Kvalitet på tolket seismikk : eksempler fra E39 kryssing av Romsdalsfjorden

Abstract

NGU har, som deltager i "Ekspertgruppe for ingeniørgeologi" ved prosjektet E39 Kryssing av Romsdalsfjorden, fått tilgang til mye resultater fra refraksjonsseismikk utførte av flere aktører samt boringer utført av Statens vegvesen. I foreliggende arbeid er kvaliteten på refraksjonsseismiske tolkinger for påvising og karakterisering av svakhetssoner i berg samt tolket dyp til berg og karakterisering av løsmasser vært viktige tema. De erfaringer som er opparbeidet ved å studere NGUs reprosessering av data med programmet Rayfract og andre firmas tolkinger er viktige å ta vare på for ettertiden, derfor denne rapporten. NGU har også vurdert kvaliteten av tomografi utført mellom sjøbunnen og borehull. Arbeidet er utført innenfor NGUs samarbeidsprosjekt med Svv, Vegdirektoratet. Arbeidet omhandler seismikk utført av GeoExpert AG, Impakt Geofysik AB og Geomap/GeoVista, Fugro og GeoPhysix AS. NGUs reprosessering med programmet Rayfract gav respons på de aller fleste av de 19 svakhetssonene som IMPAKTs tradisjonelle tolkinger indikerte langs utvalgte profiler. I tillegg er fire nye svakhetssoner indikert langs de ni undersøkte profilene. NGUs tolkinger, både Hagedoorntolkinger og tomografisk inversjon, viser i gjennomsnitt samme bredde av sonene, men det er individuelle forskjeller. Hastigheten i sonene ved NGUs tolkinger er jevnt over noe høyere enn ved de tradisjonelle tolkingene, og dette vil ha konsekvenser for klassifiseringen av bergmassen. Tomografisk inversjon med 1D startmodell utført både av IMPAKT og NGU gir dårligere bilder av bergmassen. Tomografisk inversjon kan prosessere bort falske svakhetssoner som skyldes mindre fordypninger i bergoverflaten. Tradisjonelle tolkinger av dyp til berg kan ha en betydelig større usikkerhet enn +\/- 10 % som tradisjonelt har vært en vanlig angivelse av usikkerhet. Automatiske tolkinger med Rayfract og Hagedoorns metode har vist relativt gode tolkinger, men også resultater der dypet til berg ligger i gjennomsnitt opp mot 18 % høyere enn det åtte boringer viser. Ved å benytte resultater fra boringer har NGU kommet fram til prosedyrer for tolking av refraksjonsseismikk som gir meget god angivelse av dyp til berg (100 % +\/- 7% ved 7 boringer). IMPAKTs kombinerte tolking gir relativt gode angivelser av dyp til berg sammenlignet med boreresultater (97 % +\/- 13 %). Beste tolking av dyp til berg ble imidlertid oppnådd ved refleksjonsseismikk. Reprosessering av FUGROs refleksjonsseismikk i fjorden med gode hastighetsanalyser fra IMPAKTs målinger, viste en treffprosent på 104 og med et standardavvik mindre enn 4 %.Seismisk tomografi mellom sjøbunnen og borehull i berg har ikke gitt pålitelige resultater, verken ved prosjektet "E39 Kryssing av Romsdalsfjorden" eller ved "Nordøyprosjektet" lengre ute i Romsdalsfjorden. NGUs arbeidet har også avdekt svakheter ved den praktiske gjennomføringen av seismiske undersøkelser. Ved ett tilfelle er det benyttet en for svak energikilde, noe som førte til feil hastigheter i bergmassen. Ute i Romsdalsfjorden ble to refraksjonsseismiske utlegg plassert på en uheldig måte. Dette gav større usikkerhet ved tolkingen av svakhetssoner og dyp til berg ved NGUs tolkinger. Ved refleksjonsseismiske undersøkelser i fjorden ble det benyttet en for kort hydrofonkabel til at sikre hastighetsanalyser kunne gjennomføres, noe som resulterte i usikre dyp til berg. Karakterisering av løsmasser ut fra p-bølgehastighet er mulig, men fysiske feilkilder (blindsonelag) og uheldige hastighetsprofiler ved tomografi kan gi utfordringer. Undersøkelsene fordeler seg på tre områder: Julbøen vest for Molde (UTM 396500 - 6957750), i sjøen sør og nord for øya Tautra midtfjords (UTM 391150 - 6950600) og ved Vik på sørsida av Romsdalsfjorden (UTM 393600 - 6947000). Koordinater er i UTM sone 32, WGS84.