1. Nguyên lý của phương pháp thăm dò địa chấn
Phương pháp thăm dò địa chấn là phương pháp dùng sóng nhân tạo để nghiên cứu cấu trúc, thành phần vật chất trong vỏ trái đất. Sóng địa chấn nhân tạo lan truyền sâu vào lòng đất, trên đường đi sóng gặp các mặt ranh giới đất đá có thành phần và tính chất cơ lý khác nhau, một phần năng lượng địa chấn bị phản xạ trở lại, phần khác bị khúc xạ và đi vào chiều sâu lát cắt địa chất.
Mô hình sóng địa chấn phản xạ
Sóng phản xạ trở lại bề mặt gần điểm phát nguồn, còn sóng khúc xạ đi qua các lớp sâu hơn, có tốc độ truyền sóng cao hơn, tạo ra sóng trượt theo ranh giới khác và trở lại mặt đất. Đây là các sóng có ích được sử dụng trong tìm kiếm thăm dò khoáng sản, trong đó dầu khí là đối tượng quan trọng.
Mô hình sóng địa chấn khúc xạ
2. Các ứng dụng của phương pháp thăm dò địa chấn
- ỨNG DỤNG TRONG DÒ TÌM KHOÁNG SẢN, MẠCH NƯỚC NGẦM
Sóng địa chấn được tạo ra bởi các nguồn nổ nhỏ (thuốc nổ) được đặt trong mặt đất hoặc nhờ các máy rung đặt trên xe tải, dữ liệu được ghi lại và xử lý qua các máy đo địa chấn bằng phương pháp này độ sâu mà chúng ta có thể đo được là 10km với độ chính xác đáng kể.
Sóng phản xạ được phát hiện bởi các đầu đo - GEOPHONE và được ghi lại bởi bộ ghi. Dữ liệu sẽ được xử lý bằng phần mềm minh giải địa chấn và xuất ra các hình ảnh minh họa 2 chiều về địa chất dưới bề mặt.
Phương pháp thăm dò địa chấn có thể ứng dụng trong tìm kiếm nguồn nước ngầm, trong thăm dò các loại khoáng sản nếu phân bố của chúng được phản ánh thông qua các dấu hiệu cấu trúc đặc thù như đứt gãy, các vòm nâng, hạ, v.v... Các khảo sát nghiên cứu có thể cung cấp cho ta thông tin đủ độ tin cậy về phân bố và cấu trúc của các bồn địa nhiệt, là đối tượng đang bắt đầu được quan tâm nghiên cứu phát triển năng lượng sạch ở Việt Nam.
- ỨNG DỤNG TRONG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Thăm dò địa chấn cung cấp các tài liệu về cấu trúc về địa chấn, địa chất công trình, địa chất thủy văn, và các tính chất cơ lý đất đá, làm chuẩn mực cho các phương pháp địa vật lý khác. Công tác được sử dụng vào việc phục vụ đo vẽ bản đồ địa chất công trình tỉ lệ từ 1:10000 đến nhỏ hơn (như khảo sát thuỷ điện, công trình xây dựng lớn) và khảo sát nền móng các công trình xây dựng theo yêu cầu.
Khi khảo sát bằng lỗ khoan địa chất, do độ sâu của lỗ khoan không đủ nên không thể xác định được chiều dày những lớp đất nằm trong khuôn khổ tác động của móng và nhất là không xác định được lớp đất chịu lực mà công trình đặt vào lớp đấy. Điều này dễ dẫn tới sự lựa chọn giải pháp móng ko đủ căn cứ hoặc độ tin cậy thấp mà hậu quả của nó sẽ rất khó lường về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế. Phương pháp thăm dò địa chấn có thể giải quyết được tất cả các vấn đề nêu trên.
Ngoài ra, việc bỏ sót các hang động hoặc những khu vực đất yếu sẽ dẫn tới sự biến dạng lún ko đều, lún to hoặc dẫn tới nhầm lẫn trong việc sử dụng biện pháp móng không thích nghi như chọn chiều dài cọc không đúng, đặt vị trí khe lún chẳng phải tại nơi có biến đổi chiều dày và thuộc tính đất nền…Trong trường hợp này, sử dụng phương pháp thăm dò địa chấn sẽ khắc phục được tối đa những nguy cơ tiềm ẩn, làm giảm khả năng xảy ra những sự cố bất ngờ.
- ỨNG DỤNG TRONG DÒ TÌM DẦU MỎ, KHÍ GAS TRÊN BIỂN
Các cuộc khảo sát địa chấn ngoài khơi được thực hiện theo một cách thức hơi khác. Cáp kéo của thuyền chứa HYDROPHONE trong nước, tương tự như GEOPHONE trên cạn. Trước kia, sóng địa chấn ở trên biển được tạo ra bằng thuốc nổ nhưng phương pháp này đã giết chết nhiều loại sinh vật biển vì vậy phương pháp mới đã được thay thế hiện nay là sử dụng xung khí nén để tạo ra các bong bóng lớn vỡ ra bên dưới mặt nước từ đó tạo ra các sóng địa chấn.
Sóng địa chấn truyền xuống đáy biển, tùy vào những gì mà sóng gặp phải ( đá, dầu hoặc khí gas) nó sẽ phản xạ lại với các tốc độ khác nhau, tiếp đó các máy đo địa chấn HYDROPHONE thu lại các sóng phản xạ này.
Các Hydrophone này được đặt với một khoảng cách đều nhau trên một sợi dây cáp dài 12km trên mặt nước. Qua quá trình xử lý và phân tích dữ liệu có thể tạo ra các mặt cắt, các bản đồ và các thông tin khác phản ánh đặc điểm hình thái và bản chất môi trường vùng nghiên cứu, từ đó các nhà nghiên cứu có thể xác định vị trí của dầu mỏ và khí gas.
ILTech tổng hợp và biên soạn.
