CdSGEOFISICA DI ESPLORAZIONE E APPLICATA
Codice205DD
CFU9
PeriodoAnnuale
LinguaInglese
Lo studente acquisirà conoscenze di base sui più comuni log geofisici di pozzo, con anche una limitata esperienza di interpretazione, e una significativa conoscenza sulla sismologia di esplorazione, dalla acquisizione all'elaborazione di dati sismici.
The student will acquire a basic knowledge of the most common geophysical well logs with also a limited interpretation experience, and a significant knowledge on reflection seismolgy, from data acquisition to data processing.
Esame orale in cui lo studente dovrà dimostrare le conoscenze acquisite e la capacità ad affrontare e risolvere i problemi posti.
E' possibile separare l'esame in due valutazioni differenti: una per la prima parte sui log di pozzo ed una per la parte di sismologia di esplorazione.
During the oral exam the student must demonstrate his/her knowledge on the topics of the course and the ability to discuss and solve problems being presented.
Further information:
The student has the option to split the evaluation into two separate examinations: one concerning the first part on well logs and the other on reflection seismology.
Lettura e interpretazione di log, conoscenza su operazioni di acquisizione e capacità su come impostare e condurre una sequenza di elaborazione in dominio tempi.
The student will gain basic skills about reading and interpreting common bore-hole logs and all will acquire the necessary background knowledge for performing seismic data acquisition and for implementing a seismic processing sequence in time.
Prove pratiche durante la sessione di esame al fine di verificare le capacità operative dello studente.
Through practical tests, the student will be exposed to the assessment of the skills he/she has acquired regarding the qualitative interpretation of bore-hole logs, the strategies for tackling specific noise problems in the seismic records, the diagnosis of recorded data, the planning of the necessary steps in a seismic data processing sequence.
Lo studente svilupperà una incrementata sensibilità verso gli aspetti di "problem solving".
The student will develop an incresed sensibility to problem solving issues.
Gli studenti saranno esposti a vari problemi, sia durante le lezioni sia durante la prova di esame.
Students will be challenged to solve several problems, both during the lectures and at the examination.
Basi di Analisi Matematica e di Fisica, conoscenze elementari di simologia.
Basics of math and phys and elementary knowledge of seismology.
Lezioni frontali.
Frequenza consigliata.
Attività didattiche:
- frequenza delle lezioni
- partecipazione ai seminari
- studio individuale
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminars
- individual study
1ma PARTE, Introduzione alla Rock Physics e well logs:
Relazioni sperimentali fra proprietà petrofisiche e conseguenti proprietà fisiche (soniche, elettriche, radioattive)
- Introduzione ai principali log geofisici in pozzo: Spontaneous Potential, Normal e Inverse Resistivity, Focused Resistivity, Micro Resistivity, Induction, Standard Sonic, Array Sonic, Borehole Acoustic Televiewer, Gamma Ray, Formation Density, Neutron, Formation MicroScanner, Caliper.
- Esempi di log geofisici applicati alla ricerca per acqua, per idrocarburi, alla ricerca geotermica e a tematiche ambientali.
- Criteri base di interpretazione ed esempi di interpretazione integrata.
2da PARTE, Sismologia a riflessione
- Sistema acustico: pressione, velocità, spostamenti, equazione d'onda, impedenza acustica.
- Richiami di teoria dei segnali: sistema lineare, convoluzione, campionamento 1D e 2D, teorema di Shannon-Nyquist, Analisi di Fourier, cross-correlazione e auto-correlazione, cenni sulla trasformata Z.
- Elementi di acquisizione dati: sensori e sorgenti di energia terrestri e marine, stendimenti di acquisizione 2D, principi della sorgente vibroseis, teoria dagli array, copertura multipla. Esempi di registrazioni reali eseguite per obiettivi superficiali (geologia applicata, ingegneria) e per obiettivi profondi (idrocarburi, geotermia, studi crostali).
- Tempi di transito e ampiezze dei segnali sismici: dromocrone per eventi diretti, riflessi, rifratti e diffratti. Dimostrazione del Dix-Al Chalabi. Partizione dell’energia sulle interfacce. Spreading geometrico del fronte d’onda, assorbimento (fattore di qualità Q), perdite per trasmissione.
Elaborazione numerica dei segnali sismici.
- Operazioni preliminari: fitraggio editing, designature, correzioni statiche, geometrical Spreading e recupero delle ampiezze.
- Deconvoluzione: filtraggio inverso, filtro inverso ai minimi quadrati (filtro di Wiener), deconvoluzione predittiva, spiking e shaping.
- NMO e STACK: ragguppamento in CMP, analisi di velocità di stack, pannello di semblance, correzione di normal move out. Stack.
- Filtraggio bidimensionale in dominio f-k.
- Cenni sulla Migrazione: principio della migrazione temporale di orizzonti sismici, swinging circles e collapsing hyperbolas, migrazione di Kirchoff.
Esempi di dati e immagini sismiche relative a bacini sedimentari (Mare del Nord, Pianura Padana e Mar Adriatico), ad aree di catena e a problematiche di ingegneria e geotecnica.
1st PART, Rock Physics and well logs:
- Petrophysical properties of rocks and geophysical responses: sonic, electric, radioactive properties of rocks.
- Introduction to common well logs: Spontaneous Potential, Normal e Inverse Resistivity, Focused Resistivity, Micro Resistivity, Induction, Standard Sonic, Array Sonic, Borehole Acoustic Televiewer, Gamma Ray, Formation Density, Neutron, Formation MicroScanner, Caliper.
- Examples of well logs for water research, hydrocarbon and geothermal exploration, environmental applications.
- Exercises on integrated interpretation and "what if" tests.
2nd PART, Reflection Seismic:
- Acoustic system: pressure, velocity, displacements, wave equation, acoustic impedance.
- Signal theory review: linear systems, convolution, 1D and 2D sampling (Shannon-Nyquist theorem), Fourier analysis, cross-correlation and auto-correlation, Z-Transform.
- Principles of data acquisition: land and marine sources and sensors, recording spreads, array theory, basic theory of the Vibroseis source, multiple coverage. Examples of field records acquire for either near surface investigations(engineering applications) or for deep exploration targets (hydrocarbon or geothermal exploration, crustal studies)
- Traveltimes and amplitudes of seismic signals for simplified earth models: direct, refracted, reflected and diffracted waves, Dix and Al-Chalabi equations, reflection and transmission coefficients, wavefront spreading, attenuation (Q factor) and trasmissivity.
Digital seismic processing in time.
- Preliminary operations: data header, editing and filtering, designature, static corrections, geometrical spreading correction, amplitude recovery.
- Deconvolution: inverse filtering, least-squares inverse filtering (Wiener filter), Spiking, Shaping and Predictive deconvolution.
- NMO and STACK: CMP binning, stacking velocity analysis, semblance panel, NMO correction, Stack.
- Bidimensional FK filtering.
- Elements of Migration: principles of time migration, swinging circles e collapsing hyperbolas. Kirchoff time migration.
Examples of seismic data and images related to the exploration of sedimentary basins (North Sea, Po Plain, Adriatic Sea), of thrust belts (Apennines) and to engineering and geotechnical targets.
Le dipense coprono interamente gli argomenti trattati e forniscono ulteriori indicazioni bibliografiche.
The lecture notes fully cover all the topics of the course. Other relevant references can be found in there.
Il contenuto del corso è integralmente riportato nelle dispense fornite dal docente. Tramite queste e gli ulteriori riferimenti bibliografici citati nelle dispense stesse, il non frequentante può sviluppare la necessaria preparazione. Eventuali chiarimenti possono essere chiesti direttamente al docente.
The lecture notes fully contains the course topics. Through this notes and the additional references there indicated, the non-attending students may develop the required competence. Further explanations can be asked to the course instructors.
Esame orale sviluppato in un colloquio con il docente e la commissione, durante il quale il focus primario è nel valutare quanto lo studente sia capace di tradurre i concetti e le competenze acquiste in abilità di diagnosi, interpretazione, impostazione e soluzione di problemi. A tal fine saranno sottoposti allo studente esempi di dati sismici reali, tracce di log di pozzo, test di tipo "cosa succede se".
Lo studente ha l'opzione di separare l'esame in due distinti colloqui, uno riguardante la parte di log geofisici di pozzo (con una valenza di 3cfu) e l'altro sulla parte di sismologia a riflessione (con una valenza di 6 cfu). Il voto finale risulterà dalla media pesata dei voti ottenuti ai due colloqui.
Oral examination with the lecturer and the commission, in which the main focus is on assessing the ability of the candidate to apply the theoretical concepts and the knowledge he/she has acquired to the data diagnosis, data interpretation and to solving problems. To this end, the student will be challenged by actual data examples, "what if" tests, well-log records
The student has the option to split the evaluation into two separate examinations: one concerning the first part on well logs (with a weight of 3 ECTS) and the other on reflection seismology (with a weight of 6 ECTS). The final grade will be the weighted avarage of the two grades.