Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

Like dokumenter
EKSAMENSOPPGAVE I GEO-2006

EKSAMENSOPPGAVE I GEO-2006

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

UNIVERSITETET I OSLO

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

EKSAMEN VÅREN 2007 SENSORTEORI. Klasse OM2

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Viktig informasjon. 1.1 Taylorrekker. Hva er Taylor-polynomet av grad om for funksjonen? Velg ett alternativ

UNIVERSITETET I OSLO

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

UNIVERSITETET I OSLO

Viktig informasjon. Taylorrekker

Viktig informasjon. Taylorrekker

OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 6 SIDER MERKNADER: Alle deloppgaver vektlegges likt.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN STE 6219 Digital signalbehandling

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

UNIVERSITETET I OSLO

Ghost amplitude spectrum. d=6 m V=1500 m/s c= 1

EKSAMEN I EMNE SIE4015 BØLGEFORPLANTNING EKSAMEN I FAG BØLGEFORPLANTNING LØRDAG/LAURDAG 19. MAI 2001 TID: KL

Obligatorisk oppgave nr 4 FYS Lars Kristian Henriksen UiO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

NTNU Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Akustikk

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

FORFATTER(E) Jens M. Hovem OPPDRAGSGIVER(E) Oljedirektoratet (OD) GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

STE 6219 Digital signalbehandling Løsningsforslag

EKSAMEN Løsningsforslag

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

Siste to sidene av oppgavesett inneholder en samling av ligninger som kan være behjelpelig.

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4245 Statistikk

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen GEOF100 Introduksjon til meteorologi og oseanografi

EKSAMEN RF3100 Matematikk og fysikk

INF 1040 høsten 2008: Oppgavesett 9 Sampling og kvantisering av lyd (kapittel 11)

Eksamen TT3010 HØST NTNU Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Akustikk

UNIVERSITETET I OSLO

UTSETT EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

Oppgave 1. Det oppgis at dersom y ij er observasjon nummer j fra laboratorium i så er SSA = (y ij ȳ i ) 2 =

Noen presiseringer mhp Diskret Fourier Transform. Relevant for oblig 1.

FAG: Fysikk FYS122 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Tore Vehus (linjedel)

UNIVERSITETET I OSLO

Refleksjon. Refleksjoner, direktivitet, Dopplerskift, diffraksjon og refraksjon. Sverre Holm INF3460

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-0100

EKSAMEN I FAG TMA4255 FORSØKSPLANLEGGING OG ANVENDTE STATISTISKE METODER

Siste to sidene av oppgavesett inneholder en samling av ligninger som kan være behjelpelig.

Fysikk 3FY AA6227. (ny læreplan) Elever og privatister. 28. mai 1999

EKSAMEN I TMA4285 TIDSREKKEMODELLER Fredag 7. desember 2012 Tid: 09:00 13:00

HØGSKOLEN I STAVANGER

INF 1040 høsten 2009: Oppgavesett 8 Introduksjon til lyd (kapittel 9 og 10)

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Fourier-analyse. Hittil har vi begrenset oss til å se på bølger som kan beskrives ved sinus- eller cosinusfunksjoner

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Eksamensoppgave TFOR0102 FYSIKK. Bokmål. 15. mai 2018 kl

Instrument för målning av komprimeringen i grunnen. CompactoBar ALFA N/0827

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

Løsningsforslag til øving 6

Andreas. har 8 sider

Løsningsforslag Prøveeksamen i MAT-INF 1100, Høsten 2003

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4160/FY1002: Bølgefysikk Høsten 2006, uke 36

DEL 1 Uten hjelpemidler

Experiment Norwegian (Norway) Hoppende frø - En modell for faseoverganger og ustabilitet (10 poeng)

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 3 i emnet MAT111, høsten 2016

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002 GENERELL FYSIKK II Onsdag 8. desember 2004 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen i: FYS145 - Kvantefysikk og relativitetsteori Eksamensdag: Mandag 10. mai 2004, kl (3 timer)

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

Professor Elgarøy avslører: Hva DU bør repetere før AST1100-eksamen!

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

LABJOURNAL BIRD WATTMETER

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Det matetmatisk-naturvitenskapelige fakultet Midtveis -eksamen i AST1100, 10 oktober 2007, Oppgavesettet er på 6 sider

Oppgavesettet er på 3 sider eks. forside, og inneholder 12 deloppgaver: 1abc, 2, 3, 4abc, 5ab, 6ab.

EKSAMEN ST0202 STATISTIKK FOR SAMFUNNSVITERE

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi Side 1 av 6 Faglig kontakt under eksamen: Professor Ingve Simonsen Telefon: 470 76 416 Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging Mar. 09, 2015 09:00 12:00 Tillatte hjelpemidler: Alternativ Kalkulator og ordbok Dette oppgavesettet er på 6 sider. Dette eksamenssettet består av tre hovedoppgaver, som hver inneholder flere deloppgaver. Hvert delspørsmål vil bli gitt tilnærmet like vekt under bedømmelsen. Jeg planlegger fra ca. kl. 10 å ta meg en runde i eksamenslokalet for å svare på ev. spørsmål knyttet til oppgavene (men selvsagt ikke deres svar). Oppgavene er gitt på norsk, men du står fritt til å svare på norsk eller engelsk. Merk at noen muligens nyttige formler er gitt på siste side av oppgave settet. Det opplyses at av de tre oppgavene, vurderer jeg oppgave 2 til å være den mest arbeidskrevende. Sist men ikke minst, lykke til med examen. Ingve Simonsen

Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging, Mar. 09, 2015 Side 2 av 6 Oppgave 1. Figur 1: En Ricker wavelet og dens frekvens innhold (effekt spekter). En Ricker wavelet er en modell wavelet som er vanlig i geofysikk (Fig. 1 til venstre). Den brukes bl.a. som en tilnærming til det reelle signalet som blir utsendt fra en luftkanon. Teknisk sett fremkommer den ved å ta den andre deriverte av en Gaussisk funksjon. Til høyre i Fig. 1 vises det tilhørende frekvens-spekteret (effekt-spekteret), dvs. absolutt kvadratet av den Fourier transformerte av Ricker waveleten, og man ser at peak-frekvensen i dette tilfellet er 50Hz. Med peak-frekvensen mener vi hvor effekt-spekteret har sitt maksimum. a) Om Ricker waveleten vist i Fig. 1 ovenfor blir gitt en kortere varighet, hva vil da skje med peak-frekvensen for waveleten? Vil den bli mindre, større, eller forbli uendret? Det kreves her at du gir grunn for ditt svar, da svar uten korrekt begrunnelse ikke vil gi poeng. b) Hva menes med Nyquist frekvensen (eller kritisk frekvens) og hva bestemmer denne? c) Hva er aliasing og hvordan kan man unngå dette fenomenet? d) Anta at du planlegger å gjøre et marint seismisk survey hvor Ricker waveleten til venstre i Fig. 1 er en god tilnærming til signalet fra luft kanonen. Hvordan bør man velge samplings intervallet, t, slik at man unngår aliasing. Angi en numerisk verdi for dette samplings intervallet. e) Et seismisk signal har en dominerende frekvens på 50Hz (som for Ricker waveleten over). Bølgehastigheten i reservoarlaget er på 2500m/s. Hva blir den typiske bølgelengden i reservoaret? f) Når Ricker wavelet signalet vårt går gjennom lag i jorda, endres det på flere måter. Diskuter kort hva som påvirker amplitude og frekvensinnhold etter hvert som den seismisk bølgen går gjennom de øverste lagene i jordskorpa før det blir registrert av hydrofoner/geofonener på overflaten av jorda. g) Hvordan vil påvirkningen av amplitude og frekvensinnhold fra forrige deloppgave uttrykke seg i tidsserien som registreres på mottakeren (dvs., i tidsdomenet)?

Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging, Mar. 09, 2015 Side 3 av 6 refleksjons gangtider x[m] ref. 1 [ms] ref. 2 [ms] 0.000 600.000 986.667 20.000 600.606 986.836 40.000 602.394 987.336 60.000 605.353 988.161 80.000 609.463 989.326 100.000 614.699 990.808 Figur 2: Et seismogram samlet inn over en lagdelt jord. Her betyr ref. 1, refleksjon nr. 1, etc. Her betegner x avstanden fra CMP. Merk at gangtidene er angitt i millisekunder (og vi har brukt. som desimalskille). Oppgave 2. Figure 2 viser et CMP (common mid-point) gather som var samlet inn over land over en langdelt jord (layered Earth). Et utvalg av gangtidene er angitt numerisk i tabellen til høyre. Husk at når skuddet er i +x er mottakeren (geofon/hydrofon) ved x, slik at offset rent faktisk er 2x. Det oppgis at transmisjonskoeffisienten (forholdet mellom feltamplituder) for transmisjon fra medium i til medium j er gitt ved T ij = 2Z i Z i + Z j, (1) med den akustiske impedansen for medium i gitt ved Z i = ρ i V i hvor ρ i og V i er henoldsvis tetthet og hastighet for lag i.

Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging, Mar. 09, 2015 Side 4 av 6 a) Med dine egne ord, beskriv hvordan et refleksjonsseismisk 2D survey blir gjennomført, og diskuter hva som rent faktisk blir målt. Lag en skisse til bruk i din forklaring. Vi vil nå fokusere på dataene vist i Fig. 2. Basert på disse dataene, skal vi nedenfor forsøke å beregne en del fysiske størrelser knyttet til den langdelte jord modellen. For å forenkle beregningen, vil vi her anta at alle lag har samme tetthet. b) Lag en skisse av Fig. 2 over til venstre, hvor du markerer de ulike observerte seismiske signalene og indikerer hvilken bølgetype det er snakk om (direkte bølge, reflektert bølge, etc.) c) Beregn hastigheten (V 1 ) og tykkelsen (z 1 ) for det øverste laget. d) Beregn rms-hastigheten 1 ned til den andre refelektoren (V rms,2 ). e) Beregn hastigheten (V 2 ) og tykkelsen (z 2 ) av det andre laget. f) Refleksjonskoeffisienten for den første refleksjonen ble målt til 0.33. Vis at dette er konsistent med verdiene du fant for V 1 og V 2 i deloppgavene 2c og 2e. Husk at vi antar at ρ 1 ρ 2. g) Amplituden av den andre refleksjonen var 0.17. Beregn refleksjonskoeffisienten for den andre overflaten. Estimer hastigheten V 3. Vi forlater nå situasjonen beskrevet i Fig. 2. h) I en umigrert (poststacket) seismisk seksjon har man identifisert en plan hellende (dipping) reflektor og funnet at den tilsynelatende helningsvinkelen 2 var på α = 33. Hva var den faktiske helningsvinkelen for reflektoren? Anta at hastigheten over reflektoren er konstant. 1 rms står for root-mean-square. 2 Helningsvinkelen defineres som vinkelen mellom reflektoren og horisontal planet.

Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging, Mar. 09, 2015 Side 5 av 6 Oppgave 3. a) Bulkmodulen (K) for vann er 2.2GPa, og tettheten er 1000kg/m 3. Hva er skjærmodulen, µ, for vann? Beregn P- og S-bølgehastigheten til vann. b) Når en seismisk bølge reflekteres på grenseflata mellom to lag med forskjellig tetthet og hastighet er refleksjonskoeffisienten gitt som R = ρ 2V 2 ρ 1 V 1 ρ 2 V 2 + ρ 1 V 1, (2) Forklar hva symbolene står for, og under hvilke antakelser denne ligninga er gyldig. Bestem refleksjonskoeffisienten dersom ei bølge blir reflektert fra ei grenseflate mellom vann og luft. Anta at tettheten til luft og vann er henholdsvis 1.3kg/m 3 og 1000kg/m 3, samt at lydhastigheten i luft er 330m/s. Hva blir refleksjonskoeffisienten dersom bølga reflekteres fra ei grenseflate mellom luft og vann? c) Anta at tettheten til vann varierer med temperature som ρ(t ) = ρ 0 (1 at ), (3) der ρ 0 = 1000kg/m 3, a = 8 10 3 C 1 (per grad Celcius) og T er temperatur målt i grader Celcius (C). Anta videre at bulkmodulen for vann ikke varierer med temperaturen, og finn et uttrykk for P-bølgehastigheten til vann som funksjon av temperatur. Bruk at at 1 for å finne et så enkelt uttrykk som mulig. Figur 3: P-bølge hastigheten, V p, i vann som funksjon av temperature T (i grader Celsius). Figur 3 viser hvordan P-bølgehastigheten i vann varierer med temperatur i området 0 30 grader.

Eksamen i PET110 Geofysikk og brønnlogging, Mar. 09, 2015 Side 6 av 6 d) Sammenlign uttrykket du fant for P-bølgehastigheten i vann ved å bruke ligning (3) med Fig. 3. Er det rimelig å anta at tetthetseffekten er den dominerende effekten når det gjelder å forstå hvordan P-bølgehastigheten i vann varierer med temperatur? e) Anta så at vi måler refleksjonskoeffisienten i havbunnen for to forskjellige havtemperaturer, la oss si, 10C og 20C. Vi antar nå at tettheten i vannet ikke endrer seg med temperatur (dvs. at den er lik ρ 0 ), men at P-bølgehastigheten i vannet istedet endrer seg som vist i Fig. 3. Hvor mye vil refleksjonskoeffisienten for loddrett innfall (null-offset refleksjonskoeffisient) i havbunnen endre seg på grunn av dette? P-bølgehastigheten for laget under havbunnen er 1800m/s og tettheten i samme lag er 1800kg/m 3. f) Beregn kritisk vinkel for de to vanntemperaturene (bruk samme verdier som de du brukte i deloppgave 3e). Hvilken parameter må du i tillegg til de parametrene som allerede er oppgitt, kjenne for å beregne refleksjonskoeffisienten som funksjon av vinkel for havbunnen? g) Hva menes med AVO-analyse? Nevn minst 4 årsaker til at den seismiske amplituden fra en gitt grenseflate i jorda varierer med avstand mellom kilde og mottaker.