En sismología de reflexión , el factor de atenuación anelástica , a menudo expresado como factor de calidad sísmica o Q (que es inversamente proporcional al factor de atenuación), cuantifica los efectos de la atenuación anelástica en la ondícula sísmica causada por el movimiento del fluido y la fricción en los límites de grano. A medida que una onda sísmica se propaga a través de un medio, la energía elástica asociada con la onda es absorbida gradualmente por el medio, terminando finalmente como energía térmica . Esto se conoce como absorción (o atenuación anelástica) y eventualmente causará la desaparición total de la onda sísmica. [1]
Q se define como
donde es la fracción de energía perdida por ciclo. [2]
La tierra atenúa preferentemente las frecuencias más altas, lo que da como resultado la pérdida de resolución de la señal a medida que se propaga la onda sísmica. El análisis cuantitativo de los atributos sísmicos de los efectos de amplitud versus desplazamiento se complica por la atenuación anelástica porque se superpone a los efectos AVO . [3] La tasa de atenuación anelástica en sí también contiene información adicional sobre la litología y las condiciones del yacimiento, como la porosidad , la saturación y la presión de poro , por lo que puede usarse como una herramienta útil de caracterización del yacimiento. [4]
Por lo tanto, si Q se puede medir con precisión, se puede utilizar tanto para compensar la pérdida de información en los datos como para el análisis de atributos sísmicos.
[5]
La geometría de un perfil sísmico vertical (VSP) de desplazamiento cero lo convierte en un estudio ideal para utilizar en el cálculo de Q mediante el método de relación espectral. Esto se debe a las trayectorias de rayos coincidentes que atraviesan una capa de roca determinada, lo que garantiza que la única diferencia de trayectoria entre dos ondas reflejadas (una desde la parte superior del intervalo y otra desde la parte inferior) sea el intervalo de interés. Los rastros de reflexión sísmica de superficie apilados ofrecerían una relación señal-ruido similar en un área mucho más grande, pero no se pueden utilizar con este método porque cada muestra representa una trayectoria de rayos diferente y, por lo tanto, habrá experimentado diferentes efectos de atenuación. [6]
Las ondículas sísmicas capturadas antes y después de atravesar un medio con factor de calidad sísmica, Q , en trayectorias de rayos coincidentes tendrán amplitudes que se relacionan de la siguiente manera:
donde y son las amplitudes en frecuencia después y antes de atravesar el medio; es el coeficiente de reflexión; es el factor de expansión geométrica y es el tiempo necesario para atravesar el medio.
Tomando logaritmos de ambos lados y reordenando:
Esta ecuación muestra que si se grafica el logaritmo de la relación espectral de las amplitudes antes y después de atravesar el medio como una función de la frecuencia, debería producirse una relación lineal con una intersección que mide las pérdidas elásticas (R y G) y el gradiente que mide las pérdidas inelásticas, que se pueden usar para encontrar Q.
La formulación anterior implica que Q es independiente de la frecuencia. Si Q depende de la frecuencia, el método de relación espectral puede producir un sesgo sistemático en las estimaciones de Q [7]
En la práctica, las fases prominentes observadas en los sismogramas se utilizan para estimar el Q. Lg es a menudo la fase más fuerte en el sismograma a distancias regionales de 2° a 25°, debido a su fuga de pequeña energía hacia el manto y se utiliza con frecuencia para estimar el Q de la corteza. Sin embargo, la atenuación de esta fase tiene características diferentes en la corteza oceánica. Lg puede desaparecer repentinamente a lo largo de una trayectoria de propagación particular, lo que se observa comúnmente en las zonas de transición continental-oceánica. Este fenómeno se conoce como "bloqueo de Lg" y su mecanismo exacto aún es un misterio. [8]
