ĐẠI HỌC Q l ốc GIA HÀ NÔI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN
BÁO CẢO ĐÈ TÀI
CÁP ĐẠI HỌC QUÓC GIA
NGHIÊN cứ ư SỬ DỤNG TRẠM ĐO ĐỊA CHÁN
• • •
PHẢN XẠ NỒNG PHÂN GIẢI CAO GEORESOƯCES
VÀ ÁP DỤNG ĐO THựC TÉ TẠ] VIỆT NAM
• • • •
MÃ SỐ: QT 09-50
Chủ trí đề tài: Th.s Nguyền Đình Nguyên
HÀ NỘI 2010
€
BÁO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài: “Nghiên cứu sư dụng trạm đo địa chấn phan xạ nông phân giải
cao Georesouces và áp dụng đo thực tê tại Việt Nam”
Mã số: ỌT 09- 50
b. Chủ trì đề tài: ThS. Nguyễn Đình Nguyên
c. Các cán bộ tham gia: NCS Phạm Nguyền Hà Vũ
CN. Nguyễn Thị Hồng
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu:
Hiêu rõ cách sư dụng trạm đo địa chấn nông phân giải cao, nguyên lý
hoạt động, các thông số kỳ thuật của máy phù hợp với điều kiện về đặc điếm
cua từng khu vực nghiên cứu. Qui trình sử dụng, bảo dưỡng thiết bị và nhân
lực thực hiện.
- Nội dung nghiên cứu:
+ Cách sư dụng trạm đo địa chấn nông phân giải cao
+ Nguyên lý hoạt động của trạm đo
+ Đánh giá hiệu quà sử dụng
e. Các kết quả đạt được

d. Target and content:
- Target:
Understanding operating mechanism of the high resolution shallow
seismic system Georesources, carrying out process of using, maintaning
equipment and requirement of human resources.
-Content:
+ Methods of using the high resolution shallow seismic system
Georesources
+ Operating mechanism of the high resolution shallow
seismic system Georesources
+ Evaluating effect of using the equipment
e. Result
- Process of using the high resolution shallow seismic system
Georesources
- Operating mechanism of the equipment
- Some profiles
1
2
2
2
8
14
14
15
15
16
16
18
20
29

10. Những nguồn sóng âm
1 1. Thu nhận tín hiệu
12. Xử lý và ghi nhận bên trong
13. Đo độ sâu nước từ mặt cắt địa chấn
Xử lý số liêu và áp dung đo thưc tế tai Viêt Nam

• 1 • “ • • •
1. Xử lý số liệu
2. Áp dụng đo thực tế tại Việt nam
Kết luận
Tài liệu tham khảo
MỤC LỤC
MỎ ĐẦU
Phương pháp địa chấn phản xạ nông phân giải cao đã được đưa vào áp
dụng đê khảo sát mặt cắt địa chấn nằm sát đáy biển dọc đới biển nông ven bờ và
khu vực ngập nước. Đối tượng nghiên cứu chu yếu là các thành tạo địa chất nằm
ở phần trên cùng cua lát cat địa chất, khoảng một vài trăm mét trớ lại, trong
phạm vi các đới nước nông, tới một vài trăm mét tính từ bề mặt đáy biên.
Mục tiêu là khao sát các mo khoáng sản ngoài khơi, các điẻm tích tụ cát
soi thích hợp cho mục đích xây dụng hoặc san lấp; nghiên cứu quá trình tích tụ
trầm tích thềm lục địa hiện đại, các hoạt động kiến tạo trẻ và hiện đại, cung cấp
sổ liệu cho các dự án công trình bờ biển và ngoài khơi như xây dựng cảng biên,
giàn khoan, nạo vét lòng sông, lap đặt đường ổng
Trong những năm 90 của thế kỷ XX đến nay phương pháp địa chấn phản
xạ nông phân giải cao đã được đưa vào áp dụng đế khảo sát mặt cat địa chấn
nằm sát đáy biến dọc đới biên nông ven bờ và khu vực ngập nước quanh các đảo
thuộc quần đảo Trường Sa của Việt nam. Các đề tài nghiên cứu khoa học của
các CiS Trần Nghi, GS Phạm Năng Vũ, PGS. Tăng Mười và GS. Bùi Công Ọuế,
GS. Mai Thanh Tân đã sử dụng trạm đo địa chấn nông phân giải cao và đạt được
nhiều kết quả.

gồm:
- Nguồn phát xung cao cao áp 1000J
- Nguồn phát dao động Sparker
- Nguồn phát dao động Boomer
- Hệ thống cáp nối Nguồn phát xung cao áp và Nguồn phát dao động
- Dải đầu thu (Streamer) Geo-Sense
- Hệ thống điều khiển phát sóng địa chấn và thu số liệu địa chấn
Minitrace (có phần mềm đi kèm).
- Hệ thống phao
- Máy nổ phát điện xoay chiều 220V
- Hệ thong tời kéo thả cáp
- Các loại dụng cụ và thiết bị đi kèm để lắp đặt
Ngoài ra còn cần phải cung cấp thiết bị GPS để định vị và dẫn đường.
2
Nguồn phát xung cao áp 1000J
Cáp nối nguồn và hộp đấu với cáp cao áp
Cáp nối cao áp nối Nguồn phát xung và nguồn
phát dao động
Nguồn phát dao động Boomer
Nguồn phát dao động Sparker
Hệ thống phao và bè kéo
Phao giữ cáp nối với bè kéo nổi Máy phái điện xoay chiều 220V
Dải đầu thu Streamer và cáp tín hiệu Hệ thống diều khiển thu phát Minitrace
1.1. GHÉP NÓI HỆ THỐNG
Hệ thống kháo sát địa chấn nông pân giải cao GeoResouces chia là hai
phần:
- Bộ phận phát dao động gồm Nguồn phát xung cao áp 1000J (Nguồn cao
áp), nguồn phát dao động, được nối với nhau thông qua một hệ thống cao (chịu
được cao áp).
- Bộ phận thu số liệu địa chấn: dải đầu thu Geo-Sense

cũng được thả xuống biển và khoảng cách giữa streamer và nguồn phát dao động
được điều chỉnh trên thực tế đê đảm bảo thu tốt tín hiệu.
7
Tín hiệu điều khiên trigger được phát điều khiển được cấp cho ca nguồn phát
cao áp và dùng trích số liệu định vị dần đường (ơ minitrace) để đồng nhất thời
gian thực và toạ độ điểm khảo sát.
3. CÀI ĐẬT HỆ THỐNG VÀ TIÉN HÀNH THƯ DỮ LIỆU
• • •
Trước khi tiến hành thu số liệu địa chấn cần phải cài đặt các thông sổ trên
phầm mềm thu thập sổ liệu GeoTrace được cung cấp kèm theo thiết bị Minitrace
Các thông số thiết yếu cần phải cài đặt trên phầm mềm GeoTrace như sau:
Chọn New project từ main menu
1
GeoTrace Premium Edition 2008 - Main program - (V 10.0.0 - Build 200900311) - Project;
Info
P ro e c t definition
____
___
. > '
Recorder sụstem
Client
■ HUS
Tassa setting
Area location
■ Rotterdam
Ỉ
Piottgf setting
SoucgJiSm
Positioninq/N avioation
Geodetic, parameters

Pỉotta setting
AUX charmed
r — n
Streamer ívtỉerr.
1 -11
Saesg system
Sampling late (H2)
Ị10000
Recoíd length (msỊ
[500 3
ÌSQÚẹte w»âree!£íĩ
Deỉsy (ms)
|õ ± j
SittBUHf
Infernal gains (cB)
Ị T ~ 3
Offset điaaran
QVC fCrTQlK
r
iaye píOỊẹtí
|d: (New Volume]
Output data drive
Beep in acquisition r
U'Me*.
r
WHte Quick ReptojiHe
r
Ĩ rigger level (it*/)
J2000 3
pPlArwtog Interface If-


—
Exit program
o
i Info
Protect definition
Recorder svstem
Printers -
-

- —

.

■“—

-
.

Broup length (m}
Offset Sterrvfffst Gtoi*) (m)
GeoTrace Premium Edition 2008 * Main program - (V 10.0.G - Build 200900311} - Project: Vietnam2009
Ù£SSSỈLỀỂkẾ£Ù
Streồrner lype
Information only
ÁQ 2000,. 8 pel gioup
s
0 3 m spacing
Geodetic parameters
SmẼnmẩ
10
oG eoTrace PremiuniEdition 2008 Mam program (V 10-0.0 Build 200900311) Project: Vietnam20OT
Acqufsbon *o Exit project 0§r Copy from Pnrtt Exit program Info
hoicd cMmtcn
B&OỉtaLiBteỉĩi
IflOflSiiaSinQ
Source Type S B S S S B H H H H H H B H H H S E E Ễ B Inh3íma,ionon|y
Source Towig Depth (m) Q IKllW iliiHriM IH iM NH IHH HiM IK
Souce Uiribècâl (mi ^ ị|jj|||||ÌlM I |Ệ |§ Ịfl|t|ÍÌf||^ ^
S.gMf£S.i¥đaf;1
Poáticrònaytỉaviaatbn
Shot Pont Interval (m) I B B B H H H H H H H H H H H I
SKKfeto- HUBtâP?
Survey qnd
Offset diaaram
Arnpfcude
Fsinfl Rate & 9 3 E S 9 £ 9 E S 9 H H B M IM M M flK
S«v»WOÌec»
New Field Hjidfophone S S K S S H H H H H H B H H H H H I

from IB M
to
■
FwfcJNf H H
taốuđe r~ r
from m i
to
Few Nr. WÊt
Latìtud* Bérospheíe r r
fromBBif to
■ 1
Field Nf ■ ■
Fix Number r*
r
frorr. WếM
to
Fietd N*. I J
Kiometa Point r r
fram H rii to ReId Nr H i
Heating r~
r
from H to Reid Nr. WÊÊ
Boai Speed p r
t e x n B
to
Field Nr. ■ ■
Water Depth r~
r
from H i ! to new Nr H i
Source. Đ.ẹpệh r*

r? Send Port
! Neh*oik
Senat Pori properties I
Nel^o^prppertíe-Í- I
I I Required
] Optional
I Information or$>
7. Khai báo các thông sổ phục vụ định vị và dần đường: hệ thống định vị, hệ
thống dần đường, cổng vào tín hiệu, loại giao diện GPS, lựa chọn các trường dữ
li ệu lấy ra từ tín hiệu GPS (toạ độ, ngày, thời gian, và các thông khác nếu cần đế
tham khao). Sau khi khai báo cần phải test nhận tín hiệu GPS.
11
Datums
Datum
BgaagỊgLỆaạaạ
T (iqq« seeing
Ptoqy.SfiBirM
Serro-mator axis d
Flattening (1/f)
Datum SMt
DeftaX l
X-axis fetation
DeftaY Y-axis rotation
Z-axis rotation
34521:»«
Chart Projection
Projection
Central Mefidian
False Easting
Latitude of Origin

ỉm o
Ewortlnesin.M
Import coatt Sne
Mouse potìborĩ
9. khai báo các thông sổ về lưới khảo sát, đường bờ, nhập các tuyến khảo sát
bằr.g tay hoặc bằng các file số liệu có sẵn (theo định dạng xác định của phần
mền GeoTrace).
12
1 0. Sau khi cài đặt và khai báo xong các thông số cần thiết phai Save project
Sau khi cài đặt và khai báo xong các thống số cần thiết bắt đầu tiến hành
các bước thu thập số liệu:
Chọn Acquisition từ Project menu
Sau khi chọn sẽ kiểm tra tự động các tín hiệu, cho đến khi các đèn xuất
hiện là màu xanh thì sằn sàng để chuân bị cho quá trình thu thập số liệu băt đâu.
i swut: "

Ị Settings:
Bấm OK
- Sẽ xuất hiện bang các thông số thu thập số liệu.
- Lựa chọn tuyến cần thu thập số liệu trên sơ đồ tuyến và bấm OK để bắt đầu
quá trình thu thập số liêu.
13
Lưu Ỷi trước khi bắt đầu cần phải chắc chắn tất cả các thiết bị liên quan đà được
nối đất cùng một điểm, nguồn phát và streamer đã được thả xuống biển và tàu
kéo ở tốc độ phù hợp.
4. BẢO QUẢN THIÉT BỊ
- Thiết bị sau mồi lần được triên khai thực địa cần vào rửa sạch nước
biển bàng nước ngọt và phơi khô, bôi dầu mờ những thiết bị, vị trí cần
phải bảo quan tốt.
- Các th iết cần được đặt trong thùng khi vận chu yển đế đảm bảo an toàn.

Hình 2 .1. Các thành phần cơ ban của hệ thống địa chấn phan xạ liên tục
A D 6
Hình 2.2. Mô hình tia sóng truyền trong hệ thống địa
chắn phan xạ liên tục
Mặt cắt phản xạ liên tục thu được bàng cách dựa vào tính toán khoang
thời gian từ lúc phát tín hiệu tín hiệu âm học đến khi tính hiệu đó quay trở lại
sau khi phản xạ trên một ranh giới âm học ở trên hay dưới đáy biển, (hình
2.2).
Hai giả thuyết cơ sở cua phương pháp địa chấn phản xạ liên tục:
15
- Khoảng cách giữa nguồn phát và đầu thu (AB) là nhỏ so với khoảng
cách từ điếm chính giữa nguồn phát - đầu thu (D) đến các điếm phản xạ (C hoặc
E). Vì vậy đường truyền cua tín hiệu thu được, truyền từ nguồn đến hydrophone,
là vuông góc với mặt phan xạ.
- Góc tới cua tín hiệu (ACD) bàng góc phản xạ (DCB), nhung nếu AB là
nho thì hai góc này cũng nhỏ và tính hiệu được phản xạ gần như vuông góc với
mặt ranh giới.
2. Sóng địa chấn
Các nguồn phát dao động âm trên biên tạo ra các sóng đàn hôi lan truyên
có vận tốc phụ thuộc vào tính chấn đàn hồi của môi trường xung quanh. Có hai
loại sóng đàn hồi:
+ Sóng dọc (sóng P): các phân tử vật chât của môi trường chuyên động
trùng với phương truyền sóng.
+ Sóng ngang (sóng S): các phần tử vật chất của môi trường chuyến động
vuông góc với phương truyền sóng.
Chất lỏng không cho phép sóng ngang truyền qua do đó trong khảo sát địa
chấn trên biển chi cần quan tâm tới sóng dọc. Việc thu mặt cắt phản xạ liên tục
đạt hiệu quả cao trong môi trường biến vì môi trường nước phù hợp cho năng
lượng âm truyền từ nguồn phát đi vào các môi trường đất đá bên dưới đáy biến.
3. Vận tốc sóng địa chấn

dầu khí sâu trong khu vực nghiên cứu. Các đường cong này đưa ra được chỉ số
về giá trị của vận tốc truyền sóng địa chấn trong các trầm tích gắn kết theo độ
sâu. Các giá trị này có thể được sử dụng để dự đoán vận tốc của các trầm tích
cùng tuổi và thành phần thạch học nhưng ở độ sâu nông hơn.
Biết được sự thay đổi vận tốc trong các tập trầm tích đang được nghiên
cứu là yếu tố cần thiết để chuyển đổi một mặt cắt địa chấn từ thời gian sang độ
sâu. Việc chuyển đổi này có thể thực hiện được bàng cách sử dụng các vận tốc
gia định hay vận tốc được xác định từ hố khoan mà mặt cắt đi qua. Ngoài ra,
phương pháp khác lại dựa vào việc nhận dạng cùng một ranh giới trong hố
khoan cũng như trong mặt cắt, ví dụ như độ sâu đến ranh giới có sự thay đồi
thạch học lớn như phần trên của một lớp đá và chia độ sâu cho thời gian truyền
sóng một lần để thu được vận tốc trung bình trong khoảng đó.
Trở kháng âm học
Hiện tượng phản xạ một phần năng lượng của tín hiệu âm học xảy ra ờ
các ranh giới, thường là ranh giới thạch học, giữa các các lớp có sự khác biệt về
trơ kháng âm. Trở kháng âm của đá trầm tích là tích của mật độ với vận tốc sóng
dọc cua môi trường
z = Vĩ]
trong đó: z là trở kh áng âm học của đá trầm tích
V là vận tốc sóng dọc
17
r| là mật độ cua đá trầm tích
Tỉ số giữa biên độ cua sóng phản xạ với biên độ của sóng tới được gọi là
hệ số phan xạ (R) và ơ trong trường hợp tia tới vuông góc với ranh giới phan xạ
thì hệ sô phan xạ được tính theo công thức sau:
z -Z
Z 2 + Z,
trong đó:
R ìà hệ sổ phan xạ Rayleigh
Z/ là trơ khảng âm học của môi trường phía trên ranh giới của đá trầm

trong đó: X. là bước sóng (m)
V là vận tốc âm (m/s)
f là tần số (Hz)
V Mặt sóng y '
Đới Fresnen đấu tiên của lan số cao
Đáy biển
I I .
Đới Fresnen đầu tiên của tần số thấp
c .
0)
Hình 2.3.
a) Đới Fresnel đầu tiên xác định diện tích liên quan với quá trình phản xạ.
Tín hiệu âm có tần số cao có đới Fresnel nhỏ hơn so với tín hiệu có tân sô
thấp hơn.
Bán kính của đới Fresnel
Mối liện hệ giữa phản giai ngang và đới Fresnel
19
b) Bán kính đới Fresnel là một hàm của tần số nguồn phát âm học và độ sâu
cua ranh giới phan xạ (Theo Geyer, 1983).
Tần sổ chiếm ưu thế của các nguồn phát âm học thay đổi từ 3.5kHz đối
với nguôn phát pinger, đến khoảng 1000Hz đối với nguồn phát boomer và
500Hz đối với nguồn phát sparker. Vận tốc sóng âm truyền trong nước là
1500m/s, bước sóng tương ứng với các nguồn phát trên khi sóng âm lan truyền
trong
m ôi
trường nước
là
0.42, 1.5
và
3.0 m.