Sismología de exploración: Tipos de eventos sísmicos y equipo de adquisición.

En este post continuamos con algunos conceptos de la exploración sismológica, específicamente los tipos de eventos sísmicos y el equipo de adquisición sísmica, como introducción al siguiente post de esta serie que tratara sobre eso. Para leer los posts anteriores pueden hacerlo dándole clic a los siguientes links:

Tipos de ondas sísmicas.

Anisotropia sismica, efectos del medio en las ondas, resolucion sismica, etc.

Eventos sísmicos.

Eventos primarios:  Tambièn conocidos como reflexiones, son generados por ondas que han sido reflejadas en una interfaz. Traen consigo información útil acerca de la velocidad. Todo lo que no sea una reflexión se considera como ruido no deseado.

Eventos no primarios:

Ondas directas.- Es una onda P que viaja directamente de la fuente al receptor a través de la superficie de la Tierra. Arriba antes que la onda reflejada de la primer capa. Normalmente es atenuada en el procesado con los métodos de muting y apilamiento. La curva tiempo-profundidad es una linea recta con intercepto = 0.

Modelado de una grabación sísmica en tierra

Ground roll.- Es la onda de superficie Rayleigh viajando a través de la superficie del suelo y tiene una velocidad de entre 100 y 1000 m/s y una frecuencia menor a 10 Hz. Es usualmente atenuado con un filtro  F-K (transformada de Fourier en 2-D en tiempo y espacio) y arreglos en el campo. La curva tiempo-profundidad es una linea recta con intercepto = 0.

Imagen de una grabación sísmica cruda mostrando el ground roll, el primer arribo y reflexiones.

Onda de cabeza o de choque.- Son refracciones generadas cuando el àngulo de incidencia es igual al àngulo crìtico. La refracciòn viaja en la interfaz y arriba antes que la onda directa. Usualmente se le atenùa con muting y apilamiento. La curva tiempo-profundidad es una lìnea recta con intercepto = 0.

Dibujo que muestra los tipos de onda que se generan al contacto con una interfaz

Difracciòn.- Ocurre en el borde de las capas y es atenuada por la migraciòn sìsmica. La curva tiempo-profundidad es una hipèrbola.

Mùltiples.-  Tambièn conocidos como reflexiones secundarias, son eventos en los datos sìsmicos que han tenido màs de una reflexiòn en su trayectoria. Son usualmente atenuados por el NMO y la deconvoluciòn. La curva tiempo-profundidad es una hipèrbola. 

- De trayectoria corta: tienden a provenir de fenómenos del subsuelo somero o de procesos de sedimentación altamente cíclicos y arriban inmediatamente después, y a veces muy cerca, de las reflexiones primarias. Los múltiples de trayectoria corta son menos obvios que la mayoría de los múltiples de trayectoria larga y son menos fáciles de eliminar con el procesamiento sísmico.

- De trayectoria larga: Los múltiples de trayectoria larga generan eventos característicos porque su trayectoria es mucho más larga que las reflexiones primarias que las originan. Generalmente, pueden ser eliminadas con el procesamiento sísmico.

Diagrama que muestra los tipos de ondas sísmicas generadas en diferentes interfaces y estructuras geológicas

Equipo sìsmico.

1.- Para determinar la ubicación.

Tierra: Se usan instrumentos convencionales como el teodolito. Instrumentos electromagnèticos de distancia (EDM por sus siglas en inglès). Sistemas de posicionamiento global (GPS), el cual es muy común.

Dibujo que muestra el Instrumento Electromagnético de Distancia

Mar: Posicionamiento por radio. Monitoreo de posiciòn y direcciòn de streamers mediante el uso de Tail Buoy. GPS.

2.- Fuentes sìsmicas:

Tierra:

Fuentes impulsivas.- las cuales se dividen en fuentes explosivas como la dinamita, y no explosivas tales como la caìda de peso y los martillos (comunes en la investigaciòn sísmica superficial)

Fuentes no impulsivas.- La màs comùn es el Vibroseis, el cual es un vehìculo diseñado para levantar su peso en una placa grande en contacto con la superficie del suelo en barridos (barridos hacia arriba, la frecuencia comienza baja y se incrementa con el tiempo; barridos hacia abajo, la frecuencia comienza alta y decae con el tiempo).

Grupo de Vibroseis en campo

Mar: 

Pistola de aire: es la màs comùn en los estudios costa afuera, y la primera se produjo en 1960. Esta pistola libera aire altamente comprimido al agua. Usa aire comprimido a 2000-5000 PSI para producir una onda de choque de aire. Varias pistolas de aire de diferentes tamaños son disparadas para aumentar sus pulsos iniciales y reducir los efectos de sus burbujas.

3.- Detectores sìsmicos.

Tierra: Se usan los geòfonos, los cuales son dispositivos usados para detectar ondas de sonido. Consiste en una bobina de cable suspendido de un resorte y rodeado de un magneto en forma de W. La energìa yendo hacia arriba de la fuente sìsmica es grabada como una corriente elèctrica generada por el movimiento de la bobina.

Partes de un geófono

Mar: Se usan los hidròfonos, los cuales son dispositivos utilizados para detectar las ondas de presiòn. La energìa que viaja hacia arriba es grabada como corriente elèctrica generada por un dispositivo piezoelèctrico, el cual genera un voltaje si se le afecta con presiòn.

Equipo a bordo de un bote de estudios sísmicos

En las siguientes entregas de esta serie hablaremos sobre la adquisición de datos en la exploración sismológica.

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