Estimation of viscoelastic attenuation of real seismic data by use of ray tracing software: Application to the detection of gas hydrates and free gas

Analysis of P wave velocity profiles and seismic data recorded over the 2002 Hydratech cruise conducted in the Storegga region, North of Norway, has shown the existence of anomalies (a velocity decrease) in some layers of the medium. An elastic propagation model is not sufficient to explain clearly these anomalies, since the viscoelastic attenuation, represented by the quality factor QP, is sensitive to physical phenomena of geological media. The combination of the quality factor profile with the velocity profile leads to realistic explanations of these anomalies. In this article, we explain the procedure which we developed for determining the QP profile from the P wave velocity profile and the seismic data recorded during Hydratech cruise. Both the QP and velocity profiles indicate anomalies in the same layers. Based on previous studies, we interpret that these anomalies are being due to existence of gas hydrates and free gas within these layers.

RésuméL’analyse du profil de vitesse des ondes P et des données sismiques enregistrées pendant la campagne Hydratech (2002) réalisée dans la région Storrega, au Nord de la Norvège, a montré des anomalies (une diminution de vitesse) pour certaines couches du milieu. Un modèle de propagation élastique, seul, n’est pas suffisant pour expliquer clairement ces anomalies. L’atténuation viscoélastique représentée par le facteur de qualité QP est plus sensible que la vitesse de propagation, aux phénomènes physiques des milieux géologiques. De ce fait, la combinaison du facteur de qualité QP avec le profil de vitesse mène à des explications réalistes de ces anomalies. Ce papier décrit la procédure que nous avons développée pour déterminer le profil de facteur de qualité QP à partir du profil de vitesse des ondes P et les données sismiques enregistrées pendant la campagne Hydratech (2002). Nos résultats montrent que le profil de facteur de qualité QP, lui aussi, montre des anomalies dans les couches caractérisées par des anomalies de vitesse. En se basant sur des études antérieures, nous interprétons ces anomalies par l’existence d’hydrates de gaz et de gaz libre dans ces couches.