação
◦ Elíptica em um plano perpendicular a superfície
◦ Direção igual ao da onda.
◦ Movimento das partículas
◦ Orbital com direção oposta ao da propagação
◦ Retrógada
◦ Velocidade da onda Rayleigh
◦ vH < vS
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 18
Ondas Sísmicas
• Ondas Superficiais
◦ Love
◦ Ondas cisalhantes polarizadas
◦ Se o meio possui duas camadas distintas
vS1 < vS2
◦ Segundo conjunto de ondas superficiais é gerado
◦ Causando um movimento paralelo das partículas em superfície
◦ Mesma direção da onda sísmica.
◦ Velocidade da onda Love
vS1 < vL < vS2GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 19
Reações das ondas em interfaces
• Interface entre duas camadas de rochas
◦ Propriedades físicas diferentes
◦ Variação de velocidade
◦ Na interface
◦ Energia de incidência do pulso sísmico é dividida
◦ Pulso transmitido
◦ Pulso refletido
◦ A amplitude relativa entre pulsos depende
◦ Da velocidade
◦ Da densidade das duas camadas
◦ Do ângulo de incidência na interface
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 20
Reações das ondas em interfaces
• Energia total dos raios transmitido e refletido
◦ Deve ser igual a energia do raio incidente
• Proporção entre a energia transmitida e refletida
◦ Determinada pelo contraste da impedância acústica (Z)
𝑍𝑍 = 𝜌𝜌𝑣𝑣
◦ Em que
◦ ρ ≡ densidade
◦ v ≡ velocidade
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 21
Reações das ondas em interfaces
• Influência da interface na propagação da onda
◦ Coeficiente de reflexão (R)
◦ Razão da amplitude do raio refletido (A1) e do incidente (A0)
𝑅𝑅 = 𝐴𝐴1
𝐴𝐴0
◦ Para um raio de incidência normal
◦ Coeficiente de reflexão é dado através da impedância acústica (Z)
𝑅𝑅 = 𝜌𝜌2𝑣𝑣2−𝜌𝜌1𝑣𝑣1
𝜌𝜌2𝑣𝑣2+𝜌𝜌1𝑣𝑣1
◦ Em que
◦ ρ ≡ densidade
◦ v ≡ velocidade
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 22
𝜌𝜌1,𝑣𝑣1
𝜌𝜌2,𝑣𝑣2
Reações das ondas em interfaces
• Influência da interface na propagação da onda
◦ Coeficiente de transmissão (T)
◦ Dado pela razão entre a amplitude do raio transmitido (A2) e do incidente (A0)
𝑇𝑇 = 𝐴𝐴2
𝐴𝐴0
= 2𝑍𝑍1
𝑍𝑍2+𝑍𝑍1
◦ No caso de incidência com ângulo oblíquo
◦ Onda P transmitida viaja através da camada inferior com direção de propagação diferente
◦ Denominada de raio refratado
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 23
Reações das ondas em interfaces
• Influência da interface na propagação da onda
◦ Quando a velocidade for mais alta na camada inferior
◦ A onda incidente atinge a interface num ângulo característico (Ângulo Crítico - θC)
◦ Ângulo de refração = 90°
◦ Isso gera um raio criticamente refratado
◦ Viaja ao longo da interface com a velocidade mais alta v2
◦ Ângulo Crítico
sin 𝜃𝜃𝐶𝐶
𝑣𝑣1
= sin 90°
𝑣𝑣2
= 1
𝑣𝑣2
→ 𝜃𝜃𝐶𝐶 = sin−1
𝑣𝑣1
𝑣𝑣2
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 24
Reações das ondas em interfaces
• Influência da interface na propagação da onda
◦ Passagem do raio refratado no topo da camada inferior
◦ Causa uma perturbação na camada superior que se propaga a uma
velocidade v2 > v1
◦ Gerando uma onda de choque
◦ Denominada onda frontal (head wave)
◦ Qualquer raio associado à onda frontal apresenta-se inclinado
segundo o ângulo critico
◦ Devido a onda frontal
◦ Energia sísmica retorna à superfície após a refração crítica em uma
camada inferior de velocidade maior
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 25
Sísmica de Refração
• O que observa?
◦ Tempo necessário para que uma onda de choque produzida na superfície ou próxima dela
◦ Desça
◦ Atinja uma interface entre camadas em um ângulo crítico
◦ Percorra a interface (refração)
◦ Gere uma frente de onda
◦ Retorne à superfície
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 26
Sísmica de Refração
• Como isso é feito?
◦ Pelo tempo de percurso (tRefr) do raio refratado
𝑒𝑒𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 =
𝑥𝑥
𝑣𝑣2
+ 2𝑧𝑧.cos 𝜃𝜃𝐶𝐶
𝑣𝑣1
◦ Em que
◦ x ≡ Distância da Fonte ao Geofone
◦ v1 ≡ Velocidade na Camada 1
◦ v2 ≡ Velocidade na Camada 2
◦ θC ≡ Ângulo Crítico
◦ Quanto t = t0 = 0 intersecção com o eixo do tempo é dada por
𝑒𝑒0 =
2𝑧𝑧.cos 𝜃𝜃𝐶𝐶
𝑣𝑣1
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 27
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ Cada geofone receberá uma parte da frente de onda
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 28
http://seismo.berkeley.edu/gifs/IrianJaya1.jpg
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ Cada geofone receberá uma parte da
frente de onda
◦ Empilhando os sinais sísmicos obtém-se
o sismograma
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 29
ht
tp
:/
/s
ei
sm
o.
be
rk
el
ey
.e
du
/g
ifs
/I
ria
nJ
ay
a1
.jp
g
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 30
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
◦ Onda direta
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 31
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 32
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
◦ Onda refletida
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 33
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
◦ Onda refletida
◦ Ondas superficiais
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 34
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ As ondas no sismograma
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
◦ Onda refletida
◦ Ondas superficiais
◦ Onda aérea
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 35
Sísmica de Refração
• O sismograma
◦ A primeira chegada da energia sísmica num geofone é
sempre
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
◦ Distância de Cruzamento (crossover distance – xCROS)
◦ Distância em que o raio direto é ultrapassado por um raio
refratado
◦ Distância Crítica
◦ Distância na qual a onda refratada não atingirá a superfície
◦ Raios refratados criticamente viajam para baixo em direção a
interface segundo o ângulo critico
◦ Os tempos de percurso de raios refletidos e refratados coincidem
porque seguem efetivamente a mesma trajetória
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 36
Sísmica de Refração
• Regras do jogo
◦ Os intervalos de registro devem ser grandes o suficiente
◦ Para assegurar que a distância de cruzamento seja ultrapassada
◦ Os raios refratados devem poder ser detectados como primeiras chegadas no sismograma
◦ Quanto mais profundo for o refrator
◦ Maior deverá ser o afastamento em que as chegadas refratadas serão registradas
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 37
Geometria de perfis de aquisição
• Para um perfil de refração
◦ Dois tiros
◦ Direto e Reverso
◦ Registro das chegadas sísmicas ao longo da linha para ambos os tiros
◦ Somente a porção central do refrator é amostrada
◦ Entre os pontos B e C
◦ Para uma cobertura continua do comportamento em profundidade
◦ Linhas individuais devem ser planejadas de tal forma que haja uma sobreposição destas
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 38
Geometria de perfis de aquisição
• Outros métodos de aquisição
◦ Perfil simétrico (split-profile method)
◦ Registrar em ambos os sentidos a partir de um ponto de tiro central
◦ Perfil lateral (single-ended profile method)
◦ Caminhamento com as fontes avançando os geofones
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 39
Comportamento do Sismograma
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 40
ht
tp
s:
//
ar
s.
el
s-
cd
n.
co
m
/c
on
te
nt
/i
m
ag
e/
1-
s2
.0
-S
20
90
99
77
13
00
02
91
-g
r4
.jp
g
Sísmica de Refração
• Casos
◦ 2 camadas - interface horizontal
◦ Nessa geometria, o raio refratado...
◦ Se desloca com velocidade v1 nas diagonais AB e CD com
ângulo critico θ
◦ Se desloca com velocidade v2 ao longo da interface BC
◦ O tempo de percurso total ao longo da trajetória ABCD é
dado por
𝑒𝑒 = 𝑥𝑥
𝑣𝑣2
+ 2𝑧𝑧.cos 𝜃𝜃𝐶𝐶
𝑣𝑣1
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 41
Sísmica de Refração
• Casos
◦ 2 camadas - interface horizontal
◦ Pela lei de Snell
sin 𝜃𝜃 = 𝑣𝑣1
𝑣𝑣2
cos𝜃𝜃 = 1− 𝑣𝑣1
2
𝑣𝑣22
◦ tem-se
𝑒𝑒 = 𝑥𝑥
𝑣𝑣2
+
2𝑧𝑧. 𝑣𝑣22−𝑣𝑣12
𝑣𝑣1𝑣𝑣2
= 𝑥𝑥
𝑣𝑣2
+ 𝑒𝑒𝑖𝑖
◦ onde ti é o tempo de interceptação
◦ Para xCROSS
◦ Tempos de percurso dos raios direto e refratado são iguais
𝑥𝑥𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶
𝑣𝑣1
= 𝑥𝑥𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶
𝑣𝑣1
+
2𝑧𝑧. 𝑣𝑣22−𝑣𝑣12
𝑣𝑣1𝑣𝑣2
→ 𝑥𝑥𝐶𝐶𝑅𝑅𝐶𝐶𝑆𝑆 = 2𝑧𝑧
𝑣𝑣2+𝑣𝑣1
𝑣𝑣2−𝑣𝑣1
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA– SÍSMICA DE REFRAÇÃO 42
Sísmica de Refração
• Casos
◦ 3 camadas - interface horizontal
◦ Análogo ao caso com 2 camadas
𝑒𝑒 =
𝑥𝑥
𝑣𝑣3
+
2𝑧𝑧1. cos 𝜃𝜃1
𝑣𝑣1
+
2𝑧𝑧2. cos𝜃𝜃2
𝑣𝑣2
=
𝑥𝑥
𝑣𝑣3
+ 𝑒𝑒1 + 𝑒𝑒2
◦ Sendo
◦ t1 e t2 tempos levados pelo raio para atravessar as camadas 1 e 2
◦ 𝜃𝜃1 = sin−1
𝑣𝑣1
𝑣𝑣2
◦ 𝜃𝜃2 = sin−1
𝑣𝑣2
𝑣𝑣3
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 43
Sísmica de Refração
• Casos
◦ 3 camadas - interface horizontal
◦ Interpretação
◦ Curva tempo x distancia
◦ Inicia com a interpretação das duas camadas superiores.
◦ Na primeira interface é possível obter z1 e v2,
◦ Na segunda obtém-se z2 e v3 pela equação
𝑒𝑒 =
𝑥𝑥
𝑣𝑣3
+ 𝑒𝑒1 + 𝑒𝑒2
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 44
Sísmica de Refração
• O sismograma
•A primeira chegada da energia símica num
detector de superfície a uma determinada
distancia da fonte superficial é sempre:
◦ Onda direta
◦ Onda refratada
•O raio direto é ultrapassado por um raio
refratado à distancia de cruzamento
(crossover distance – xCROS).
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 45
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2090997713000291-gr12.jpg
Sísmica de Refração
• Casos
◦ Camada inclinada plana
◦ O tempo de descida não é o mesmo do tempo de subida da onda
◦ Falseamento da velocidade
◦ Contorno
◦ São realizados 2 tiros na aquisição
◦ Um tiro direto (sentido AD)
◦ Um tiro reverso (sentido DA)
◦ Gráficos de tempo de percurso direto e reverso
◦ Diferentes
◦ Gradientes
◦ Tempos de Interceptação
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 46
Sísmica de Refração
• Casos
◦ Camada inclinada plana
◦ A forma geral da equação para o tempo de percurso tN
𝑒𝑒𝑁𝑁 =
𝑥𝑥. sin𝛽𝛽
𝑣𝑣1
+ �
𝑖𝑖=1
𝑛𝑛−1
ℎ𝑖𝑖(cos𝛼𝛼𝑖𝑖 + cos𝛽𝛽𝑖𝑖)
𝑣𝑣𝑖𝑖
◦ Onde
◦ hi ≡ Espessura vertical da camada i
◦ αi ≡ Ângulo em relação a vertical feito pelo raio descendente
◦ βi ≡ Ângulo em relação a vertical feito pelo raio ascendente
◦ x ≡ Distancia de afastamento entre a fonte e o detector
◦ 𝛼𝛼𝑖𝑖 = 𝜃𝜃𝑖𝑖𝑛𝑛 − 𝛾𝛾𝑖𝑖
◦ 𝛽𝛽𝑖𝑖 = 𝜃𝜃𝑖𝑖𝑛𝑛 + 𝛾𝛾𝑖𝑖
◦ 𝜃𝜃𝑖𝑖𝑛𝑛 = sin−1
𝑣𝑣1
𝑣𝑣𝑛𝑛
◦ 𝛾𝛾𝑖𝑖 ≡ Ângulo entre o plano inclinado e a horizontal
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 47
Sísmica de Refração
• Casos
◦ Interfaces planas falhadas
◦ Uma falha deslocando um refrator plano
◦ Afasta os segmentos do gráfico tempo x distância nos lados opostos da falha
◦ Dois tempos de interceptação (ti1 e ti2)
◦ Cada um associado a um segmento
◦ Diferença entre esses tempos (ΔT)
◦ Diretamente ligada ao deslocamento da falha (Δz)
∆𝑇𝑇 ≈ ∆𝑧𝑧.cos 𝜃𝜃
𝑣𝑣1
→ ∆𝑧𝑧 ≈ ∆𝑇𝑇.𝑣𝑣1
cos 𝜃𝜃
= ∆𝑇𝑇.𝑣𝑣1.𝑣𝑣2
𝑣𝑣22−𝑣𝑣12
GSA0308 - GEOFÍSICA APLICADA – SÍSMICA DE REFRAÇÃO 48
	Sísmica de Refração
	Sísmica & Sismologia
	Sísmica & Sismologia
	Sísmica & Sismologia
	Equipamento Sísmico Básico
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Princípios Físicos
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Ondas Sísmicas
	Reações das ondas em interfaces
	Reações das ondas em interfaces
	Reações das ondas em interfaces
	Reações das ondas em interfaces
	Reações das ondas em interfaces
	Reações das ondas em interfaces
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Geometria de perfis de aquisição
	Geometria de perfis de aquisição
	Comportamento do Sismograma
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração
	Sísmica de Refração

Continue navegando