Sismik kırılma dalga cephesi yönteminin ışın yolu yaklaşımı ile çok tabakalı yeraltı modellerine uygulanması.

Abstract

ÖZET Doktora Tezi SİSMİK KIRILMA DALGA CEPHESİ YÖNTEMİNİN IŞIN YOLU YAKLAŞIMI İLE ÇOK TABAKALI YERALTI MODELLERİNE UYGULANMASI M.Ali AK Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Turan KAYIRAN 1994, Sayfa: 58 Jüri: Prof.Dr. Turan KAYIRAN Prof.Dr. Ömer ALPTEKİN Prof.Dr. Baki VAROL Sismik kırılma yöntemi, yüzeye yakın katmanların geometri lerinin ve elastik dalga yayılım hızlarının belirlenmesinde, günümüzde de yaygın bir araç olma özelliğini korumaktadır. Sismik kırılma verilerinin yorumlanması amacıyla,' yıllar boyu gelişti rilen sayısız analitik ve grafik yöntem, iki temel grupta sınıf landırılabilir. Birinci grup yöntemler, refraktör üzerinde kritik kırılmaya uğrayarak yüzeyde ortak bir alıcıya ulaşan ışınları ele alırken, dalga cephesi yöntemlerini de içeren ikinci grup, kırıcı yüzey üzerindeki ortak bir noktadan kırılarak yüzeyde değişik alıcılara ulaşan ışınları kullanır. Bu tez kapsamında tanımlanan metod, grafik dalga cephesi yöntemine analitik bir ışın yolu yaklaşımıdır. Yüzeydeki bir alıcıya, ilerideki kaynaktan ulaşan kırılma ışını, izleyen jeof onlara, gerideki kaynaktan ulaşan ışınlarla kestirilmekte ve bir dizi kıyaslamadan sonra, kırıcı yüzey üzerindeki ortak kırılma noktası bulunmaktadır. Bu işlem her alıcı için yinelenerek, kırıcı yüzeyin geometrisi ve hızı tanımlanmaktadır. Yüzey istasyon aralıklarının, hassas bir çözüm için gereğinden büyük olması nedeniyle, kübik spline enterpolasyonundan yararlanılmaktadır. Yüzeye en yakın katmanın çözümlenmesinden sonra, bu katmanın, ikinci kırıcı yüzeyden gelen ışınlara olan gecikme etkisi hesaplanarak kırılma zamanlarından çıkarılmakta ve problem, tek tabaka problemine indirgenerek ikinci tabakanın geometrisi ve ikinci refraktörün hızı tanımlanmaktadır. İşlem böylece, basit trigonometrik hesaplamalar ve enterpolasyonlarla, aşağı doğru devam etmektedir. Algoritmanın doğruluğu, üç tabakalı bir model üzerinde smanmıştır. Ayrıca yöntem, gerçek bir sismik yansıma verisi üzerine uygulanmış, çözümlenen katman parametrelerinin kullanıl masıyla hesaplanan statik düzeltmeler, sismik yansıma kesitine tatbik edilerek sonuçlar irdelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Sismik Kırılma Yöntemi, dalga cephesi yöntemleri, ışın yolu, kübik spline enterpolasyonu.

11 ABSTRACT Ph.D. Thesis APPLICATION OP SEISMIC REFRACTION WAVEFRONT METHOD TO MULTI -LAYER SUBSURFACE MODELS THROUGH A RAYPATH APPROACH M.Ali AK Ankara University- Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geophysical Engineering Supervisor: Prof.Dr. Turan KAYIRAN 1994, Page: 58 Jury: Prof. Dr. Turan KAYIRAN Prof.Dr. Ömer ALPTEKİN Prof. Dr. Baki VAROL Seismic refraction method is still an important tool for determining the geometries and elastic wave propagation velocities of near surface layers. Countless analytical and graphical methods that have been developed over the years for refraction interpretation, can be classified into two basic groups. The first group visualizes critically refracted rays converging on a common receiver on the surface, while the second group which includes the wavefront methods, makes use of the refracted rays emerging from a common point on the refractor and arriving at different receivers on the surface. The method described in this thesis, is an analytical raypath approach to the graphical wavefront method. The reverse refracted ray received by a receiver, is intersected by the forward refracted rays received by subsequent receivers and a common critical refraction point on the refractor is estimated after a series of comparisons. This process is repeated for each receiver to yield the geometry and the velocity of the refractor. Cubic spline interpolations are performed to achieve a better accuracy. After solving the first layer, the time delays caused by this layer to the rays emerging from the second refractor are calculated, and subtracted from the arrival times, reducing the problem to a single layer case. Then the geometry of the second layer and the velocity of the second refractor are defined. The process continues with simple trigonometric calculations and interpolations, in a way similar to downward continuation. The efficiency of the algorithm has been tested on a three layer model. The method has also been applied to a real seismic reflection data package. The static corrections calculated by using the resolved layer parameters have been employed in the processing of the seismic section, and the results are discussed. KEY WORDS: Seismic Refraction Method, wavefront methods, raypath, cubic spline interpolation.