GEOFÍSICA principio

GEOFÍSICA Etimológicamente, geofísica geofísica sería la ciencia que estudia la física de la tierra, es el estudio de los fenómenos de la naturaleza que se refieren a la tierra, especialmente a sus propiedades físicas, estructuras y composición Métodos Pasivos Gravimétricos Magnetometricos Geotérmicos Potencial espontaneo Radioactivos Métodos Activos Sismica de refracción y reflexión Eléctricos conductivos Eléctricos inductivos Perfilaje de pozos     

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Variación de la velocidad de propagación Se puede deducir la estructura del subsuelo a partir part ir de mediciones de los tiempos de llegada de las ondas. Limitaciones Falta de contraste La resolución El ruido Múltiples interpretaciones interpretaciones    

Corrección Estática Movimiento vertical del emisor y el receptor para que estén en el mismo plano de referencia Terminología de ondas Longitud de onda: distancia entre 2 puntos con igual fase y desplazamiento Amplitud: Máximo Desplazamiento Fase: se habla de fase respecto a un sistema de referencia y tiene sentido cuando se comparan 2 fases Periodo: Periodo: Tiempo entre 2 posiciones sucesivas sucesivas Frecuencia: Numero de repeticiones por unidad de tiempo Frente de Onda: Una partícula que tiene la misma m isma fase de movimiento o superficie de de desplazamiento

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Ondas Sísmicas Ondas de cuerpo Ondas longitudinales: compresiones y dilataciones (Onda P) Ondas Transversales: esfuerzos cortantes (ondas S) Ondas de superficie Ondas rayleigh: elípticas verticales y en la superficie Ondas love: Superficiales y transversales a la dirección del rayo. Principios Fundamentales P. Huygens Cada punto es generador de ondas P. Fermat Camino seguido por un rayo entre 2 puntos, que el tome el mínimo tiempo de viaje Reflexión y Refracción Una onda siempre se propaga uniformemente hasta encontrar un contraste de parámetros elásticos que impliquen un cambio de velocidad. Ley de Snell

       Es constante a lo largo del rayo y se define como parámetro de rayo p Angulo de incidencia Angulo entre el rayo y la normal a la superficie Angulo Crítico Es el ángulo en el cual el rayo refractado es paralelo a la inter fase PROSPECCIÓN Indicar consideraciones generales para la definición de parámetros de procesamiento sísmico El uso de programas mas refinados a permitido el progreso del procesamiento sísmico a base de la información, de adquisición, la información debe ser integra y correlacionada con la información







Los parámetros sísmicos deben ser diseñados para recuperar y preservar los atributos de reflexión sísmica:    

Amplitud Frecuencia Carácter Configuración de las reflexiones

Los análisis de velocidades, para correcciones dinámicas se interpretan con el mayor detalle, considerando los objetivos estructurales y estratigráficos. Con la implementación de trabajos de sísmica 3D se puede obtener, información de alta resolución. Se utilizan sistemas de procesamiento para producir la sección brut stack para hacer el análisis de amplitudes, frecuencias y velocidades. HISTORIA DE LA EXPLORACIÓN SISMICA     

En 1899 se desarrollo la teoría de reflexión y refracción en las interfaces En 1097 se aplico la teoría de las ondas en 1913 se inicio la prospección sísmica por reflexión en 1920 se desarrollo es sismógrafo de reflexión. En 1936 se publico la idea del procesamiento de datos sísmicos PLANIFICACION PROSPECION EXPLORATORIA







CAMPOS DEL PROCESAMIENTO 1. 2. 3. 4.

Reducción de datos sísmicos Correcciones geométricas Mejoramiento de datos sísmicos Procesamiento general

OBJETIVOS DE PROSPECCION EXPLORATORIA Encontrar nuevas reservas, conocer la parte más alta de la estructura Determinar la ubicación del pozo exploratorio  

BREVEMENTE INFORMACIÓN DEL MÉTODO DE REFLEXIÓN La fuente convencional sísmica, es la explosión de una carga de dinamita en un hueco de perforación se realizan grabaciones digitales. digitales. El primer paso es la perforación de un hueco, el diámetro podría ser de 10 a 12 cm, la profundidad







La señal va hacia amplificadores q incrementan la fuerza de la señal y esta es grabada en cintas magnéticas. El resultado es el mapeo de contornos el cual representa la estructura geológica

METODOS SISMICOS Método de Reflexión Consiste en registrar los tiempos de llegada de las ondas reflejadas en los contactos del subsuelo a una serie de geófonos En función de los tiempos de llegada de las ondas y las distancias superficiales se puede llegar a conocer la posición de los estratos. Método de Refracción Consiste en generar ondas símicas en superficie y registrar las que experimenta la refracción total, en la mayoría de las veces este método es exacto y por eso se utiliza solo cuando el de r eflexión no da resultados. Método Sísmico 2D se trata de generar una malla de líneas sísmicas en las que están ubicadas emisores y receptores, se cubre determinada área para mapear el suelo y definir las zonas en donde se recomendará perforar. Método Sísmico 3D Para estudios más en detalle, características geológicas mas complejas, complejas, se involucran las tres dimensiones, largo, ancho, y profundidad, las 2 primeras en longitud y la última en tiempo La ventaja es que el conocimiento conocimiento del subsuelo es más real pudiendo pudiendo interpretarse con con más precisión Método Sísmico 4D Se puede repetir la adquisición 3D añadiendo un elemento más, que es el del tiempo calendario, que en general está orientado a controlar la evolución de un yacimiento en el tiempo. TEORIA SISMICA Luego de la explosión o vibración provocada, todas las partes del suelo vibran y definen una superficie de onda la misma que se la representa como rayos vectores que señalan la trayectoria sísmica. Al contacto con dos medios heterogéneos caracterizados por tener diferentes velocidades en función de la densidad de las capas, las trayectorias símicas se refractan y se reflejan de acuerdo al ángulo con que los rayos inciden sobre la superficie.







RIESGO SISMICO Costos Relieve Espaciamiento entre líneas (mallas) Inadecuada resolución Estructuras que parecen estar Side Swipe Velocidad Refracción Ruido

CONCEPTOS SOBRE LA SEÑAL REFLEJADA La señal sísmica reflejada son los eventos sísmicos de gran amplitud, con una frecuencia y carácter distintivo. Las reflexiones muestran una curvatura q representa el efecto de la distancia de la fuente de energía y el receptor, la curvatura y el alineamiento están distorsionadas por las variaciones topográficas y de las velocidades superficiales. RELACIÓN SEÑAL-RUIDO Se utiliza para medir y calificar la calidad del sismograma. RUIDO SÍSMICO Es toda señal observable en el sismograma, cuya longitud y frecuencia no corresponden a la señal reflejada . RUIDOS COHERENTES Son ruidos generados por la emisión de la fuente, nacen en las primeras pr imeras capas del subsuelo (weadering zone), son ondas de superficie, con velocidades bajas pero con amplitudes fuertes. Ghost Reflexión fantasma asociada a la reflexión primaria pero con retraso de tiempo Difracciones Originadas por fuentes puntuales









RUIDOS NO COHERENTES Son todos aquellos independientes de la emisión de la fuente debido al ajetreo natural del suelo y son controlados por las condiciones topográficas y las capas superficiales.

CLASIFICACION DE LOS RUIDOS COHERENTES Tipos de ruidos

Descripción

Forma en el sismograma

Ondas directas

Ondas propagadas directamente

Los primeros eventos de gran amplitud en trazas cercanas

Ondas superficiales

Ondas propagadas a lo largo de la superficie de la tierra

Usualmente de baja frecuencia y baja velocidad aparente

Ondas aire

Ondas sonoras desde el disparo

Velocidad aparente muy baja 100ft/s

Refracciones superficiales

Ondas refractadas cerca de la superficie

Gran amplitud, a menudo los primeros eventos en trazas lejanas

Reverberaciones

Fantasmas, colas en el pulso de disparo

Colas en los eventos reflejados

Múltiples de períodos largos

Reflexiones repetidas

Reflexiones al mismo intervalo de campo después de la primera reflexión







Ruido Highline Hueco del disparo Instrumentos

Ruido inducido de líneas de poder cercanas ripios que caen de la explosión del hueco de tiro De los instrumentos de grabación

50 a 60 Hz Altas y bajas frecuencias Usualmente altas frecuencias, pero también muy bajas.

SISMICA TERRESTRE Azimut: Angulo de desviación del pozo direccional al norte magnético

ARREGLO RECEPTOR PARA ELIMINAR RUIDOS La mejor teórica de la relación señal-ruido es la   

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Cuando n sea más grande gr ande aumenta la relación señal-ruido para los ruidos r uidos naturales y aleatorios. Se debe asegurar q los geófonos estén bien colocados sobre el terreno No colocar geófonos cerca de matas y arboles Adecuar arreglos de geófonos con cierta geometría g eometría   

ARREGLO EMISOR PARA ELIMINAR RUIDOS El arreglo actúa como un filtro sobre los datos registrados. Cobertura múltiple







Al usar dinamita se debe considerar las condiciones ambientales, accesibilidad del área, los limites la logística y la seguridad en las operaciones. La dinamita produce información de alta resolución, basado en la profundidad óptima, carga, configuración del tendido y geófonos, etc. Cordón detonante Es una vaina plástica de penthrita, se detona en zanjas de poca profundidad, tiene una velocidad detonante de 20000 pies/s. Cargas moldadas Se usa en áreas de difícil acceso, en pozos de 2 a 5 m de profundidad, se usan configuraciones de pozos múltiples. Dinosismica Es una combinación de un plato de hierro pesado, producía un golpe al instante que una cantidad de gas explotaba. Vibrosismica Son camimones con un peso de 12 toneladas, usan plato pesado q se controla mediante un sistema servo-hidráulico, el cual introduce en la sub-superficie la señal de amplitud constante y de frecuencia pre-programada. Se utilizan frecuencias de 8 a 70 Hz para sísmica convencional y de 20 a 200 Hz para alta resolución.

CONTROL DE CALIDAD La calidad de la información depende de la calibración de los instrumentos de registro, pruebas de calibración y eficiencia del sistema. Para mejorar la calidad de la información se debe revisar y dar mantenimiento mantenimiento de los cables cables y geófonos. Sistemas de comunicación permiten minimiza el ruido de personal, de línea y de vehículos. PERFIL DE RUIDO







EQUIPOS DE GRABACIÓN Unidades de registro y geófonos Los instrumentos de registro sísmico y las unidades de control de tendido, demandan una especial atención del observer e ingenieros de instrumentos. La respuesta de los geófonos debe corresponder al rango de frecuencias de las reflexiones. El arreglo de geófonos debe configurarse en forma simétrica evitando que exista overlap entre los arreglos.

EQUIPOS DE REGISTRO UNIDADES DE REGISTRO Y GEOFONOS Los instrumentos de registro sísmico y las unidades de control de tendido para las operaciones de recubrimiento múltiple, demandan una especial atención del observer e ingeniero de d e instrumentos. Parte del ruido sísmico puede ser atenuado por la configuración y buen a coplamiento de los geófonos La respuesta característica de los geófonos debe corresponder al rango de frecuencia de las reflexiones El rango del geófono debe configurarse en forma simétrica a la estación o traza y evitando que exista overlap sobre los arreglos, sin mezcla de terreno

GEOFONOS GEOFONO O SISMOGRAFOS O DETECTORES







5.

6.

Puesto que la bobina tiende a oscilar después que el movimiento de la tierra ha terminado es necesario amortiguar el movimiento para lo cual se introducen corrientes oponiéndose al movimiento del campo magnético y así produciendo amortiguamiento Usualmente se colocan los geófonos en serie o en paralelo para producir una salida compuesta (siendo el equivalente un geófono colocado en el centro del grupo, sin embargo el amortiguamiento(c/una) será afectados por los otros por el cambio de resistencia del circuito)

OBSERVACIONES 7. resistencia alta permite que la bobina oscile por más tiempo 8. resistencia pequeña oscilará menos 9. si existe una sola oscilación el geófono es críticamente amortiguado TIPOS DE GEOFONOS Por construcción 1. Capacitivos.- señal α al desplazamiento 2. Electromagnéticos.- transductor de velocidad, velocidad , de bobina móvil para trabajos en tierra 3. Piezoeléctrico.- transductores de aceleración, aceleración , para trabajos en pantanos y en mar llamado hidrófono Por aplicación 1. ELONGACIÓMETRO.- cuya tensión eléctrica de salida α(proporcional) longitud de desplazamiento del suelo 2. VELOCIDÓMETRO.- cuya tensión eléctrica de salida α velocidad del suelo 3. ACELERÓMETRO.- cuya tensión señal de salida α aceleración del suelo

ACOPLAMIENTO GEOFONO-SUELO El suelo hace el papel de silenbloque interpuesto entre el geófono y las vibraciones que se pretende detectar









REPORTE DEL OBSERVER 1. Debe grabar todas las variables importantes de la técnica de campo e identificar cada grabación. 2. Los actuales formatos varían de contratista a contratista Campaña cliente Nombre del prospecto y locación Brigada, número Fecha Numero de línea     

TIPOS DE INSTRUMENTOS DE GRABACIÓN Spread.- end-on or Split, numero de grupos, intervalo entre grupos, distancia del grupo mas cerncano Arreglos.- tipo, dimensiones, numero y espaciamiento de geófonos, tipo y frecuencia de geófonos BRIGADAS SISMICA Equipo de sísmica terrestre tiene como ejemplo el siguiente organigrama estructural 1. Cliente y contratista 2. Representante del cliente 3. Organización de la brigada terrestre 4. Supervisores 5. Sismólogos 6. Administradores 7. Observer 8. Topógrafos







1. 2. 3. 4.

Los equipos que utilizan explosivos, utilizan varias perforadoras para la perforación de los pozos en donde se coloca la dinamita, existiendo perforadores portátiles q se lleva en helicóptero El numero de perforadores en el equipo de perforación variara según el numero de turnos necesarios, q a su vez dependerá de las condiciones de tiro y de la naturaleza del suelo Ciertas brigadas sísmicas trabajan 3 o 4 turnos diarios Cada máquina esta manejada por un perforador ayudado eventualmente por uno o dos peones

CUADRILLA LABORATORIO Esta cuadrilla prosigue al equipo de perforación y registra los tiros sobre las cintas magnéticas En esta se incluye al personal electrónico para el manejo del laboratorio del registro y las cuadrillas de peones para el tendido de cables y geófonos El operador (observer) asume el mando de la cuadrilla laboratorio y su asistente se dedica a todo el equipo exterior de laboratorio OFICINA DE CÁLCULO Trabaja bajo la responsabilidad del jefe calculador, que a su vez ayuda o sustituye al jefe del equipo. Con el registro numérico y la cobertura múltiple el cometido de la oficina de cálculo a quedado reducido al cálculo de la correcciones estáticas con la correspondiente interpretación de los tiros WZ y de las velocidades superficiales (uphole shooting) y la trazado del diagrama de explotación de la cobertura múltiple CUADRILA WZ (WEATHRING ZONE) 1. El equipo terrestre dispone de una cuadrilla WZ a quien se le encargo los tiros WZ y los tiros para la determinación de las velocidades superficiales (uphole shooting) para evaluar las correlaciones







2. 3. 4.

Garantía técnica Garantía de fie cumplimiento Garantía de buen uso del anticipo, después de haber f irmado

SUPERVISION TOPOGRAFIA Antes de la campaña.Red de puntos topográficos existentes Red de puntos topográficos por establecer Puntos satélites   

Durante la campaña Medios clásicos para implantar perfiles Equipos modernos Precisión 2D y 3D, planimetría, altimetría, cierres, cortes altimétricos, coordenadas   

SELECCIÓN DE LA FUENTE 1. Limitada a condiciones locales de acceso 2. Problemas de las correcciones de superficie 3. Fuentes como vibroseis 4. Explosivos generalmente en pozos profundos







TIPOS DE EQUIPOS DE REGISTRO 1. Medio ambiente 2. Costo mano de obra 3. Tipo de registro y fuente Clasificación: Pesado Portátil Misxto Helitransportable Especiales     

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