Sismik Prospeksiyon

SİSMİK PROSPEKSİYON
2.1. SİSMİK PROSPEKSİYON VE AMACI
Sismik dalgaların yayılımıyla ilgilenir. Sismik yöntemlerde stress dediğimiz gerilme-deformasyon ilişkileri geçerlidir. Kayaçların elastik özelliklerini yansıtır. Bu tür parametreleri boyuna ve enine dalgalarla ortaya koyuyoruz. Birbirleriyle ilişkileri bizim için önemli elastik dalgaların, yayılımıyla elde edeceğimiz yer altı yapısıyla boyuna dalgaları elde ederiz. Mekanik özelliklere bağlı çalışmalar.sonunda boyuna ve enine dalgaları elde ediyoruz.
İnşaat Mühendisliği’nde daha geniş uygulama alanı bulmuş olan bu yöntemde, yüzeyde darbe ya da patlama ile oluşturulmuş titreşimin değişik tabakalardan yansıma zamanının ölçülmesiyle yapılanıdır. Sismik yansıma metodu ses dalgalarının homojen elastik ortamda hareketi teorisinden geliştirilmiştir.
2.2-SİSMİK PROSPEKSİYON VE ÖNEMİ
Sığ sondaj kuyularının dibinde dinamit patlatmak veya ağır bir cismi kaldırıp bırakmak suretiyle meydana gelen sarsıntıyı ( titreşimi ) atış noktasından belirli uzaklarda yerleştirilmiş olan sismometreler ( jeofonlar ) ve kayıtçılarla kaydettikten sonra elde edilen sismogramlardan yeraltının jeolojik yapısını hesap yoluyla çıkarma işlemine “sismik prospeksiyon” denir. Sismik yöntem harcamalar ve çalıştırdığı jeofizikçiler bakımından birkaç faktörden kaynaklanır. Bunlar arasında en önemlileri yüksek doğruluk , yüksek çözüm gücü ( ayırım ) ve sahip olduğu büyük nüfus derinliğidir.
Hidrokarbon aramalarında yer içi kesitinin çıkarılması,yeraltındaki katmanların durumlarının saptanması , herhangi kuyudan elde edilmiş bulguların yanal değişimlerinin saptanması,yeraltının haritalanması ve sonuçta yeni açılacak kuyunun yerinin saptanması
gerekmektedir. Bu amaçla yapılacak tektonik ve stratigrafik çalışmalar sismik yönteme muhtaçtır. Hiç kuşkusuz en sağlıklı ve en doğru bilgi açılan bir kuyudan elde edilir. Fakat
kuyudan elde edilen bilgi haritada tek nokta için düşey yöndedir .Bu bilginin tek noktadan haritanın tamamına taşınabilmesi için sismik yöntemin kullanılması zorunludur. Sismik yöntemler yer altı suyu aramalarında, büyük binaların,barajların,yolların inşaasında temel kaya derinliğinin belirlenmesinde de önemlidir. Farklı kayaç tipleri arasında düzensiz ara yüzeylerin tanımlanması iyi yapılmadığından ,minerallerin doğrudan aranmasında pek az uygulaması vardır.Bununla beraber ağır minerallerin yığışabildiği gömülü kanalların yerinin gömülü kanalların yerinin saptanmasında faydalı olur.
Arama sismiği diye adlandırılan yöntem , deprem sismiğinden ( sismoloji ) doğmuştur. Sismolojide,deprem odağında oluşan sismik dalgalar,çeşitli yerlerde bulunan rasathanelerde sismograf aletleri tarafından kaydedilir.Deprem dalgalarını,yer çekirdeğini ve iç çekirdeğin bulunduğu derinlikleri incelemek mümkün olduğuna göre, sismik dalgalar ile oldukça derinlerdeki tabakaları etüd etme imkanı vardır.Arama sismiği (ekspolarasyon) sismiği yöntemlerinden enerji kaynakları kontrollü ve hareketlidir.Bu arada kaynakla kayıt noktası arası uzaklıklarda nispeten küçüktür. Çoğu sismik çalışma , profil hatları boyunca aralıklanmış birbirini izleyen yer parçalarının yanıtından ibarettir. Sismik dalgaları üretmek için patlayıcılar ve diğer enerji kaynakları , bunun sonucu meydana gelen yer hareketini saptamak içinde sismometre veya jeofon tertipleri kullanılır.
Temel sismik arama tekniği sismik dalgaların üretilmesi ve kaynaklardan( ekseriyetle kaynağı doğrultulmuş düz bir hat boyunca düzenlenmiş ) jeofon serilerine giden dalgalar için gerekli zamanı ölçmekten ibarettir. Çeşitli jeofonlara geliş zamanları bilgisi ve dalgaların hızlarından , sismik dalga yollarının yeniden oluşturulmasında çalışır. Yapısal bilgiyi çıkarmada başlıca iki yol vardır
1-İki kayaç tabakası arasında ara yüzey boyunca olan kırılma yolu (refraksiyon )
2-İki tabakayı birleştiren sınırda yansıtıp yeryüzeyine dönen yansıma yolu , yansıtılmış
yol ( refleksiyon )
Her iki tip için gidiş zamanları kayaçların fiziksel özelliklerine ve tabakaların durumlarına bağlıdır.Sismik aramanın amacı; gözlenen varış zamanları,genlik ve frekans değişiminden,kayaçlar ve özellikle tabakaların durumu hakkında bilgiyi ortaya çıkarmaktır.
2.3-SİSMİK YÖNTEMİN GELİŞİMİ
Sismik teorinin gelişmeye başlaması, yeterli duyarlılıkta kayıt yapan aletlerin geliştirilmesinden öncedir. Arama sismiği uygulamaları deprem sismolojisindeki uygulama çabalarından daha sonra başlanmıştır.1845 senesinde sismik hızları ölçebilmek amacıyla Mallet tarafından ilk yapay deprem deneyleri yapılmıştır. Tabaka ara sınırlarındaki kırılma ve yansımalar için Kontt tarafından geliştirilen teori 1899′ da geliştirilmiş ve Zeoppritz ve Wicnert 1907’de dalga teorisi ile ilgili yayın yapmışlardır. İnsanlık için büyük sosyal ve ekonomik sorunları oluşturmuş olan dünya savaşları , bizim bilim dallarında olduğu gibi jeofizikte de sıçramalara yol açmıştır. Birinci dünya savaşında her iki tarafın ağır toplarının yerlerinin saptanmasına ilişkin yaptıkları araştırmalar bu tür silahların geri tepmelerinin oluşturduğu sismik dalgaların varış zamanlarının kaydedilmesine yöneliktir. Bu çalışmalar savaş sonrasında arama sismolojisinin başlangıcını oluşturmuş ve Almanya’da Mintrop, Amerika’da ise Karcher, McCallum ve Ecknardt savaş sırasında geliştirilen yöntemlerin uygulamasına başlamışlardır.1919’da Mintrop kırılma yöntemi için patent almıştır.1922’de ise Mintrop’un Seismeos Şirketine ait iki ekip Meksika’da ve A.B.D’nin Meksika körfezi kıyılarında sismik kırılma yöntemini uygulayan ilk sismik ekipler olmuşlardır. 1924 yılında Texas’ta Orchard tuz domunun keşfi ile sismik kırılma yöntemi yaygın olarak kullanılmaya başlanmış ve 1930 yılına kadar bu bölgedeki sığ tuz domlarının hemen hemen tamamının keşfi gerçekleşmiştir.
Tuz domlarının saptanmasında başarılı olan kırılma yöntemi daha sonra ise yeraltının haritalanabilmesine olanak sağlayan , sismik yansıma yöntemine dönüşmeye başlamıştır. Sismik yansıma yönteminin ilk çalışmaları Reginalt Fessenden tarafından1913’te yapılan deniz derinliğinin belirlenmesine ve buz dağlarının saptanmasına yönelik çalışmalardır. 1920’de Kacher tarafından geliştirilen ilk yansıma sismografi ( jeofon ) Oklahoma’da denenmiştir. Jeofonun ilk ticari kullanımı ise 1927’de güçlendirici tüp( vacuumtube amplfier ) kullanılarak gene Oklahoma’da Maude sahasında “Geophysical Research Corporation” firması tarafından gerçekleştirilmiştir.
Meksika körfezi kıyıları , kırılma yöntemi için uygun bir ortam oluşturmuşsa, Oklahoma’da yansıma yöntemi için o kadar uygun olmuş ve yansıma, kırılma yönteminin yerini alarak ana sismik yöntem konumuna gelmiştir. Fakat bugün dahi kırılma yönteminin sınırlıda olsa kullanım alanları vardır.
2.4-SİSMİK YÖNTEMİN ANA HATLARI
Sismik yöntem bugüne kadar sürekli bir gelişme içinde olmuştur. Bilgisayar teknolojisinin hızla gelişmesi , daha duyarlı aletlerin yapılması sismik yansıma yönteminin sürekli olarak gelişmesini sağlamaktadır. Geleneksel ve alışılagelmiş (conventional) sözü genellikle bugünkü yöntemi dünkü yöntemden ayırdetmekte kullanılmaktadır.
Geleneksel sismik yönten dendiğinde, P dalgaları ile yapılan ,ortak orta nokta( CMP ) kavramının kullanıldığı iki boyutlu ( 2D ) veya üç boyutlu ( 3D ) yansıma sismiği uygulaması akla gelir. Geleneksel yöntemde çok kanallı kayıt aletleriyle manyetik bantlara jeofon veya hidrojen grupları kullanılmaktadır.Kayıtlar ayrık (digital) olarak manyetik banta yazılmaktadır.
Geleneksel kara sismiği uygulamasında,haritada önceden belirlenen atış ve kayıt noktaları arazide saptanmıştır. Bu noktalar , uygulamanın iki boyutlu olmasında ise harita düzleminde her iki boyutta eşit aralıklı olaraktan belirlenir. Atış noktaları 10-12 cm çapında derinliği 6 – 30cm arasında değişen , arazinin özelliğine göre daha önceden saptanmış miktarda dinamit yerleştirilir. Kuyudaki dinamite kapsül yerleştirilerek kapsül ikili kablo yardımıyla patlayıcıya ( bloster ) bağlanır.Alıcı noktalarına yerleştirilen jeofon gruplarının çıkışları “Ana Kablo” ile kayıt aletine getirilir.Tek bir alıcı noktasına yerleştirilen birbirine yakın belli bir düzen içindeki jeofonların çıkışlarının tek bir çıkış haline getirilmesi, düzenli ve düzensiz bir takım gürültülerin bastırılmasını sağlar. Kayıt aletinde,herhangi bir atış için kullanılacak olan atış noktası ve alıcı noktaları belirlendikten sonra kayıt aleti ile patlama sinyali verilir ve alıcı gruplarından gelen elektrik sinyalleri manyetik banta ayrık değerler olarak belirlenmiş zaman aralığı boyunca kaydedir. Bütün atış noktaları için kayıt kayıt tamamlanınca sismik veri,veri işlem merkezine gönderilir.İşlenen ve son haline gelen veri,yorumlamaya hazırdır. Sismik verilerin yorumlanması ise sismik kesitler yardımıyla ve interaktif-yorum sistemleri kullanılarak gerçekleştirilir.
Özetle,sismik yöntemin uygulanması üç ana bölüme ayrılır ; veri toplama,veri işlem ve veri yorumu. Sismik yöntemle uğraşan jeofizikçi, doğal olarak bu üç dalın birinde uzmanlaşır. Sismik veri yorumlayan yerbilimcinin yeterli veri toplama ve veri işlem bilgi ve deneyimine sahip olması gereklidir.
Kaynak: