Borehole Seismic หรือ Vertical Seismic Profile (VSP)

ก่อนจะไปรู้จักกับ Borehole Seismic หรือ Vertical Seismic Profile (VSP) ผมว่าเรามาทบทวนพื้นฐานเล็กๆของ surface seismic กันก่อนดีกว่า ซึ่งมันก็ไม่มีอะไรยากแค่เอาแหล่งกำเนิดเสียงไปวางไว้บนผิวดินหรือผิวน้ำ โดยมากก็ระเบิดหรือปืนอัดลมนั่นแหละครับ ส่งเสียงออกมา แล้วเอาตัวรับเสียงที่เราเรียกว่า geophone ไปวางไว้ตามจุดต่างๆบนดินหรือบนน้ำ บันทึกคลื่นเสียงที่วัดได้ลงหน่วยจำ (memory)

ขั้นตอนกันเก็บข้อมูลไม่ยาก ราคาการเก็บข้อมูลแพงไม่แพงก็ขึ้นกับว่าไปเก็บข้อมูลที่ไหน พื้นที่กว้างเท่าไร ถ้าพื้นดินปกติธรรมดาๆ ไม่ต้องขึ้นเขาลงห้วย ไม่ต้องไปทับที่อิทธิพลเจ้าพ่อคนไหน ก็ไม่แพง แต่ถ้าไปทำในทะเลก็อีกราคานึง เพราะต้องเช่าเรือกับเป็นลำๆ

แต่ไม่ว่าทำกับบนบกหรือในทะเลก็ต้องทำการประเมินผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม (EIA – Environmental Impact Assessment) ตามกฏหมาย

รูปข้างบนนี่ทำกับบนบก รูปข้างล่างนี้ทำในทะเล บนบกเราเรียก geophone แต่พอลงน้ำ ก็ไอ้ตัวเดียวกัน เรากลับเรียกมันว่า hydrophone กูเกิลเอาได้เลยครับ มีแน่ๆ ทั้งภาพทั้งคลิปว่าเขาทำกันอย่างไร

 

ผลที่ได้มันก็จะเป้นเส้นรูปคลื่นยึกยือๆ ดูแล้วเวียนหัวตาลาย

ให้ซอฟแวร์มันขัดเกลาเสียหน่อยให้ดูง่ายสบายตาก็จะหน้าตาประมาณนี้

ซึ่งการทำ seismic processing นี้ต้องใช้ซุปเปอร์คอมฯทำงานกันเป้นวันๆ มี algorithm มากมายหลายแบบที่คิดค้นกันมา เรียกว่าเรียนกันจบจบป.เอกเลยทีเดียวครับสาขานี้

 

รูปออกมาก็สวยงาม เหมือนลงไปถ่ายภาพชั้นหินขึ้นมาเลยครับ

ปัญหาใหญ่ของ surface seismic ก็คือ ยิ่งลึก สัญญานยิ่งแผ่วยิ่งเพี้ยน เพราะคลื่นเสียงมันสูญเสียพลังงานไปเยอะในการเดินทาง 2 เที่ยว คือเคลื่อนที่ลงไป แล้วก็ขึ้นมา แถมแกนตั้งก็เป็นการวัดเวลา ที่เราเรียกว่า 2 ways time นั่นคือ เครื่องวัดที่ผิวดินหรือผิวน้ำ มันจับเวลาที่ตัวส่งเสียง ส่งเสียงออกมา แล้วบันทึกคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับมาเป็นเวลา ดังนั้น แกนตั้งจึงเป็นแกนเวลา แล้วต้องรอคลื่นเสียงกระทบอะไรแข็งๆแล้วสะท้อนเด้งขึ้นมา จึงเป็นเวลาทบ 2 เท่า ที่เรียกว่า 2 ways

แต่ตอนเราเอาไปใช้งานเราอยากรู้ความลึกนี่นา วิธีเบสิกๆ ก็คือ “ประมาณ” เอาว่าความเร็วของคลื่นเสียงผ่านชั้นหินช่วงไหนมีความเร็วเท่าไร แล้วก็เอาไปปรับแกนตั้ง จะ เวลา ให้เป็น ระยะทาง(ความลึก)

ดังนั้นจึงเกิดไอเดียบรรเจิดที่สามารถแก้ไขจุดอ่อนเหล่านี้ได้ โดยการเอาตัวรับเสียงไปใส่ไว้ในหลุมที่เราขุดเลย

จึงช่วยไปได้เยอะในเรื่องของ 2 ways time ซึ่งช่วยไปได้เยอะเลย แทนที่เสียงจะต้องเดินทาง 2 เที่ยว ก็เดินทางแค่เที่ยวนิดๆ ตามรูป ส่วนเรื่องแกนตั้งที่เป็นเวลานั้นก็ไม่ยาก เพราะเรารู้ความลึกของหลุมนี่เนอะ แกนตั้งก็เป็นแกนความลึกได้ สบายมากๆ

VSP นั้นย่อมาจาก Vertical Seismic Profile นั่นคือ หลุมตรงๆ ไม่เฉไม่เบี้ยวไปมา VSP เป็นส่วนหนึ่งของ Borehole seismic ที่ครอบคลุมมากมายหลายประเภทมากกว่า แค่ในการพูดสื่อสารก็มักจะใช้สลับกันแทนกันไปมา ก็อย่าไปจริงจังกับคำศัพท์มากนัก หยวนๆไป ให้เข้าใจว่ามันคือเทคนิคการเอาตัวรับเสียงไปไว้ในหลุม

จะเอา geophone ไปไว้ตัวเดียว แล้วขยับเครื่องมือขึ้นๆลงๆทีล่ะจุดๆ หรือ จะเอาลงไปหลายๆตัว พ่วงลงไปเป็นไส้กรอกที่เรียกว่า array VSP ก็ได้ ไม่ว่ากันอย่างรูปข้างล่าง ซึ่งแน่นอนว่าราคาค่าเช่าค่าใช้งานก็มากขึ้นตามไปด้วย ไม่มีของฟรีครับ 555

 

 

มาดูพื้นฐานนิดๆพอเป็นน้ำจิ้มกันหน่อยว่า คลื่นเสียงที่เห็นที่วัดได้นั้น มันประกอบไปด้วยอะไรบ้าง

ดูตามสีเส้นก็จะเข้าใจได้ไม่ยาก ณ. geophone ตัวหนึ่งๆ จะรับสัญญานคลื่นเสียงได้หลายๆคลื่นเสียงตามเวลาที่ผ่านไป นั่นแหละที่มาของข้อมูลดิบ ที่เอาไปเข้าซุปเปอร์คอมฯให้ประมวลผลออกมา

เทคนิคการทำ borehole seismic นั้นม่ได้มากมายหลายวิธี เช่น ตามรูปข้างล่างนี้

หรือ ให้ดูเวียนหัวไปอีกก็ตามนี้เลยครับ

 

แต่ล่ะแบบก็ใช้แก้ปัญหา และ มีการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ผมจะไม่ลงรายละเอียดว่า แบบไหนใช้อะไรยังไง เพราะ 1. รู้อยู่จิ๊ดเดียวเท่าหางอึง 2. จะวุ่นวายเกินไปหน่อย เกินบริบทที่จะให้ทราบและเข้าใจหลักการเบื้องต้นเท่านั้น

เอาว่าตอนนี้ก็พอเห็นภาพ Borehole seismic แล้วนะครับว่า เราทำอะไรยังไงกัน 🙂

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *