Autor
Silveira, Desidério P. (1984)
Título
Análise das velocidades compressionais e cisalhantes do poço 1-TP-3-SC - ondas planas.
Data da aprovação
12.03.1984
Banca examinadora
Dr. Peter H. W. Hubral (Orientador), Dr. Anthony F. Gangi, Dr. William J. Vetter.
Resumo

O uso de ondas cisalhantes, no método sísmico de reflexão, é uma idéia de longa data mas o interesse no estudo desse tipo de onda cresceu depois que se descobriu que a razão entre as velocidades de propagação da onda compressional e da cisalhante é indicadora de litologia e fluido de poro. O objetivo do presente trabalho é estudar o comportamento da velocidade de propagação da onda compressional e da cisalhante, através de uma seção litológica, usando dados de sondagem sânica do poço 1-TP-3-SC. Para isso, usamos o modelo de Goupillaud para gerar sismogramas sintéticos, traçamos a curva de perda por transmissão e obtivemos espectros de amplitudes das principais funçães obtidas para ambos os tipos de onda. Também foi estudado o relacionamento das velocidades entre si e com a densidade do meio. O perfil de densidades foi calculado teoricamente usando-se a relação de Gardner. Os resultados foram comparados com reusltados obtidos a partir de dados sintéticos de velocidade de propagação da onda cisalhante. O primeiro resultado obtido foi da observação do comportamento dos perfis de velocidade, densidade, razão Vp/Vs e razão de Poisson, diante do perfil litológico. Esses perfis mostram que, dentro da seção de rochas basálticas, existe uma oscilação entre dois valores extremos, superior e inferior, que representam as zonas de basalto maciço e basalto vesicular, respectivamente. Este comportamento corresponde a um meio cíclico no senso de O'Doherty & Anstey. Dentro da seção sedimentar, os perfis mostram pequenas oscilaçães e a tendência de um lento crescrimento com a profundidade, que corresponde a um meio transicional, no senso desses autores. As curvas de perda por transmissão de ambas as ondas, quando traçadas lado a lado versus profundidade, mostram diferenças marcantes em certas profundidades, indicando um comportamento diferenciado entre as velocidades de propagação de onda P e onda S, na mesma secção geológica. Nos sismogramas sintéticos observa-se o efeito das ``peg-legs'' sobre as reflexães primárias, para as duas ondas, principalmente na secção cíclica do perfil. Este efeito é construtivo, no sentido que recupera a energia `perdida' por transmissão, e destrutivo no sentido que diminui a definição do tempo exato de reflexão. A melhor resolução dos refletores no sismograma da onda S deve-se ao maior tempo de propagação. O sismograma sintético da onda cisalhante, usando dados artificiais de velocidade de propagação, mostra maior amplitude no sinal que aquele de dados reais. A análise do espectro de amplitudes da função refletida mostra um espectro corta-baixas, mas com alguns ``notch'' nas freqüências acima da freqüência de corte, tanto para a onda P quanto para a onda S. O espectro da função transmissividade é um espectro passa-baixas, mas com alguns passa-banda nas freqüências acima da freqüência de corte, para ambos os tipos de onda. Os valores diferentes de freqüência de corte, observados entre a onda P e S, deve-se a amostragem. A análise do espectro de amplitude da função transmissividade ida e volta, convolvida com a assinatura da fonte, para o caso da onda P, mostra uma ótima transmissão em torno da freqüência de 37 Hz e uma péssima transmissão em torno da freqüência de 75 Hz. A análise do correspondente espectro para o caso da onda S, mostra uma péssima transmissão em torno da freqüência de 43 Hz e uma ótima transmissão em torno da freqüência de 72 Hz. Isto é, praticamente existe um efeito inverso na transmissão das duas ondas nessas freqüências. O espectro de amplitude da função refletividade para o caso da onda cisalhante sintética mostra maior amplitude para as freqüências altas do que o correspondente da onda cisalhante real. A análise do espectro de amplitudes da função transmissividade, mostra que as freqüências altas são ainda mais atenuadas que no caso da onda S real, mas o efeito inverso de transmissão com a onda P, nas freqüências de 43 e 72 Hz, permanece. A influência das densidades no valor dos coeficientes de reflexão, mostrou-se mais importante para o caso da onda cisalhante do que para a onda compressional.

Abstract

The use of shear waves in the reflection seismic method has been considered for a long time, but renewed interest in these waves has recently increased after the discovery that the ratio between compressional and shear wave velocities is a good indicator of the lithology and pore fluid. The aim of the present work was to study the behaviour of compressional and shear wave propagation velocities for a lithologic section, using sonic log data of the well 1-TP-3-SC. For this, we used the Goupilland model to generate synthetic seismograms. We plotted the transmission loss and we got amplitude spectra of the principal characteristics for both kinds of waves. Also, the relationship between the P and S velocities themselves and the velocities with the density of the medium was studied. The density log was generated theoretically using the Gardner's relation. The results were compared with those obtained form shear wave synthetic velocity data. One main result comes from comparing the behaviour of the velocities, densities, Vp/Vs ratio and Poisson's ratio with the lithologic log. The logs show that within the basalt section there is an oscillation between two extrems values which represent the massive and vesicular basalt layers, respectively. This behavior corresponds to cyclic media in the O'Doherty e Anstey sense. Within the sedimentary section the logs show short oscillations and increase little with depth. This corresponds to a transitional medium in the sense of the afore mentioned authors. The transmission loss curves, when plotted against depth, show conspicuous difference at some depths, indicating the different behaviour between compressional and shear wave velocity propagation in the same geologic section. On the synthetic seismograms it is observed that peg leg effects influence the primary reflections for both types of waves, principally in the cyclic section. This effect is construtive in the sense that it recovers the ``loss'' due to transmission. It is destructive in the sense that it reduces the precision of the reflection time. The synthetic seismogram of the computed shear wave show signals of greater amplitude than signals for actual data. The analysis of the amplitude spectrum of the reflectivity function shows a low-cut, spectrum but with some ``notch'' on the frequencies above the cut-off frequency. Both compressional and shear wave spectra of the transmisivity function are low-pass spectra, but with some frequencies above the cut-off frequency. The different values for the cut-off frequencies shown by compressional and shear wave functions are due to the sampling effect. The analysis to the amplitude spectrum of the two-way transmissivity function, convolved with the source wavelet, in the compressional wave case, show a very good transmission around the frequency of 37 Hz and a very bad transmission around the frequency of 75 Hz. The analysis of the corresponding spectrum for the shear waves show a very bad transmission around the frequency of 43 Hz and a very good transmission around the frequency of 72 Hz. That is to say, there is almost an inverse effect on the transmission of the two waves at these frequencies. The amplitude spectrum of the reflectivity function, in the case of the synthetic shear waves, shows higher amplitudes at high frequencies that the correspondent spectrum in the case of real shear waves. The analysis of the amplitude spectrum of the transmissivity function shows that the high frequencies are still more attenuated than in the case of actual shear waves. However, they preserve the inverse effect mentioned above. The influence of the densities on the reflection coefficients was shown to be more important in the case of shear waves than in the case of compressional waves.