Già da qualche anno nell’acquisizione di dati sismici multicomponente Ocean Bottom Cable (OBC) la nuova tecnologia a sensore singolo sta progressivamente sostituendo la precedente ad array di sensori. In generale l’utilizzo di array in ricezione consente di ottimizzare la direttività e di attenuare il disturbo. Nel caso tradizionale gli array di sensori sono utilizzati in acquisizione, permettendo la registrazione di un segnale già filtrato. Il caso dell’acquisizione a sensore singolo consente invece una maggior versatilità, in quanto esso permette, in sede di elaborazione, la simulazione di array variabili. Vogliamo anche sottolineare che il sensore singolo ha caratteristiche tecniche (ampiezza di banda, vector fidelity, ecc.) superiori a quelle dei sensori utilizzati nell’array. Un obbiettivo di interesse per la sismica di esplorazione è il confronto fra i dati acquisiti con queste due differenti tecnologie, per valutarne l’efficacia in termini di ricostruzione del campo d’onda, per le componenti di spostamento nelle tre direzioni. A tale scopo abbiamo utilizzato i dati di una linea sismica 2D OBC registrata contemporaneamente sia con un cavo tradizionale (array) che con un cavo a sensore singolo. Il presente lavoro illustra i primi risultati comparativi dell’analisi spettrale dei dati multicomponente originali senza alcuna elaborazione, per entrambe le registrazioni. Per ciascun ricevitore sono stati calcolati gli spettri medi d’ampiezza sia sul segnale che sul disturbo precedente i primi arrivi. Mentre i primi ci danno informazioni sul contenuto in frequenza dei dati registrati (segnale+rumore), i secondi possono essere considerati indicativi del modulo della funzione di trasferimento dei ricevitori, nell’ipotesi che i sensori siano sollecitati da rumore bianco. Il confronto fra le analisi spettrali indica una maggiore ampiezza di banda dei dati a sensore singolo rispetto a quelli con array, congruentemente anche alle diverse specifiche tecniche dei sensori impiegati. Un elemento degno di particolare attenzione è la presenza di un picco in corrispondenza della frequenza di 8 Hz. Tale fenomeno si presenta con una forte ampiezza su quasi tutti i ricevitori del cavo a sensore singolo, mentre ha un’ampiezza sostanzialmente inferiore nel caso del cavo con array (Fig. 1). Ai fini di verificare le eventuali differenze fra i cavi nell’accoppiamento con il terreno, sono state analizzate le risposte di direttività delle singole registrazioni. Sia dall’esame spettrale che da quello di direttività non risultano differenze significative di accoppiamento fra i due cavi. Il disturbo a 8 Hz è tuttora oggetto di indagine, sulla base dell’ipotesi che esso possa essere collegato alla funzione di trasferimento del sensore particolarmente aperta sulle basse frequenze. Comunque, tale rumore può essere efficacemente attenuato tramite un semplice filtro notch, come illustrato in Fig. 2 per la componente verticale. Oltre all’analisi dei dati originali acquisiti, il confronto fra i dati registrati dalle due tipologie di sensori proseguirà nei prossimi mesi anche con l’elaborazione completa dei dati.

Primi risultati del confronto tra dati sismici OBC a sensore singolo e ad array di sensori / P. Bini, G. Gambacorta, G. DEL MOLINO, E.M. Stucchi, M. Pastori, E. Loinger - In: 23. Convegno nazionale : Roma, 14-16 dicembre 2004, Consiglio nazionale delle ricerche : riassunti estesi delle comunicazioni[s.l], 2004. (( Intervento presentato al 23. convegno Congresso Gruppo Nazionale di Geofisica della Terra Solida tenutosi a Roma nel 2004.

Primi risultati del confronto tra dati sismici OBC a sensore singolo e ad array di sensori

G. Gambacorta
Secondo
;
G. DEL MOLINO;E.M. Stucchi;
2004

Abstract

Già da qualche anno nell’acquisizione di dati sismici multicomponente Ocean Bottom Cable (OBC) la nuova tecnologia a sensore singolo sta progressivamente sostituendo la precedente ad array di sensori. In generale l’utilizzo di array in ricezione consente di ottimizzare la direttività e di attenuare il disturbo. Nel caso tradizionale gli array di sensori sono utilizzati in acquisizione, permettendo la registrazione di un segnale già filtrato. Il caso dell’acquisizione a sensore singolo consente invece una maggior versatilità, in quanto esso permette, in sede di elaborazione, la simulazione di array variabili. Vogliamo anche sottolineare che il sensore singolo ha caratteristiche tecniche (ampiezza di banda, vector fidelity, ecc.) superiori a quelle dei sensori utilizzati nell’array. Un obbiettivo di interesse per la sismica di esplorazione è il confronto fra i dati acquisiti con queste due differenti tecnologie, per valutarne l’efficacia in termini di ricostruzione del campo d’onda, per le componenti di spostamento nelle tre direzioni. A tale scopo abbiamo utilizzato i dati di una linea sismica 2D OBC registrata contemporaneamente sia con un cavo tradizionale (array) che con un cavo a sensore singolo. Il presente lavoro illustra i primi risultati comparativi dell’analisi spettrale dei dati multicomponente originali senza alcuna elaborazione, per entrambe le registrazioni. Per ciascun ricevitore sono stati calcolati gli spettri medi d’ampiezza sia sul segnale che sul disturbo precedente i primi arrivi. Mentre i primi ci danno informazioni sul contenuto in frequenza dei dati registrati (segnale+rumore), i secondi possono essere considerati indicativi del modulo della funzione di trasferimento dei ricevitori, nell’ipotesi che i sensori siano sollecitati da rumore bianco. Il confronto fra le analisi spettrali indica una maggiore ampiezza di banda dei dati a sensore singolo rispetto a quelli con array, congruentemente anche alle diverse specifiche tecniche dei sensori impiegati. Un elemento degno di particolare attenzione è la presenza di un picco in corrispondenza della frequenza di 8 Hz. Tale fenomeno si presenta con una forte ampiezza su quasi tutti i ricevitori del cavo a sensore singolo, mentre ha un’ampiezza sostanzialmente inferiore nel caso del cavo con array (Fig. 1). Ai fini di verificare le eventuali differenze fra i cavi nell’accoppiamento con il terreno, sono state analizzate le risposte di direttività delle singole registrazioni. Sia dall’esame spettrale che da quello di direttività non risultano differenze significative di accoppiamento fra i due cavi. Il disturbo a 8 Hz è tuttora oggetto di indagine, sulla base dell’ipotesi che esso possa essere collegato alla funzione di trasferimento del sensore particolarmente aperta sulle basse frequenze. Comunque, tale rumore può essere efficacemente attenuato tramite un semplice filtro notch, come illustrato in Fig. 2 per la componente verticale. Oltre all’analisi dei dati originali acquisiti, il confronto fra i dati registrati dalle due tipologie di sensori proseguirà nei prossimi mesi anche con l’elaborazione completa dei dati.
Sismica Multicomponente ; Sensori Accelerometrici
Settore GEO/11 - Geofisica Applicata
2004
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