Sismología de exploración: Adquisición de datos sísmicos.

En este post continuamos con una de las tres principales partes de la exploración sismológica, la adquisición de datos sísmicos. Para leer los posts anteriores pueden hacerlo dándole clic a los siguientes links:

Parte I: Tipos de ondas sísmicas.

Parte II: Anisotropía sísmica, efectos del medio en las ondas, resolución sísmica, etc.

Parte III: Tipos de eventos sísmicos y equipo de adquisición.

Adquisición sísmica.

Se puede definir como la generación y posterior grabación de datos sísmicos. Simple, cierto? Bueno, eso es sólo una definición general, los procesos que se ocupan para adquirir y grabar esos datos, son un poco más complejos. La adquisición involucra la adecuada conjunción de los elementos del equipo de adquisición que se vieron en el post pasado. 

Representación esquemática de la adquisición sísmica terrestre

Uno de los principales aspectos es la configuración de los receptores, la cual puede ser de muchas formas diferentes, incluyendo la instalación de geófonos o sismómetros en la superficie de la Tierra o, en el piso oceánico, la puesta de hidrófonos detrás de un buque sísmico para grabar la señal sísmica. 

Dibujo que muestra una representación de adquisición sísmica marítima

Otro de los aspectos principales de la adquisición es la fuente, sin la cual, los receptores no tendrían ninguna funcionalidad. Aunque en la sismología en general existen fuentes naturales (terremotos por ejemplo) así como artificiales, las que nos competen como exploradores son las artificiales. Tales fuentes (como el vibroseis, la dinamita, o la pistola de aire) generan vibraciones acústicas o elásticas que viajan dentro de la Tierra, pasan a través de los estratos con diferentes respuestas sísmicas y efectos de filtrado, y regresan a la superficie para ser grabadas como datos sísmicos.

RTV (Vehículo de oruga de caucho por sus siglas en inglés) Exploradores del desierto de WesternGeco

Finalmente, ningún proyecto podría estar completo sin el elemento humano, la brigada de adquisición sísmica. La brigada de adquisición sísmica es el equipo de personas que realizan las pruebas sísmicas para recopilar información acerca de la geología de un área de interés. El mayor empleador de estos grupos es la industria petrolera, en la cual se llevan a cabo extensivos estudios sísmicos antes de perforar pozos nuevos para la extracción de hidrocarburos. Algunos de los elementos de la brigada de adquisición sísmica son:

Gerente de proyecto

Jefe de topografía

Jefe de perforación

Jefe de registro

Jefe de HSE (Salud, seguridad y medio ambiente por sus siglas en inglés)

Controlador de calidad

Procesador de registro

Jefe de campamento

Reparadores de cables/geófonos

Topógrafo

Perforador

Registrador

Mecánico de perforación

y un gran etc.

Personal de la brigada de adquisición sísmica

Estudios terrestres.

Estudios bidimensionales (2-D).

Son datos sísmicos o un grupo de líneas sísmicas adquiridas de manera individual de tal manera que existen típicamente espacios significativos (comúnmente de 1 km) entre líneas adyacentes. Un estudio 2-D contiene comúnmente varias líneas, obtenidas de manera ortogonal al rumbo de las estructuras geológicas, tales como fallas y pliegues, con un mínimo de líneas adquiridas paralelas a las estructuras geológicas para permitir amarre entre las líneas y la interpretación y mapeo de dichas estructuras. 

Ejemplo de cómo se adquieren líneas sísmicas

Estudios tridimensionales (3-D).

Es la adquisición de datos sísmicos en la que los espaciamientos entre receptores y lineas de tiro es lo suficientemente pequeño como para que no existan huecos significativos en la cobertura superficial. A estos datos sísmicos registrados en un estudio 3-D se le conoce como cubo sísmico y es hoy en día el más utilizado para el desarrollo de los campos de hidrocarburos, así como en otras áreas como la exploración geotérmica, la secuestración de carbono, entre otros.

Diferencia en la toma de datos sísmicos 2-D y 3-D, la principal diferencia estriba en la densidad de datos tomados

Estudios marinos.

Los estudios 2-D y 3-D marinos difieren de los de tierra en varias cosas, como:

- La fuente es una pistola de aire, no dinamita o un camión vibroseis

- El detector sísmico o receptor es un hidrófono y no un geófono

- Las fuentes y receptores siempre están bajo la superficie del mar y la profundidad del cable es controlada por dispositivos llamados "pájaros de cable sísmico" ó streamer-birds

- Los receptores están conectados por cables sísmicos (streamers)

Boya de cola.- Es un dispositivo flotante usado en la adquisición sísmica marina para identificar el final del cable sísmico. Permite a la tripulación monitorear la localización y dirección de los cables sísmicos.

Pájaro de cable sísmico.- Es un dispositivo conectado al cable sísmico para controlar su profundidad.

Buque sísmico y los componentes de los cables sísmicos, fuente y boya de cola

Tipos de tendidos en los arreglos sísmicos:

Fuente enmedio.- La fuente se coloca en el centro de los grupos espaciados de geófonos, puede ser separada o en línea con los geófonos, sin espacio entre la fuente y ellos.

Desviado.- La fuente está desviada por una pequeña distancia perpendicular a la línea.

Con huecos.- Los grupos de geófonos cerca de la fuente están apagados.

Tendido al costado.- La fuente tiene una distancia (offset) de 500 a 1000 metros perpendicular a la línea sísmica.

Al final del tendido.- La fuente se encuentra al final de uno de los grupos de geófonos.

Ejemplos de tendido sísmico

Y para terminar, algunas definiciones extras relacionadas a la adquisición.

Estación de geófonos.- Es el número de geófonos relacionados a una unidad de grabación

Número de canales.- Es el número de estaciones de geófonos

Intervalo de los geófonos.- Es la distancia entre estaciones

Intervalo de punto de tiro.- Es la distancia entre tiros (si existe más de un tiro)

Número de línea.- Es el nombre específico por línea del estudio

Número de archivo.- Es el número de archivo o tiro para una línea

Número de carrete o número de cinta.- Es el número de cinta para cierta línea (si se grabó la línea en más de un archivo)

Número de grabación.- Es el número de tiro dentro de un carrete (si el carrete contiene más de un tiro)

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

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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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Sismología de exploración: conceptos básicos pt. 2

Como se mencionó en la primer parte de esta serie sobre sismología de exploración, estos posts dan seguimiento y expanden lo platicado en el post sobre interpretación sísmica y el de amarre sísmica-pozo. En esta ocasión les platicamos sobre algunos conceptos básicos, dándole continuación al primer post de esta serie.

Anisotropía sísmica.

Se define como la variación de la velocidad sísmica con la dirección o con la polarización de la onda. Es decir, la velocidad depende de la dirección o el ángulo en el que viaja.  Existen dos tipos de anisotropía y ambos son llamados isotropía transversal (se le llama isotropía transversal porque hay isotropía en el plano vertical u horizontal) o anisotropía polar. La diferencia entre ambos está en su eje de simetría, el cual es un eje de invarianza rotacional tal que si rotamos la formación en este eje, el material seguiría siendo indistinguible del que veíamos antes. Este eje de simetría está generalmente asociado a los esfuerzos regionales o a la gravedad (esfuerzo vertical).

El primer tipo de anisotropía es la Isotropía Transversal Vertical (VTI por sus siglas en inglés), y la mayor causa para la VTI es la delgada estratificación de las arcillas en el subsuelo.

El segundo tipo es la Isotropía Transversal Horizontal (HTI), y su principal causa es la presencia de fracturas alineadas verticalmente.

Isotropía Transversal Vertical (VTI) y Isotropía Transversal Horizontal (HTI). Edward Jenner (2011)

Efectos del medio en las ondas sísmicas.

1.- Esparcimiento geométrico (divergencia esférica): La intensidad de la energía disminuye cuando el frente de onda se aleja de la fuente.

2.- Absorción: Es la transformación de energía elástica a calorífica, mientras la onda sísmica pasa a través del medio, esto causa una disminución en la amplitud de la onda.

3.- Dispersión: Es la dependencia de la velocidad sísmica a la frecuencia (es despreciable para las ondas de cuerpo pero sumamente importante para las ondas superficiales).

4.-Efectos relacionados con la interfaz: cuando una onda encuentra un cambio abrupto en las propiedades elásticas, alguna parte de la energía se refleja y otra parte se refracta.

Factores afectando la amplitud sísmica. Modificado de Sheriff(1975) por Robb Simm y Mike Bacon(2014)

Ruidos sísmicos.

Es cualquier otra cosa que la señal deseada. El ruido incluye perturbaciones en el dato sísmico causado por cualquier energía sísmica no deseada.

Ruido aleatorio: es aleatorio en todas las trazas e incluye al viendo, la lluvia, actividad humana y maquinaria, también se le conoce como ruido ambiental.

Ruido coherente: incluye ondas superficiales, refracciones, difracciones y múltiples.

Otros conceptos básicos.

Traza sísmica: Es el dato sísmico grabado para un canal. Una traza sísmica representa la respuesta de un campo de ondas elásticas al contraste de velocidad y densidad a través de la interfaz entre capas de rocas o sedimentos, mientras la energía viaja de una fuente a través del subsuelo a un receptor o un arreglo de receptores.

Modelo básico de una reflexión sísmica. Matt Hall (2012)

Sismógrafo: Es el instrumento que mide los movimientos del suelo, incluyendo aquellos de las ondas sísmicas generadas por terremotos, explosiones nucleares, y otras fuentes sísmicas.

Sismograma: Es la gráfica de salida que da un sismógrafo. Es un registro del movimiento del suelo en una estación de medición como función del tiempo.

Sismograma

Zona de Fresnel: Área de un reflector dependiente de la frecuencia y el rango del cual la mayoría de la energía de una reflexión es regresada y los tiempos de arribo difieren por menos de la mitad del periodo del primer cambio, el cual comúnmente es la base de la capa de meteorización la cual es útil para realizar correcciones estáticas. Los rasgos del subsuelo de menor tamaño que la zona de Fresnel usualmente no pueden ser detectadas usando ondas sísmicas. La divergencia esférica y la atenuación de las ondas sísmicas causan la zona de Fresnel. El tamaño de la zona de Fresnel puede ser calculado para ayudar a los intérpretes a que determinen el tamaño mínimo de los rasgos que pueden ser resueltos.

Resolución sísmica.

Es la habilidad para distinguir entre puntos u objetos separados, tales como secuencias sedimentarias en una sección sísmica. Altas frecuencias y longitudes de onda cortas proveen mejor resolución vertical y lateral.

Resolución vertical: es la separación mínima en tiempo o profundidad para distinguir entre dos interfaces para mostrar dos reflectores separados y depende de la frecuencia dominante, la magnitud de los eventos y la separación de los eventos. La resolución vertical puede ser calculada mediante la fórmula λ/4, siendo λ la longitud de onda equivalente a λ = V/F donde V es la velocidad sísmica y F es la frecuencia sísmica. Esto no significa que las capas menores a 1/4 de la longitud de onda no sean detectables, sino que no serían separables y aparecerían en el mismo reflector que otros eventos.

Frecuencia, velocidad y resolución vertical. Robb Simm y Mike Bacon (2014)

Resolución horizontal: es la distancia mínima entre dos rasgos requerida para distinguirlos como dos rasgos separados en un registro sísmico. Depende del espaciamiento de los receptores, la frecuencia dominante, la velocidad y el ángulo de inclinación. La resolución horizontal se deriva de la zona de Fresnel. La migración de los datos sísmicos concentra la energía distribuida en la zona de Fresnel, re-acomoda las reflexiones fuera de lugar debido a la inclinación y remueve los patrones de reflexión de puntos y bordes. Esto mejora la resolución horizontal a aproximadamente 1/4 de la longitud de onda.

Zona de fresnel y resolución horizontal. Robb Simm y Mike Bacon (2014)

Les recomendamos el libro de Robb Simm y Mike Bacon, "Seismic Amplitude: An interpreter's handbook" para indagar más en estos temas.

En las siguientes entregas de esta serie seguiremos hablando sobre los términos básicos de la exploración sismológica.

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Sismología de Exploración: conceptos básicos pt. 1

En el pasado ya habíamos escrito un post introductorio sobre la interpretación sísmica. Pero en esta ocasión decidimos extender un poco el tema y debido a eso escribiremos una serie de posts sobre la sismología de exploración, nombre con el cual comúnmente se le denomina a los estudios sísmicos (mayormente de reflexión) usados para la exploración de recursos naturales, principalmente hidrocarburos.

El enfoque de este primer post será en los términos y principios básicos de esta rama de la geofísica. Y para poder realmente empezar con lo básico, tendremos que definir qué es la sismología de exploración. En pocas palabras la sismología de exploración es un método geofísico con el cual se estudia el subsuelo mediante el entendimiento que tenemos de la propagación de ondas acústicas en el. Puede ser llevada a cabo en tierra y mar, sus productos son líneas (2D) o cubos (3D) sísmicos, los cuales contienen importante información de propiedades del subsuelo, tales como la velocidad y la densidad de las rocas, las cuales, junto con otros datos como registros geofísicos, pueden ser utilizados para obtener una gran gama de propiedades físicas de las rocas.

Unas de las definiciones básicas para poder entender la sismología de exploración son las ondas sísmicas. Las cuales se definen como ondas acústicas que viajan en el interior de la Tierra u otros cuerpos elásticos, como resultado de un terremoto, una explosión, o algún proceso que se relacione con la propagación de energía mediante una fuerza aplicada.

Existen diferentes tipos de ondas sísmicas, y dichos tipos se dividen en dos grupos: ondas de cuerpo y ondas superficiales.

Las ondas de cuerpo son aquellas que se propagan a través de un medio en lugar de una interface, son más rápidas que las ondas superficiales y a su vez se dividen en ondas primarias o compresionales (ondas-P) y ondas secundarias o de corte (ondas-S).

Ondas-P.- Onda de cuerpo, elástica, en la cual el movimiento de las partículas es paralelo a la dirección en la que la onda se propaga. Su velocidad es mayor a la de la onda-S. Ondas-P incidentes en una superficie a diferente ángulo que el normal (90º con respecto a la superficie) pueden producir ondas-S reflejadas y transmitidas, en ese caso se les conoce como ondas convertidas.

Animación del movimiento de las ondas-P

Ondas-S.- Onda de cuerpo, elástica, en la cual el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Las ondas-S son generadas por la mayoría de las fuentes sísmicas de tierra pero no por las pistolas de aire debido a que las ondas-S no se transmiten en los fluidos.

Animación del movimiento de las ondas-S

Las ondas de superficie son aquellas que se propagan a través de la interface entre dos medios, y tambièn se dividen en varios tipos:

Ondas Rayleigh.-  Onda de superficie en la cual las partículas se mueven en una trayectoria elíptica. Debido a que las ondas Rayleigh son dispersivas, viajan con diferentes longitudes de onda a diferentes velocidades, son útiles en la evaluación de la variación de la velocidad con la profundidad. Son llamadas también ground roll en la exploración sísmica.

Animación del movimiento de las ondas Rayleigh

Ondas Love.- Son ondas de superficie en las cuales las partículas oscilan horizontal y perpendicularmente a la direcciòn de propagación.

Animación del movimiento de las ondas Love

Ondas Stoneley.- Es una onda de superficie generada por una herramienta sónica en un pozo. Se puede propagar en la superficie sólido-fluido, tal como la de las paredes del pozo al estar llenas de fluido. Puede permitir la estimación de la localización de fracturas y permeabilidad de la formación. Es una gran fuente de ruido en un VSP (perfil sísmico vertical por sus siglas en inglés).

Ondas de tubo.- Suceden en los pozos entubados cuando las ondas Rayleigh encuentran al pozo y perturban el fluido en el. Sufren poca pérdida de energía y tienen alta amplitud lo cual interfiere con los arribos reflejados que ocurren después en datos VSP.

En las siguientes entregas de esta serie seguiremos hablando sobre los términos básicos de la exploración sismológica.

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Amarre pozo-sísmica

Que es el amarre del pozo con la sísmica?

El amarre de pozo con la sísmica es la técnica mediante la cual se calibran los registros geofísicos con los datos sísmicos mediante la extracción de un sismograma sintético, comúnmente llamado sintético por los intérpretes , es generado mediante la convolución de la reflectividad derivada de los registros acústicos y de densidad y una ondícula. Después de obtener el sintético este se empata con los datos sísmicos de reflexión (medidos en tiempo de tránsito),  obteniendo de esta manera una relación con los registros geofísicos (medidos en profundidad).

El proceso del modelado (Presentación en línea)

Para qué sirve y cuales son los pasos básicos?

Un buen amarre pozo-sísmica es necesario para tener alineados los registros con los eventos correspondientes en la sección sísmica, es decir, tener bien identificados los horizontes de interés que vamos a picar. Esto se traduce en una interpretación de mayor confianza y que podremos estimar una ondícula sísmica para poder invertir los datos sísmicos a impedancia.

Hay problemas que pueden presentarse al realizar este amarre, derivados de: calidad de los registros, calidad de la sísmica, confusión para manejar la sección somera, fallas para integrar checkshots, la usabilidad del software, etc. 

Sismograma sintético de la sección del yacimiento del campo gigante de bitumen Surmont, norte de Alberta. El yacimiento está solamente a 450 metros de profundidad, y tiene aproximadamente 70 m. de espesor. Hall (2009), Calgary GeoConvention. 

Algunos de los pasos para realizar el amarre son:

1.- Pídele a tu petrofísico que te ayude a verificar la calidad de tus registros, así como editarlos y calibrarlos. En caso de no contar con buenas curvas o curvas con partes dudosas, se pueden usar pseudo-registros (registros calculados) si es muy necesario, pero ten claro lo que hiciste. Hay muchas maneras de modelar las partes faltantes, así que uno debe asegurarse que el método que se escoja es apropiado para las condiciones geológicas del área. 

2.- Construye el sismograma sintético con los registros editados y calibrados. 

3.-En caso de contar con checkshot, aplícalo para contar con una buena relación tiempo-profundidad antes de realizar los amarres.

4.- Realiza los amarres. Determina las mejores zonas para realizarlos y no uses más puntos de control de los necesarios. Ten cuidado con el "stretch and squeeze" y no lo uses a menos que sea necesario y los cambios que se hagan sean pequeños  y no signifiquen cambios irrazonables de velocidad, puedes hacer esto al compararlo con tu registro sónico calibrado. Estima tu ondícula y su precisión.

Es recomendable leer el articulo de White & Simm (2003) titulado "Tutorial: Buenas prácticas en amarres de pozo" para obtener mas información

Interpretación sísmica

Interpretación sísmica.

12 Octubre 2015- GrilledSeismic

¿Qué es la interpretación sísmica?

La interpretación sísmica es la obtención de información geológica derivada de datos sísmicos, especialmente de reflexión en el caso de la industria petrolera. Ésta es la explicación más simple y sencilla en la que la mayoría de los geofísicos podrían acordar. Sin embargo, podríamos dedicar miles de páginas en intentar explicar lo que involucra esta metodología. Para lo que compete a este post, nos enfocaremos en algunas generalidades básicas.

Sísmica de reflexión.- Es la rama de la sismología de exploración dedicada a la adquisición, procesamiento e interpretación de datos provenientes de las reflexiones de las ondas acústicas en las diferentes capas del subsuelo. Dichas ondas son generadas en la exploración sísmica mediante el uso de medios controlados (fuente) como las explosiones de dinamita o vibradores sísmicos (vibroseis) en tierra, así como pistolas de aire (principalmente) en el mar. Éste método se rige por la propiedad de la impedancia acústica (Z) que tienen las rocas por las cuales viajan las ondas sísmicas a través de la Tierra. La impedancia acústica (Z) es el resultado de la velocidad de la onda sísmica (V) por la densidad (ρ) de la roca por la cual viaja (Z=V ρ). Cuando las ondas sísmicas viajan a través del subsuelo y encuentran una interfaz con diferente impedancia acústica, una parte de la energía de las ondas se refracta y otra parte se refleja. Dichas ondas reflejadas son a las cuales se les mide su tiempo de tránsito desde la fuente hasta los receptores (geófonos en tierra, hidrófonos en el mar). Sabiendo el tiempo de tránsito así como la velocidad de las ondas sísmicas, se puede reconstruir la trayectoria de las ondas para generar una imagen del subsuelo a través del procesado sísmico.

Los datos de sísmica de reflexión comprenden:

- Continuidad de las reflexiones indicando una estructura geológica.

- Variabilidad de las reflexiones indicando cambios estratigráficos, presencia de fluidos y la estructura del reservorio.

- La ondícula sísmica.

- Ruido de diferentes tipos y defectos en los datos.

La interpretación sísmica es el procedimiento cuidadoso de separar estos efectos.

La ondícula sísmica inicia como un pulso, el cual es generado por alguna fuente artificial, viaja a través del subsuelo, es reflejada y viaja de nuevo a la superficie para ser registrada por los receptores (geófonos, hidrófonos), trayendo consigo información geológica. Ésta ondícula tiene fase mínima de algún ancho de banda de frecuencia, y durante el procesado de datos es convertida (idealmente) a una ondícula de fase cero, haciendo la interpretación más sencilla y más precisa.

Figura 1.- Esquema mostrando los diferentes tipos de ondas generados durante la exploración sísmica.(Stein and Wysession, 2003)

El intérprete no está interesado directamente en la ondícula, sino en la información geológica que contiene. Por tal razón, entender la ondícula y distinguir sus características para definir detalles geológicos es una de las tareas más importantes del intérprete.

Figura 2.- Línea sísmica tomada en el Golfo de México.

El intérprete debe saber lo suficiente de la adquisicón y procesado de los datos sísmicos como para tomar en cuenta los efectos indeseables del ruido en los datos y no confundirlos con los rasgos geológicos que se buscan. El ruido siempre está presente en los datos y puede ser aleatorio, múltiples, energía refractada, o energía de alguna fuente desconocida.

Figura 3.- Corte vertical a través de un volumen sísmico mostrando el (a) antes, y (b) después de un filtro estructural, y (c) la sección de diferencia (Causes and Appearance of Noise in Seismic Data Volumes By Satinder Chopra, Kurt Marfurt).

Otro paso de la interpretación sísmica es la definición del marco estructural, el cual se logra al seguir la continuidad de los reflectores a través de los datos sísmicos, sean líneas (2D) o un cubo (3D). La continuidad de los reflectores está regida por los límites sedimentarios creados al momento depositarse los sedimentos, y la estructura impuesta por las fuerzas tectónicas que hayan actuado sobre ellos. Seguir las continuidades de un área y crear mapas estructurales es entonces, la actividad más básica y tradicional de la interpretación sísmica.

Una vez que el marco estructural haya sido definido, es tiempo de pasar a la interpretación de rasgos estratigráficos y la búsqueda de hidrocarburos. La parte más importante para esta actividad, es la amplitud sísmica, la cual puede ser presentada o extraída de muchas formas. Los datos cargados a la estación de trabajo deben ser de amplitud verdadera y fase cero, por lo que el intérprete debe corroborar que sus datos cumplan con estas características.

Figura 4.- Se muestran dos cortes verticales, las fallas interpretadas y un horizonte mapeado dentro de un cubo sísmico.

El intérprete puede continuar con pasos más avanzados como lo son la extracción de atributos sísmicos, el análisis AVO (amplitude vs offset) y la inversión sísmica, pero esto será tema de otros posts más adelante.


Referencias.

STEIN, S. & WYSESSION, M. 2003.An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure.

Causes and Appearance of Noise in Seismic Data Volumes By Satinder Chopra, Kurt Marfurt

por GrilledSeismic