反射法地震学
反射法地震学は多くの分野で幅広く使用されており、その応用は3つのグループに分類でき、それぞれ調査の深さによって定義されます：
- 表面近くの応用-およそ1kmまでの深さで地質を理解しようとする応用で、通常、工学や環境調査、石炭や鉱物探査に使用されます。 反射法地震探査で最近開発されたアプリケーションは、地熱エネルギー調査用ですが、この場合、調査の深さは最大で2kmの深さになることがあります。
- 炭化水素探査 – 炭化水素産業が地下10kmまでの深さの音響インピーダンスコントラストの高解像度マップを提供するために使用されます。 これは地震属性分析および他の探査地球物理学ツールと組み合わせることができ、地質学者が関心領域の地質モデルを構築するのに役立ちます。
- 鉱物探査 – 表面付近（<300 m）の鉱物探査に対する従来のアプローチは、地質図、地化学分析、航空および地上ベースの潜在的なフィールド手法の使用、特にグリーンフィールド探査で、ここ10年で反射地震が硬岩環境での探査に有効な方法となりました。
- 地殻研究-深さ100kmまでの地殻の構造と起源、モホ不連続面およびそれ以降の調査
弾性波の代わりに電磁波を使用し、浸透深度がより小さい反射地震学に似た方法は、地中レーダーまたはGPRとして知られています。
Hydrocarbon explorationEdit
Reflection seismologyは、より一般的には「反射地震学」と呼ばれ、炭化水素業界では「地震学」と略され、石油地質学者と地球物理学者によって潜在的な石油貯留層をマップし、解釈するために使用されます。 20世紀後半以降、コンピュータの性能の大幅な向上とともに、地震探査の規模も拡大してきた。 このため、1980年代には小規模の3次元探査を行うことはほとんどありませんでしたが、現在では大規模な高解像度3次元探査を日常的に行っています。
地震による炭化水素探査の主な環境は、陸上、遷移帯、海洋です。
陸上 – 陸上環境には、地球上に存在するほぼすべての種類の地形が含まれ、それぞれが独自の物流問題をもたらしています。 この環境の例としては、ジャングル、砂漠、北極圏ツンドラ、森林、都市環境、山岳地帯、サバンナなどがあります。
移行帯（TZ）-移行帯は、陸と海が出会う領域と考えられ、大型地震探査船には浅すぎるが陸上の従来の取得方法を使用するには深すぎるという、独自の課題を提起しています。 この環境の例としては、河川デルタ、沼地や湿地、サンゴ礁、海岸の潮間帯、サーフゾーンが挙げられます。 移行帯の地震探査クルーは、地下の完全な地図を得るために、1つのプロジェクトで陸上、移行帯、浅海の海洋環境で作業することがよくあります。
海洋地震探査に使用する機器の図
海洋 – 海洋地帯は、浅海域（水深30～40メートル未満は、通常3D海洋地震探査の浅海域とみなされます）または通常海や海洋に付随する深海域（メキシコ湾など）に存在します。
地震データ取得編集
地震データの取得は、地震探査の3つの異なる段階の最初のもので、他の2つは地震データ処理と地震解釈です。
地震探査は通常、国営石油会社や国際石油会社が設計し、CGG、Petroleum Geo-Services および WesternGeco などのサービス会社に依頼して取得します。 次に、データを処理するために別の会社が雇われますが、これは調査を取得した会社と同じであることがよくあります。 最後に、完成した地震計のボリュームは、それが地質学的に解釈することができるように、石油会社に引き渡される。 Seismic source
Desert land seismic camp
Receiver line on the desert land crew with recorder truck
Land seismic surveys tend to be large entities.The Lands seismic surveys are a large entities.The Lands seismic camp in the desert land crew with recorder truck, 数百トンの機材と数百人から数千人の人員を投入し、広大な土地に何カ月もかけて展開する。 陸上調査における制御震源にはいくつかの選択肢があり、特に一般的なのはバイブロシスとダイナマイトです。 バイブロシスは非衝撃型の震源で、安価で効率的ですが、平坦な地面が必要なため未開拓地での使用は困難です。 この方法は、1台以上の重い全地形型車両で鉄板を地上に降ろし、特定の周波数分布と振幅で振動させるものである。 エネルギー密度が低いため、ダイナマイトの被害が大きい都市部などでも使用できるが、バイブロシス車には大きな重量がかかるため、それ自体が環境破壊の原因となる。 ダイナマイトは、ほぼ完全なインパルス関数が得られるため、理想的な物理探査源とされているが、環境面での欠点があることは明らかである。 1954年頃に重量投下が導入され、地球物理学者が画質と環境破壊をトレードオフにできるようになるまで、長い間、これが唯一の震源でした。 バイブロシスと比較すると、ダイナマイトは、それぞれの震源ポイントを掘削し、ダイナマイトを穴に設置する必要があるため、運用面で非効率的です
陸上地震探査には、かなりの後方支援が必要です。 日々の地震活動そのものに加えて、メインキャンプ（ケータリング、廃棄物管理、洗濯など）、小規模キャンプ（たとえば、バイブレータートラックでメインキャンプに戻るには距離が遠すぎる場合）、車両や機器のメンテナンス、医療関係者、セキュリティなどのサポートも必要です。
海洋地震探査とは異なり、陸地のジオメトリは狭い取得経路に限定されません。つまり、通常は広範囲のオフセットと方位角が取得されて、取得率を高めることが最大の課題となっています。 生成速度は、明らかに線源（この場合はバイブロシス）を発射してから次の線源位置に移動するまでの速度で制御されます。 調査効率を上げるために、複数の震源を同時に使用する試みがなされており、その成功例が独立同時掃射（ISS）です。
海洋探査（ストリーマ）編集
曳航式ストリーマを用いた海洋地震探査
Plan View of the Panson of the Pansion of a Marine seismic Surveys. WATS/WAZ調査
USGSがメキシコ湾で収集した地震データ
地震サポート船
従来の海洋地震探査は特別仕様で実施されているため、そのデータは、地震が発生したときに、その地震に対応するために使用される。この船は、一連の水中聴音器を内蔵した1本以上のケーブルを一定の間隔で曳航します（図参照）。 このケーブルはストリーマーと呼ばれ、2D探査では1本、3D探査では最大12本以上（ただし6～8本が一般的）使用されます。 ストリーマは水面直下に設置され、船から一定の距離を保っている。 震源は通常エアガンまたはエアガンのアレイだが、他の震源も使用可能で、水面下に配置され、船と最初の受信機の間に位置する。 より速い発射速度を実現するために、2つの同一の震源を使用することが多い。 海洋地震調査は大量のデータを生成し、各ストリーマーは数百のチャネルを含む、最大6または8キロの長さになることができ、地震源は通常15または20秒ごとに発射される。
2つのソースを持つ地震船と単一のストリーマーを牽引することは、NAZまたはNATSとして知られているナローアジマス牽引ストリーム（または）。 2000年代前半になると、このタイプの地震探査は初期の探査には有効だが、坑井の正確な位置決めが必要な開発・生産には不十分であることが認識されるようになった。 そこで、異なる方位角のNATSを組み合わせて取得することで、NATSの直線的な取得パターンの限界を打破しようとしたのが、マルチアジマス曳航ストリーマ（MAZ）の開発です（図参照）。
塩の地震学的特性は、海洋地震探査に新たな問題をもたらす。それは、塩が地震波を減衰させ、その構造には画像化が困難なオーバーハングがあることだ。 このため、NATS探査のバリエーションとして、広方位曳航ストリーマー（WAZまたはWATS）が考案され、2004年にマッドドッグフィールドで初めてテストされました。 このタイプの調査は、1隻の船が8本のストリーマーを単独で曳航し、2隻の別の船が最後のレシーバーラインの開始点と終了点に配置された地震源を曳航するものでした（図参照）。 この構成を4回繰り返し、その都度、受信船は震源船から離れ、最終的には4倍のストリーマーを持つ調査の効果を得ることができました。 その結果、より広い範囲の方位角の地震探査データが得られ、地震探査のイメージングに画期的な進歩をもたらしたのです。
海洋探査（OBS）編
海洋探査は地震探査船だけでなく、陸上地震探査のケーブルと同じように海底にジオフォンやハイドロフォンのケーブルを敷設し、別の探査船で探査することも可能である。 この方法は、もともと生産プラットフォームなどの障害物がある場所でも、画質を落とさずに地震探査を行うために、運用上の必要性から開発されたものです。 また、浅海域（水深653～300m）やトランジションゾーンなど、地震探査船が使用できない場所でもオーシャンボトムケーブル（OBC）が広く使用されており、深海では再現性を重視してROV（遠隔操作水中ロボット）により展開されています（下記4D参照）。 従来のOBC探査では、圧力センサー（ハイドロフォン）と垂直粒子速度センサー（垂直ジオフォン）を組み合わせた2成分受信機を使用していましたが、最近の開発により、ハイドロフォンと3つの直交ジオフォンという4成分センサーを使用する方法に拡張されました。 4成分センサーは、水中を伝わらないが貴重な情報を含むシア波も記録できるという利点がある。
運用上の利点に加えて、OBCは従来のNATS調査よりも物理学的に優れており、調査形状に伴う折り重なりや方位の幅が広くなることから生じる利点もある。 しかし、陸上測量と同様に、広い方位角と折り返しの増加にはコストがかかり、大規模なOBC測量には大きな制限がある。
2005年、OBC手法の拡張で、深海に設置したバッテリー駆動のケーブルレス受信機を使用するOcean Bottom No. これらのノードの配置はOBCのケーブルよりも柔軟で、小型軽量であるため保管や展開が容易である。
Time lapse acquisition (4D)Edit
Time lapse or 4D調査は、一定期間後に繰り返される3D地震調査である。 4Dは4次元を意味し、この場合は時間である。 タイムラプス探査は、生産中の貯留層の変化を観察し、従来の地震探査では検出できなかった流れの障害となる領域を特定するために行われる。 タイムラプス調査は、ベースライン調査、モニター調査、リピート調査から構成され、生産開始後に実施されます。 これらの調査のほとんどは、取得コストが安く、歴史的にほとんどの油田がすでにNATSのベースライン調査を受けていたため、NATS調査を繰り返し行っています。 これらの調査の中には、海底ケーブルを使用して収集されるものがあるが、これはケーブルを取り外した後、元の位置に正確に配置することができるためである。 海底ケーブルは、撤去後も元の位置に正確に設置できるため、海底ケーブルを用いた調査も行われています。 また、海底ケーブルを購入して永続的に設置したフィールドでは、多くの4D探査が行われている。 この方法は、Life of Field Seismic (LoFS) またはPermanent Reservoir Monitoring (PRM) として知られています。
OBN は、地震探査を正確に繰り返すのに非常に優れた方法であることが証明されています。 2009年にアトランティス油田で、世界で初めてノードを使った4D調査が行われました。水深1300～2200mでROVによりノードを配置し、2005年に前回配置した場所から数m以内に収めました。
地震データ処理編集
地震データ処理には、デコンボリューション、CMP（Common-Midpoint）スタッキング、マイグレーションの3つの主要プロセスがある。
デコンボリューションとは、地震トレースが地球の反射率系列を歪みフィルターで畳み込んだだけという仮定に基づいて、地球の反射率を抽出しようとするプロセスである。 この処理では、地震波形を圧縮することで時間分解能を向上させますが、坑井検層などの追加情報がない限り、あるいはさらなる仮定がない限り、非一意的な処理となります。 デコンボリューション操作は、特定の種類の歪みを除去するために設計された個々のデコンボリューションで、カスケードすることができます。
CMP スタッキングは、地下の特定の場所が何回も、異なるオフセットでサンプリングされているという事実を使用するロバストなプロセスです。 これにより、物理学者は、共通中間点収集と呼ばれる、地下の同じ場所をサンプリングするさまざまなオフセットのトレースのグループを構築することができます。 その結果、ランダムノイズは大幅に減少しますが、地震波振幅とオフセットの関係に関する貴重な情報はすべて失われます。 CMPスタックの直前に適用される重要度の低い処理として、ノーマルムーブアウト補正とスタティックス補正があります。 海洋地震データと異なり、陸上地震データでは、ショットとレシーバの位置の標高差を補正する必要があります。 この補正は、平坦な基準点に対して垂直方向に時間をずらす形で行われ、静力学補正と呼ばれるが、地表付近の速度が正確に分からないため、処理の後半でさらなる補正が必要になる。
Seismic migrationは、地震イベントを、それが表面で記録された場所ではなく、地下で発生した場所に空間または時間のいずれかで幾何学的に再配置されるプロセスであり、それによって地下のより正確な画像を作成することである。 地質モデリング
地震解釈の目的は、処理した地震反射のマップから首尾一貫した地質ストーリーを得ることである。 最も単純なレベルでは、地震学的解釈は、2Dまたは3Dデータセット全体の連続した反射に沿ったトレースと相関を行い、地質学的解釈の基礎としてこれらを使用することである。 その目的は、特定の地質層の深さの空間的な変化を反映した構造図を作成することです。 これらのマップを使用して炭化水素トラップを特定し、地下のモデルを作成することで、体積計算を行うことができます。 しかし、地震探査のデータでは、このようなことができるほど明確な画像はほとんど得られません。 これは主に、垂直方向と水平方向の地震波解像度に起因するものですが、ノイズや処理の難しさによって低品質の画像になることもよくあります。 このため、地震探査の解釈には常にある程度の不確実性があり、特定のデータセットにはデータに適合する解が1つ以上存在する可能性があります。 このような場合、より多くのデータが必要であり、例えば、さらなる地震探査、ボアホール検層、重力・磁気調査データなどの形で、解を制約する必要があります。 地震プロセッサーの心理と同様に、地震インタープリターは、一般に、調査地域を放棄するのではなく、さらなる作業を促すために楽観的であることが推奨される。
炭化水素探査において、インタープリターが特に明確にしようとしている特徴は、石油貯留層を構成する部分である原岩、貯留岩、シールおよびトラップである。
地震属性分析では、従来の地震画像では微妙な情報を強調するために、分析可能な地震データから量を抽出または導出し、データのより良い地質学的または地球物理学的解釈につなげます。 分析可能な属性の例としては、ブライトスポットとディムスポットの区別につながる平均振幅、コヒーレンシー、振幅対オフセットなどが挙げられます。
Crustal studiesEdit
テクトニクスと地殻の研究における反射地震学の使用は、英国のBIRPSやフランスのECORSなど他の国の深部地震探査に影響を与えたCOCORP（大陸反射プロファイリングのためのコンソーシアム）などのグループによって1970年代に開拓された。 英国機関反射法プロファイリングシンジケート（BIRPS）は、北海での石油炭化水素探査の結果、立ち上げられました。 探鉱対象である地質構造や堆積盆を形成したテクトニックプロセスに対する理解が不足していることが明らかになった。 その結果、海洋地震探査で地殻から上部マントルまで貫くスラスト断層のような地形のプロファイリングが可能であることが示された
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