Ing. Geofísica Petrolera. Materia: Geofísica.
Profesores: Ing. Esteban Moreno Manzano. Ing. Martín Alejandro Cázares Tamayo.
Alumno: Gerardo Emilio Hidalgo García.
Tema: Métodos de exploración Geofísicos.
Actividad: Investigaciones de “Los métodos de exploración Geofisicos”. Geofisicos”.
Fecha: 19/Junio/2016
Contenido
Métodos y Técnicas…….………………………………………………………………………….3 -Métodos Geoeléctricos ................................................................................................. 3 -Métodos Sísmicos......................................................................................................... 4 -Gravimetría ................................................................................................................... 5 -Magnetometría .............................................................................................................. 5 Métodos Geofisicos ........................................................................................................... 6 -Clasificación de los métodos Geofísicos. ...................................................................... 6 -Métodos magnéticos ..................................................................................................... 7 -Métodos eléctricos y electromagnéticos........................................................................ 7 -Métodos de polarización inducida (pi). .......................................................................... 8 -Métodos potencial natural (sp) ...................................................................................... 9 -Método del cuerpo cargado (miss a la mass) ................................................................ 9 -Métodos electromagnéticos (turam). ........................................................................... 10 Métodos Geofísicos de Exploración de Suelos ................................................................ 11 - Método gravimétrico:.................................................................................................. 11 - Método magnético:..................................................................................................... 11 - Método electromagnético: .......................................................................................... 12 - Método sísmico: ......................................................................................................... 12 - Método eléctrico: ........................................................................................................ 13 Cuadro Comparativo ........................................................................................................ 14 Conclusión ....................................................................................................................... 15
Métodos y Técnicas
Son diversos los métodos utilizados en la exploración geofísica del subsuelo:
La prospección Geofísica consiste en inferir la estructura geológica del subsuelo a través de la distribución de alguna propiedad física del subsuelo, dependiendo del método utilizado. Son diversas las propiedades físicas del subsuelo y de la Tierra en general susceptibles de medirse desde la superficie y determinar sus distribución espacial. Podemos mencionar la resistividad eléctrica del subsuelo, veloci dad de propagación de ondas de sonido, densidad de masa y susceptibilidad magnética entre las más importantes. De acuerdo a la propiedad física de la Tierra a estudiar podemos definir los métodos a utilizar entre ellos tenemos a: Geoeléctricos, Sísmicos, Gravimétricos y Magnetométricos.
Métodos Geoeléctricos Los métodos geoeléctricos han sido utilizados en infinidad de aplicaciones y en la actualidad han tenido mucho éxito, permitiendo investigar la distribución de resistividades eléctricas o conductividades en el subsuelo desde unos pocos metros hasta decenas de kilómetros. Dentro de la gran cantidad de aplicaciones podemos mencionar: a.- Detección de agua subterránea (acuíferos y corrientes subterráneas)
b.- Investigación de depósitos de minerales (metálicos y no metálicos) c.- Determinación de intrusión salina en acuíferos costeros. d.- Detección de cavidades y fractusras. e.- Detección de plumas contaminantes por hidrocarburos o lixiviados f.- Estudios para zonas arqueológicas g.- Determinación de la estratigrafía del subsuelo. h.- Evaluación de bancos de materia (arena y grava) g.- Determinación de l profundidad al nivel freático h.- Búsqueda de vapor de agua en campos geotérmicos Las técnicas utilizadas para medir esta propiedad son:
Métodos Sísmicos Los métodos sísmicos son utilizados para medir velocidad de propagación de ondas en el subsuelo permitiendo caracterizar el subsuelo desde la superficie a centenas de metros. Dentro de las aplicaciones podemos mencionar:
a.- Determinación de la profundidad a la roca sana b.- Caracterización del basamento rocoso c.- Determinación de la estratigrafía y geometría del subsuelo d.- Cálculo de parámetros elásticos del subsuelo a partir de las velocidades de onda (P y S). e.- Apoyo en la detección de agua subterránea f.- Evaluación de bancos de material (arena, grava, roca, etc.) Las técnicas utilizadas para medir esta propiedad son:
1.1 Sísmica de refracción 1.2 Sísmica de Reflexión 1.3 Ruido sísmico (ondas superficiales)
Gravimetría La gravimetría es un método que permite caracterizar el subsuelo a través de la distribución de la densidad de masa de los distintos materiales del subsuelo, haciendo mediciones del campo natural gravimétrico terrestre. Permite caracterizar el subsuelo desde algunos metros hasta decenas de kilómetros de profundidad. Dentro de las aplicaciones podemos mencionar:
a.- Geometría de cuencas sedimentarias b – Estudios en zonas arqueológicas c.- Evaluación de campos petroleros en apoyo a la exploración sísmica.
Magnetometría La magnetometría es un método que permite caracterizar el subsuelo a través de la distribución de la susceptibilidad magnética de los distintos materiales del subsuelo directamente relacionada con el contenido de minerales con propiedades magnéticas, haciendo mediciones del campo natural magnetométrico terrestre. Permite caracterizar el subsuelo desde algunos metros hasta decenas de kilómetros de profundidad. Dentro de las aplicaciones podemos mencionar:
a.- Investigación de depósitos minerales (magnéticos) b – Estudios en zonas arqueológicas c.- Evaluación de campos petroleros en apoyo a la exploración sísmica.
Referencia APA:
Geofisica exploraciones.. (2012). Métodos y Técnicas. 18/06/2016, de Beracacode Sitio web: http://geofisicaexploraciones.com/metodos-y-tecnicas/
Métodos Geofisicos Clasificación de los métodos Geofísicos. Metodos Estaticos.-Fundados en la deteccion y medida precisa de las distorciones que producen, sobre algun campo de fuerza, los yacimientos. La caracteristica escencial de tales metodos, es que los campos en cuestion, sean naturales o artificiales y que no varien con el tiempo. Ejemplos de campos de fuerzas naturales y estacionarios: Magnetico, Gravitatorio y Campo Electrico (Campo producido por una corriente electrica continua introducida en el terreno, es un ejemplo de campo estacionario artificial).
Metodos Dinamicos.-Los campos que se miden no son estacionarios sino que varian con el tiempo como por ejemplo el Potencial Natural (SP).
Metodos de Relajacion.-Son los metodos electricos que pueden considerarse intermedios entre los estaticos artificiales y los dinamicos artificiales. A esta categoria pertenecen los de Polarizacion Inducida y el de Sobretension.
Naturalmente ninguno de los metodos referidos puede considerarse como el "ideal" para la prospeccion minera, ya que cada uno tiene su propio campo de aplicacion, sus limitaciones y sus propias ventajas e inconvenientes, dandose el caso que los mejores resultados se obtienen mediante la combinacion de dos o mas metodos; ahora bien , la condicion necesaria para la deteccion de un yacimiento por medio de metodos geofisicoses que el objetivo a buscar (mineral, agua, etc) y la roca encajonante tengan un buen contraste en alguna de sus propiedades fisicas, si el mineral no tiene alguna propiedad fisica puede aplicarse a veces la prospeccion geofisica de un modo indirecto, siempre que la posea algun mineral o formacion geologica asociada con el mineral buscado. No hay reglas sencillas y de aplicacion general que permitan decidir si, dentro de una zona determinada, los metodos geofisicos pueden ser utilizables o no, por lo que cada caso en particular a de ser examinado cuidadosamente, por lo que siempre se debe de realizar un levantamiento de prueba antes de efectuar un levantamiento geofisico en forma sistematica, este estudio de orientacion o de prueba es con la finalidad de determinar los parametros que puedan resultar mas resolutivos.
Los metodos geofisicos se clasifican en: -Metodos Magneticos -Metodos Electricos y Electromagneticos -Metodos Gravimetricos -Metodos Radiometricos -Metodos Sismicos
Métodos magnéticos La definicion de un iman es la de un objeto que experimenta una fuerza mecánica cuando se halla en la proximidad de una corriente electrica y que ejerce a su vez una fuerza mecanica opuesta sobre la corriente. El campo de fuerzas peculiar que rodea a las corrientes electricas, y evidentemente tambien a los imanes, se llama Campo Magnetico.
Ahora bien los minerales magneticos producen distorciones en el Campo Magnetico de la Tierra, las cuales pueden utilizarse para la localizacion de los yacimientos de Fierro (Fe). Aparte de esta aplicacion directa, los metodos magneticos pueden aplicarse tambien para detectar formaciones mineralizadas como los yacimientos de sulfuros que obtienen Magnetita, Ilmenita o Pirrotita, tambien se aplica en la busqueda de yacimientos de Manganeso, Cromita y para la deteccion de accidentes geologicos, tales como fallas, contactos entre diferentes unidades litologicas, intrusiones, trampas estructurales para la busqueda de hidrocarburos, etc.
Métodos eléctricos y electromagnéticos. Método de Resistividad (Dominio del tiempo) Este método se aplica en forma conjunta con el método de Polarización Inducida y se emplea en levantamientos de Semidetalle y Detalle. Con este método se mide la resistividad aparente (Oposición de las rocas y minerales al paso de la corriente eléctrica), en función de esta caracteristica, es posible inferir la existencia de cuerpos mas resistivos o conductores que las rocas encajonantes.
Este metodo se aplica en dos grandes variantes como son los Sondeos Electricos Verticales (SEV) y Calicatas (tambien conocidas como perfiles). Los SEVs se aplican para conocer las resistividades de estratos horizontales con el objetivo de buscar acuiferos, mantos mineralizados o estructuras geológicas de interés que presenten formas estratificadas horizontales y con poco buzamiento. Las calicatas se emplean para la deteccion de cuerpos tipo vetiformes o bien cuerpos con cualquier forma, siempre y cuando no se comporten como estratos horizontales y que su resistividad sea contrastante con el medio encajonante.
Métodos de polarización inducida (pi). Este metodo se aplica en levantamientos de SemidetalleDetalle (Algunos kilometros), en levantamientos de detalle (algunos cientos de metros) y mide el efecto de Polarizacion Inducida en milisegundos.Anteriormente se aplicaba principalmente en la localizacion de yacimientos de sulfuros metalicos en forma diseminada como Porfidos Cupriferos, yacimientos en Stock Work, etc., actualmente tambien se aplica en la prospeccion de estructuras tabulares que contengan sulfuros y en cuerpos masivos de Magnetita.
Particularmente este metodo se utilza en combinacion con el de Resistividad para localizar a profundidad la continuidad de vetas, asi como las zonas con mayor concentracion de sulfuros metalicos dentro de las mismas, zonas de alteracion, etc. Tambien con la aplicacion de este metodo se pueden efectuar interpretaciones semicuantitativas, que en algunos casos pueden definir la inclinacion, potencia y profundidad a la cima de los cuerpos mineralizados.
Dentro de las limitaciones se puede citar su costo relativamente elevado (con respecto a otros metodos geoelectricos) y que, cuando se tienen zonas arcillosas muy grandes, las respuestas de los minerales metalicos polarizables son enmascarados por estas.
Métodos potencial natural (sp) Este metodo tambien conocido como Potencial Espontaneo, mide el campo natural de la Tierra y no necesita de fuente de alimentacion.
Estudia la distribucion de potenciales producidos en ciertas circunstancias por mineralizacion de sulfuros, oxidos de fierro y otros cuerpos conductores. Este metodo se emplea siempre que los cuerpos mineralizados sean continuos y no sean horizontales. Los cuerpos productores de este fenomeno son:
a) Sulfuros y Oxidos (Pirita, Calcopirita, Pirolusita, Magnetita, Especularita, etc.) b) Yacimientos de Casiterita y de algunos metales raros, siempre y cuando se encuentren asociados a sulfuros metalicos conductores. c) Antracita y Grafito. d) Tambien es un metodo muy util en la busqueda de agua.
Método del cuerpo cargado (miss a la mass) Este metodo se aplica en estudios de detalle para localizar la continuidad de cuerpos mineralizados como vetas, bolsadas, lentes, etc.
Una de las condiciones que se requiere es de que el cuerpo mineral a estudiar sea accesible de alguna manera (afloramientos, obras mineras,barrenos, etc), tambien es requisito de que sea buen conductor de la corriente electrica como son los sulfuros metalicos (Galena, Calcopirita, Argentita, Pirita, etc.) y algunos oxidos metalicos (Magnetita, Especularita, etc).
Ejemplo: con un barreno se corto un cuerpo de Magnetita. Aplicando corriente electrica directamente en el cuerpo mineral, es posible inferir su proyeccion en la superficie y eliminar la incertidumbre si correspondia al afloramiento principal.
Métodos electromagnéticos (turam). Este metodo se basa en la teoria de Induccion de campos electromagneticos originados por el flujo de corrientes alternas a traves de cables (Transmisores)
Las mejores respuestas se obtienen cuando se presenta un contraste bastante fuerte en la conductividad entre la roca encajonante y la estructura mineralizada, especialmente cuando dichas estructuras mineralizadas no son horizontales y estan formadas por una mineralizacion masiva y homogenea de sulfuros metalicos. Tambien se obtienen buenos resultados en la localizacion de cuerpos de Grafito y MAgnetita, asi como tambien en fallas con minerales arcillosos con humedad.
Referencia APA:
Felipe Ramirez Leines. (2011). Métodos Geofisicos. 17/06/2016, de blogspot.mx Sitio web: http://xcaretramirez.blogspot.mx/2011/09/metodos-geofisicos-aplicadosla-mineria.html
Métodos Geofísicos de Exploración de Suelos Los métodos de uso general son: a) Método Gravimétrico b) Método Magnético c) Método Sísmico d) Método Eléctrico
Objetivo.Mencionar y entender los 4 métodos mencionados anteriormente. Desarrollo.-
- Método gravimétrico: El método esta basado en el estudio la variación del componente vertical del campo gravitatorio terrestre. Se realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto.
El método gravimétrico se emplea como un método de reconocimiento general en hidrología subterránea para definir los limites de los acuíferos (profundidad de las formaciones impermeables, extensión de la formación acuífera, naturaleza y estructura de las formaciones del subsuelo).
- Método magnético: La tierra es un imán natural que da lugar al campo magnético terrestre. Las pequeñas variaciones de este campo, pueden indicar la presencia en profundidad de sustancias magnéticas. El método magnético sirve para dar información sobre el basamento y su profundidad particularmente para entornos cristalinos y metamórficos. De igual manera ayudará a estudiar la geología regional y estructural .
- Método electromagnético: Los dos métodos más utilizados en estudios hidrogeológicos son:
• Very Low Frequency (VLF): Medidas electromagnéticas que permiten delimitar las fracturas o fallas de un acuífero. Particularmente útil en caso de estudio de acuíferos fracturados como los sistemas karticos.
• Sondeos Electromagnéticos en el dominio temporal (SEDT o TDEM en ingles): El método tienen aventajas sobre métodos electromagnéticos entre otras por su capacidad de mayor poder de penetración que permite obtener información hasta profundidad más altas y a través de recubrimientos conductores.
- Método sísmico: Produciendo artificialmente un pequeño terremoto y detectando los tiempos de llegada de las ondas producidas, una vez reflejadas o refractadas en las distintas formaciones geológicas, se puede obtener una imagen muy aproximada de las discontinuidades sísmicas. Estas discontinuidades coinciden generalmente con las discontinuidades estratigráficas.
Los métodos sísmicos se dividen en dos clases:
• El método sísmico de reflexión es el más empleado en prospección petrolífera ya que permite obtener información de capas muy profundas. Permite definir los límites del acuífero hasta una profundidad de 100 metros, su saturación (contenido de agua), su porosidad. Permite también la localización de los saltos de falla. • El método sísmico de refracción es un método de reconocimiento general especialmente adaptados para trabajos de ingeniería civil, prospección petrolera, y estudio hidrogeológicos. Permite la localización de los acuíferos (profundidad del sustrato) y la posición y potencia del acuífero bajo ciertas condiciones.
- Método eléctrico:
Estos métodos utilizan las variaciones de las propiedades eléctricas, de las rocas y minerales, y más especialmente su resistividad. Generalmente, emplean un campo artificial eléctrico creado en la superficie por el paso de una corriente en el subsuelo.
Se emplean como métodos de reconocimiento y de detalle, sobre todo en prospección de aguas subterráneas. Los mapas de isoresistividad permiten definir los límites del acuífero, el nivel del agua en los acuíferos, la presencia de agua salada y permite la cartografía de las unidades litológicas.
Los métodos geoeléctricos pueden clasificarse en dos grandes grupos:
• En los métodos inductivos se trabajan con corrientes inducidas en el subsuelo a partir de frecuencias relativamente altas (entre 100 Hz y 1 MHz). • En el caso de los métodos conductivos, se introduce en el subsuelo una corriente continua o de baja frecuencia (hasta unos 15 Hz), mediante electrodos.
Los métodos eléctricos de prospección geofísica comprenden variedad de técnicas que emplean tanto fuentes naturales como artificiales, de las cuales son de aplicación más amplia.
Referencia APA:
Ing. Civil. (2009). Métodos Geofísicos de Exploración de Suelos. 17/06/2016, de cuevadelcivil.com Sitio web: http://www.cuevadelcivil.com/2009/12/exploracion-ensuelos-metodos.html
Métodos de exploración Geofísica.
Magnético
Gravimétrico
Sísmico
Eléctrico
La magnetometría es un método que permite caracterizar el subsuelo a través de la distribución de la susceptibilidad magnética de los distintos materiales del subsuelo directamente relacionada con el contenido de minerales con propiedades magnéticas.
El método está basado en el estudio la variación del componente vertical del campo gravitatorio terrestre.
Los métodos sísmicos son utilizados para medir velocidad de propagación de ondas en el subsuelo permitiendo caracterizar el subsuelo desde la superficie a centenas de metros. Produciendo artificialmente un pequeño terremoto y detectando los tiempos de llegada de las ondas producidas, una vez reflejadas o refractadas en las distintas formaciones geológicas, se puede obtener una imagen muy aproximada de las discontinuidades sísmicas.
Estos métodos utilizan las variaciones de las propiedades eléctricas, de las rocas y minerales, y más especialmente su resistividad. Generalmente, emplean un campo artificial eléctrico creado en la superficie por el paso de una corriente en el subsuelo.
a.- Determinación de la profundidad a la roca sana b.- Caracterización del basamento rocoso c.- Determinación de la estratigrafía y geometría del subsuelo d.- Cálculo de parámetros elásticos del subsuelo a partir de las velocidades de onda (P y S). e.- Apoyo en la detección de agua subterránea f.- Evaluación de bancos de material (arena, grava, roca, etc.)
a.Detección de agua subterránea (acuíferos y corrientes subterráneas) b.- Investigación de depósitos de minerales (metálicos y no metálicos) c.- Determinación de intrusión salina en acuíferos costeros. d.- Detección de cavidades y fractusras. e.Detección de plumas contaminantes por hidrocarburos o lixiviados
Representación visual.
Definiciones.
Aplicaciones.
a.- Investigación de depósitos minerales (magnéticos) b – Estudios en zonas arqueológicas c.- Evaluación de campos petroleros en apoyo a la exploración sísmica.
El método gravimétrico se emplea como un método de reconocimiento general en hidrología subterránea para definir los límites de los acuíferos.
a.-Geometría de cuencas sedimentarias b – Estudios en zonas arqueológicas c.- Evaluación de campos petroleros en apoyo a la exploración sísmica
Se emplean como métodos de reconocimiento y de detalle, sobre todo en prospección de aguas subterráneas.
Conclusión Los métodos nos ofrecen una forma de obtener información detallada acerca de las condiciones del suelo y rocas del subsuelo. Estos métodos tienen la capacidad de caracterizar rápidamente las condiciones del subsuelo sin dañar el sitio ofrece el beneficio de costos más bajos y menos riesgo (El costo, dependiendo del metodo).
Se entendieron los diferentes métodos citados anteriormente concluyendo que estos métodos nos proporcionan informaciones sobre la composición del subsuelo mediante alguna propiedad física medida a partir de la superficie terrestre, que puede ser la velocidad de una onda mecánica, o variaciones de un campo magnético o gravitacional producidas por diferencias de densidad, o la intensidad de una corriente asociada a la mayor o menor facilidad de propagación de las cargas eléctricas.
