Effects of Element Elevation and Position Errors On the Response of Seismic Arrays. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Thesis_Ryan Adhi Putra) Final_Thesis_Ryan.pdf - Submitted Version Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

المصفوفات الزلزالية هي عبارة عن ترتيبات نظامية من مصادر أو مستقبلات زلزالية او كلاهما. مصفوفة المستقبلات الزلزالية (مصفوفة الجيوفونات) هي مجموع مخرجات المستقبلات (الجيوفونات) في المصفوفة. الهدف من استخدام مصفوفات المستقبلات الزلزالية هو تحسين نسبة الاشارة الى الضجيج بتقليص الموجات السطحية المتحركة أفقيا الغير مرغوب بها مثل التدحرج الأرضي. أثر تغيرات أوزان ومواقع وارتفاعات الجيوفونات على استجابات مصفوفات المستقبلات الزلزالية سيتم مناقشته في هذه الدراسة. هذه المتغيرات شائعة خاصة في المناطق ذات التضاريس الوعرة والعوائق كالشجر. الهدف من هذا البحث هو تحديد كمية الانحطاط في استجابة المويجة من المصفوفة الزلزالية بسبب هذه المجموعة من الأخطاء على مصفوفة جيوفونات ذات 12 جيوفون متساوية الأوزان مع عناصر متنوعة البعد وزاوية سقوط المويجة. آثار الأخطاء تمت نمذجتها باستعمال أخطاء ذات توزيع عشوائي غاوسي و متوسط صفري في أوزان ومواقع وارتفاعات الجيوفونات مع 10% و 20% انحرافات معيارية. للحصول على نتائج ذات معنى احصائيا تم اخذ المعدل من 32 مرة لكل انحراف معياري. استجابة المصفوفة المثالية و ذات الأخطاء تمت مقارنتهما بحساب طاقات مساراتهما. كما هو متوقع، مجموعة الأخطاء ستحط من استجابة المصفوفة أكثر من الأخطاء الفردية. ولكن هذا لايعني أن الانحطاط من مجموعة أخطاء هو مجموع انحطاط كل خطأ على حدة. فلنأخذ زاوية سقوط 45 درجة مثالا، أقل استجابة مصفوفة في الحالة المثالية لديه -43 dB ويحدث عند تباعد جيوفون زمني يقدر ب0.054 ثانية. اضافة 10% أخطاء مجتمعة تحط استجابة المصفوفة الأقل 17%، بينما 20% أخطاء مجموعة تحط من الاستجابة 30%. لذلك تستنتج من نتيجة هذا البحث أن آثار الأخطاء المجموعة جديرة بالاعتبار ويجب الحرص على وضع المصفوفات باقرب حالة من المثالية قدر المستطاع. بالإضافة إلى ذلك فقد تم تطبيق الطريقة على بيانات سايزمية حقيقية كان قد تم جمعها من على حجر رملي في المنطقة الشرقية من المملكة العربية السعودية. كان تفاوت الطاقات باستخدام البيانات الحقيقية (1.29%) خلافا ل (38.24%) المتوقعة باستخدام الطريقة المقترحة. قد يكون هذا الفرق حدث بسبب الضجيج و مسائل أخرى موجودة في البيانات الحقيقية.

English Abstract

Seismic arrays are systematic arrangements of seismic receivers, sources or both. Seismic receiver array response is the sum of the outputs of the receivers in an array. The purpose of using seismic receiver arrays is to enhance the signal-to-noise ratio (S/N) by attenuating the undesired horizontally traveling surface waves such as ground roll. The combined effects with variations of element’s weights, positions, and elevations on the seismic receiver arrays response were addressed in this study. These variations are common especially in areas with rugged topography. The objective of this research is to quantify the degradation in the wavelet response of a seismic array caused by the combination of these errors on a 12-element equally weighted geophone array with various elements’ spacing and wavelet incidence angle. The effects of errors were modeled using zero-mean Gaussian random errors in element’s weights, positions, and elevations with 10% and 20% standard deviations. The average from 32 times calculation for each standard deviations was used to obtain statistically significant results. The ideal array response and perturbed array response were compared through the calculation of their trace energies. As expected, the combination of errors degraded the array response more as compared to individual errors. However, it did not denote that the degradation of combined errors was the total of each single error. Taking the 45⁰ incidence angle as an example, the minimum array response in the ideal case has a trace energy of -43 dB which occurs at a temporal element spacing of 0.054 s. The addition of 10% combined errors degrades the minimum array response by about 17%; while 20% combined errors degrade it by 30%. Therefore, the results of this research indicate that the effects of combined errors are significant and care must be taken in planting arrays as close to the ideal case as possible when acquiring seismic data. Furthermore, the methodology was applied on a seismic real data set acquired over a sandstone in eastern Saudi Arabia. The degradation in trace energy of the real data was only 1.29% as opposed to 38.24% degradation predicted by the proposed method. This discrepancy might be attributed to noise, statics, and wavelet issues present in the real data.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Al-Shuhail, Abdullatif
Committee Members:	Al-Shaibani, Abdulaziz and Kaka, SanLinn
Depositing User:	RYAN PUTRA (g201407940)
Date Deposited:	07 Mar 2018 11:10
Last Modified:	31 Dec 2020 08:44
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140658