Elaborazione di dati sismici marini e terrestri: applicazioni alla esplorazione "sub-basalt" e alla individuazione di fratture.

Riassunto. Il presente lavoro di tesi è suddiviso in due parti, in quanto propone la duplice elaborazione di dati sismici riferiti a due sondaggi di sismica a riflessione differenti. La prima parte propone l'elaborazione di dati sismici 3D marini acquisiti nel Bacino Faroe-Shetland (Nord Atlantico) tra il 1996 e il 1998, nell'ambito di un progetto di esplorazione “sub-basalt”. L'obiettivo è il miglioramento dell'immagine sismica del sottosuolo tramite un'elaborazione mirata all'accrescimento del rapporto segnale/rumore e alla successiva rimozione delle riflessione multiple, allo scopo di evidenziare l'eventuale presenza di reservoirs nella zona di interesse. Il primo problema riscontrato è stata la forte attenuazione del segnale sismico che si registra a causa dell'alto potere riflettente della superficie del “top basalt” che si comporta come una sorta di filtro passa-basso naturale. Il segnale, proveniente dalla porzione sotto i basalti, sarà quindi caratterizzato da basse ampiezze e basse frequenze. Le prime fasi dell'elaborazione sono state dedicate quindi all'editing della traccia, al miglioramento del rapporto segnale/rumore tramite applicazione di un filtro tempo-variante e all'operazione di recupero delle ampiezze; operazioni che hanno migliorato la qualità del dato in previsione della fasi di elaborazione mirate alla rimozione delle riflessioni multiple. In questo caso le multiple a breve e lungo periodo, oltre ad obliterare le riflessioni che provengono dalla zona di interesse, si sovrappongono a importanti riflettori come tetto e base dei basalti. La tecnica sperimentata è la Trasformata di Radon nella sua implementazione parabolica che opera una discriminazione delle riflessioni primarie da quelle multiple basandosi sulle differenze di move-out esistenti tra i diversi eventi, facilitando le operazioni di costruzione del filtro. E' stato necessario eseguire due filtraggi in cascata per riuscire ad intaccare trend diversi di multiple. Inoltre, nonostante siano stati rispettati tutti i convenzionali vincoli anti-aliasing, la trasformata ha risentito notevolmente di problemi legati alla limitata apertura spaziale dell'acquisizione (offset massimo) e all'irregolarità del dato lungo la direzione spaziale. Pertanto è stata sperimentata l'implementazione della Trasformata di Radon parabolica ad alta risoluzione e sono stati condotti dei test su sismogrammi sintetici al fine di riconoscere e determinare con sicurezza tutte le problematiche che accompagnano il filtraggio del dato reale. Per verificare l'efficacia del filtraggio, sono stati analizzati dei diagnosti (velocity semblance) ed è stata generata una sezione stack preliminare. A causa dei risultati poco soddisfacenti, soprattutto ad offset lunghi, è stato applicato un filtro f-k che è riuscito ad eliminare gran parte dei residui di multiple lasciati dal filtraggio Radon. Infine è stato applicato un filtro passa-banda (con la banda passante corrispondente alla banda del segnale sub-basalt) che ha evidenziato maggiormente il riflettore della “base basalti”. La seconda parte propone invece l'utilizzo integrato di dati di simica a riflessione 3D e di misure geofisiche di pozzo per il calcolo della risposta sismica dei graniti fratturati del campo geotermico di Larderello (Italia), attraverso l'utilizzo degli attributi sismici istantanei post-stack. I dati utilizzati, sono stati acquisiti nel biennio 2003-2004, nell’ambito di un progetto mirato ad approfondire le conoscenze pregresse circa il sistema geotermale profondo di Larderello-Travale. Partendo da un dato precedentemente elaborato sono stati calcolati, tramite l'analisi della traccia sismica complessa, attributi sismici istantanei come ampiezza, fase, frequenza istantanea e polarità apparente che permettono di osservare i dati, in dominio stack, da un punto di vista diverso dal convenzionale, enfatizzando quelle che possono essere le caratteristiche principali di un reservoirs. La scarsa qualità del dato di partenza non ha fornito i risultati sperati. E' stata applicata quindi una deconvoluzione F-XY che ha apportato solo dei lievi miglioramenti ed è stata sperimentata l'applicazione degli attributi su sezioni stack azimutali. Tuttavia, i risultati ottenuti, applicando gli attributi istantanei su tutto il volume stack, hanno risentito fortemente del bassissimo rapporto segnale/rumore dovuto sicuramente alla complessità della geologia dell'area e non hanno permesso di raggiungere gli obiettivi prefissati. Si è deciso di procedere allora analizzando gli attributi complessi delle tracce sismiche sintetiche calcolate sfruttando le informazioni dei log sonici e di densità, e delle tracce sismiche reali estratte da un sotto-volume del dato sismico stack nell'intorno dei pozzi. Queste operazioni hanno permesso di verificare che le fratture, individuate nei log di pozzo, sono evidenti anche nelle tracce sismiche sintetiche che sono, a loro volta, correlabili con le tracce sismiche stack reali. Dal dominio stack si è poi passati al calcolo degli attributi in dominio pre-stack, andando a costruire dei super gather centrati sulla traccia sismica reale che forniva il massimo di correlazione con la traccia sismica calcolata. Sono stati in seguito calcolati gli attributi di ampiezza istantanea (AVO) e frequenza istantanea (FVO) ed è stata studiata la loro variazione in funzione dell'offset. Le variazioni degli stessi attributi sono state calcolate, sempre in funzione dell'offset, ma all'interno di famiglie common azimuth, per ottenere informazioni circa la probabile orientazione delle fratture. I risultati di queste operazioni, pur contaminati da rumore, hanno confermato che potenzialmente la sismica potrebbe portare elementi diagnostici circa l’individuazione di zone con concentrazioni di fratture