ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN...
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ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NORMAL MOVE OUT DE DATOS SÍSMICOS POR MEDIO DEL SOFTWARE SEISMIC UNIX LUIS ENRIQUE ARIAS MARTÍNEZ GISETH KATHERIN SOTO OSSA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA BOGOTÁ 2017
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ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NORMAL MOVE OUT DE DATOS
SÍSMICOS POR MEDIO DEL SOFTWARE SEISMIC UNIX
LUIS ENRIQUE ARIAS MARTÍNEZ
GISETH KATHERIN SOTO OSSA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE
INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTÁ
2017
ii
ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NORMAL MOVE OUT DE DATOS
SÍSMICOS POR MEDIO DEL SOFTWARE SEISMIC UNIX
LUIS ENRIQUE ARIAS MARTÍNEZ
GISETH KATHERIN SOTO OSSA
Trabajo de Grado para optar por el título de Ingeniero Topográfico
Director
ROBINSON QUINTANA PUENTES
ING. CATASTRAL MAGISTER EN GEOFÍSICA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE
INGENIERÍA TOPOGRÁFICA
BOGOTÁ
2017
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios primeramente que con su bondad y su amor nos ha permitido recorrer este
gran camino de aprendizaje y sabiduría, quien nos demuestra que con paciencia,
esfuerzo, sacrificio y perseverancia se alcanzan las metas que alguna vez nos
propusimos cumplir. Gracias Dios por darnos la alegría de culminar un logro más en
nuestras vidas.
A nuestros padres, por su apoyo incondicional en cada momento, por su sacrificio
y esfuerzo para ofrecernos la oportunidad de ser profesionales, por creer en
nosotros y en nuestras capacidades, por su comprensión, cariño y amor.
Al Ingeniero Robinson Quintana por su tiempo, orientación, comprensión y ayuda
en el desarrollo de este trabajo de grado el cual ha sido de gran aprendizaje y
permitió expandir nuestros conocimientos en el ámbito de la geofísica.
Y finalmente a todas aquellas personas que intervinieron de una u otra manera en
este enriquecedor proceso, a los docentes de nuestra amada Universidad Distrital
Francisco José de Caldas por sus enseñanzas y paciencia en este bello camino que
se llama Ingeniería Topográfica.
Luis Enrique Arias Martínez
Giseth Katherin Soto Ossa
iv
CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................. iii
CONTENIDO ........................................................................................................... iv
RESUMEN ............................................................................................................. vii
ABSTRACT ........................................................................................................... viii
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
OBJETIVOS ............................................................................................................ 2
OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 3
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................... 3
JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................... 4
MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 5
¿QUÉ ES SEISMIC UNIX? .................................................................................. 5
LINUX UBUNTU................................................................................................... 5
PROCESAMIENTO SÍSMICO ............................................................................. 6
ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NMO .......................................... 8
METODOLOGÍA .................................................................................................... 10
PROCESAMIENTO INICIAL .............................................................................. 11
ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NMO ......................................... 11
DESARROLLO DEL PROYECTO ......................................................................... 12
PRELIMINARES ................................................................................................ 12
SEISMIC UNIX ................................................................................................... 14
DOMINIO DEL CDP ........................................................................................... 15
ANÁLISIS DE VELOCIDAD ............................................................................... 20
CORRECCIÓN NMO Y APILADO ..................................................................... 26
FILTRADO DE TRAZAS Y VISUALIZACIÓN FINAL .......................................... 29
CONCLUSIONES .................................................................................................. 33
GLOSARIO DE COMANDOS ................................................................................ 34
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 36
v
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Imagen 1 Volumen sísmico de datos ..................................................................... 8
Imagen 2 Diagrama de flujo en el proceso de Análisis de velocidad y corrección
NMO en el software Seismic Unix para una línea sísmica marina 2D. 10
Imagen 3 Terminal de Linux-Ubuntu ..................................................................... 14
Imagen 4 Número de CDP’s respecto al tiempo Fuente: Propia ........................... 16
Imagen 5 Número de trazas por CDP Fuente: Propia ........................................... 17
Imagen 6 Número de trazas por CDP organizado ................................................. 17
Imagen 7 Número de trazas por CDP ................................................................... 18
Imagen 8 Rango de CDP´s a utilizar ..................................................................... 19
Imagen 9 Script para el picado de velocidades Velan ........................................... 20
Imagen 10 Wiggle con las trazas del CDP 3068 ................................................... 22
Imagen 11 Mapa de contorno de semblanzas....................................................... 23
Imagen 12 Picado de los arribos en el mapa de contornos ................................... 24
Imagen 13 Variación de la velocidad respecto al tiempo ...................................... 25
Imagen 14 Trazas sin aplanamiento (izquierda), trazas aplanadas (derecha) CDP
3068 ..................................................................................................... 26
Imagen 15 Imagen NMO e imagen STACK........................................................... 28
Imagen 16 Imagen Análisis espectral Fuente: Propia ........................................... 29
Imagen 17 Rango Análisis espectral Fuente: Propia ............................................ 29
Imagen 18 Stack sin filtro vs stack filtro pasabandal ............................................ 30
Imagen 19 Wagc 0.25 y Wagc 0.75 ..................................................................... 31
Imagen 20 Wagc 0.5 ............................................................................................ 32
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Geometría de datos sísmicos de la línea sísmica marina 2D ................... 13
vi
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1 Corrección Normal Move Out ............................................................... 9
Ecuación 2 Parámetros para el ordenamiento de trazas en el dominio del CDP .. 15
Ecuación 3 Fórmula del CDP ................................................................................ 15
vii
RESUMEN
El presente trabajo describe la metodología utilizada para realizar el análisis de
velocidad y posterior corrección normal Move Out (NMO) a datos sísmicos 2D
correspondiente a una línea marina, procesado con el software libre Seismic Unix
(desarrollado en la escuela de Minas de Colorado).
El escrito se encuentra estructurado en 6 temas principales. La primera parte se
denominó “Preliminares”; en el cual se explica de donde se obtuvieron los datos
sísmicos empleados y la geometría que los mismos poseen. En el segundo tema
titulado “Seismic Unix”, se describe cómo es la interfaz del programa dentro del
sistema operativo Linux. Asimismo, se muestra la terminal en la que se ejecutan los
comandos a utilizar para la realización del proyecto. Posteriormente, en el titulo
denominado “Dominio del CDP” se muestran los pasos necesarios que se deben
ejecutar para ordenar los datos en el dominio del CDP, previo al análisis de
velocidad.
En el siguiente capítulo, llamado “Análisis de Velocidad”, se realiza el picado de
velocidades en un mapa de semblanza, a partir del número de CDP´s que contienen
las trazas. Seguidamente, en el título “Corrección NMO y Apilado”, se lleva a cabo
el proceso de apilado de las trazas que se analizaron en el capítulo anterior. Por
último, en el capítulo “Filtrado de Trazas y Visualización Final”, se realiza un proceso
de filtrado con el fin de obtener una óptima visualización de las trazas apiladas.
Los scripts utilizados están basados en los demos y en el manual del software
Seismic Unix. Por ejemplo, para el análisis de velocidad se utilizó el script
denominado Velan, obtenido de la carpeta de demos y modificado con los datos del
proyecto. En cada código utilizado, se explica la función que este ejecuta.
viii
ABSTRACT
The present work describes the methodology used to perform the velocity analysis
and subsequent normal move out correction (NMO), to seismic data 2D
corresponding to a marine line, developed with the free software Seismic Unix
(developed in the school of Mines of Colorado).
The writing is structured in 6 main parts. The first part was called “Preliminaries”; in
which it is explained where the seismic data used have been obtained and the
geometry that they have. In the part titled “Seismic Unix”, it describes how is the
program interface within the Linux operating system. Also, it shows the terminal in
which the commands are executed to carry out the project. Subsequently, the title
called “Domain of the CDP” shows the necessary steps that must be executed to
sort the data in the CDP domain, prior to the Velocity Analysis.
In the next chapter, called “Velocity Analysis”, the velocity peak is performed in a
semblance map, based on the number of CDP’s that contain the traces. Next, in the
“NMO Correction and Stacking” title, the Stack process of the traces that were
analyzed in the previous chapter is carried out. Lastly, in the “Trace Filtering and
Final Visualization” chapter, a filtering process is performed in order to obtain an
optimal visualization of the stacked traces.
The scripts used are based on the demos and the Seismic Unix software manual.
For example, for velocity analysis, the script called Velan was used, obtained from
the demo folder and modified with the project data. In each code used, it explains
the function that it executes.
1
INTRODUCCIÓN
En este trabajo se realiza el análisis de velocidad a los datos de una línea sísmica
2D marina; para posteriormente llevar a cabo la corrección NMO (Normal Move
Out).
El conjunto de datos sísmicos marinos 2D pertenecen a una línea de 25 km de la
Mobil Oil Company, que se denominó “Mobil AVO Viking graben line 12” y fueron
realizados en 1994. Estos datos se obtuvieron de manera libre de la página
http://wiki.seg.org/wiki/Open_data, los cuales están plenamente autorizados para
ser utilizados por cualquier persona sin necesidad de tener el permiso de los autores
o propietarios de los derechos. Los datos Seg-y de esta línea fueron previamente
procesados en la tesis “COMPARACIÓN ENTRE OPERACIONES DE FILTRADO
DE UNA LÍNEA MARINA DE DATOS SÍSMICOS 2D MEDIANTE EL PAQUETE DE
PROCESAMIENTO SEISMIC UNIX” por Xiomara Alejandra Otalvaro Ovalle,
trabajo en el cual se realizó la conversión a formato .su, la corrección de la
geometría y su posterior filtrado digital. A partir de estos datos, se propuso realizar
el análisis de velocidad y su corrección NMO.
Para poder desarrollar este trabajo, se requirió del uso del sistema operativo Linux
Ubuntu 16.04 LT, a su vez el software libre de procesamiento Seismic Unix en su
versión 43. Cabe resaltar que todas estas aplicaciones son de uso libre.
El software Seismic Unix es un ambiente de investigación y procesamiento sísmico
desarrollado en el Centro de Fenómenos de Onda (Center for Wave Phenomena)
de la Colorado School of Mines en Golden, Colorado.
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Realizar análisis de velocidad y corrección Normal Move Out (NMO) a una línea
sísmica 2D marina usando el software libre Seismic Unix.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Presentar los comandos y/o codificación utilizada en el software Seismic Unix
en cada nivel del procesamiento sísmico
Ejecutar la corrección Normal Move Out (NMO) mediante el picado de
velocidades y análisis de semblanza.
Corregir la visualización de las trazas por medio de un stack, filtrado final y
ganancia wagc.
3
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
El procesamiento sísmico es la fase posterior a la adquisición sísmica de reflexión
realizada en un proyecto terrestre o marítimo y consiste en procesar dichos datos a
fin de obtener una imagen aproximada de la realidad del subsuelo que luego ha de
interpretarse ya sea con fines geológicos o petroleros.
El avance tecnológico actual ha permitido la creación de diferentes softwares que
han hecho que este procesamiento se pueda ejecutar de una manera más efectiva
y precisa, entre ellos el software libre Seismic Unix desarrollado por el Centro de
Fenómenos de Onda (Center for Wave Phenomena) de la Colorado School of Mines
en Golden, Colorado.
El programa Seismic Unix dentro de sus paquetes tiene unos algoritmos (scripts)
que permiten al usuario realizar los análisis de velocidad y corrección NMO de
manera más amigable, no obstante, sigue existiendo complejidad puesto que la
información en español es poca respecto al tema y el proceso en general se
desarrolla en un ambiente de códigos de programación.
El procesamiento sísmico conlleva unas etapas convencionales que van desde el
nivel de pre-apilamiento de los datos, luego el nivel de apilamiento y por último el
nivel de post-apilamiento. La etapa que concierne a nuestro proyecto es la del
apilamiento; en la cual se desarrolla el análisis de velocidad y la corrección NMO de
los datos sísmicos.
Teniendo esto en cuenta, se plantea entonces la cuestión de ¿Cómo realizar el
análisis de velocidad y la corrección NMO para unos datos sísmicos mediante el
software libre Seismic Unix?
4
JUSTIFICACIÓN
El actual desarrollo mundial ha hecho que el sector de hidrocarburos vaya
aumentando cada día más. En Colombia, según la Agencia Nacional de
Hidrocarburos (ANH) “El sector minero-energetico colombiano es una de las
locomotoras definidas por el Gobierno Nacional como el principal motor de
desarrollo para el país”. (ANH, 2010)
Debido a la importancia de este sector en nuestro país, se hace necesario como
Ingenieros topográficos, incursionar no sólo en la adquisición de datos en campo
(exploración sísmica), sino también ser capaces de llevar a cabo la etapa de
procesamiento de dichos datos como parte fundamental de la interpretación
sísmica.
Este trabajo tiene como finalidad el realizar un análisis de velocidad de unos datos
sísmicos marinos para posteriormente realizar la corrección NMO de los mismos;
siendo estos dos procesos fundamentales en la etapa de apilamiento de datos.
Habiendo realizado el análisis de velocidad, se puede proceder a aplicar la
corrección NMO (NORMAL MOVE OUT) de esta manera generar las reflexiones en
una línea horizontal.
La utilidad del análisis de velocidad y la corrección NMO radica en la importancia de
poder obtener una sección sísmica apilada a partir del análisis de grupos de
conjuntos de CMP escogidos para el fin. Este análisis debe realizarse de manera
óptima puesto que la calidad de la sección apilada podría verse afectada y las
reflexiones no se sumarian (apilamiento) apropiadamente.
5
MARCO TEÓRICO
¿QUÉ ES SEISMIC UNIX?
Seismic Unix (SU) es un paquete de software de procesamiento sísmico de dominio
público escrito y mantenido por el Centro de Fenómenos de Onda (Center for Wave
Phenomena) de la Colorado School of Mines en Golden, Colorado. El sitio web
actual para SU es http://www.cwp.mines.edu/cwpcodes. SU puede ejecutarse en
numerosos sistemas operativos Unix y también en Linux. (USGS, s.f.).
El paquete libre Seismic Unix ofrece una gran cantidad de herramientas en scripts
que permiten llevar a cabo el procesamiento sísmico. Para aquellos usuarios que
no cuentan con ningún tipo de conocimiento acerca del funcionamiento del
programa, este contiene carpetas con ejemplos y demos que son de gran ayuda.
Desde la terminal se puede ejecutar cualquier script al escribir solamente el nombre
donde se muestra el funcionamiento del mismo. (CWP, 2012)
LINUX UBUNTU
Ubuntu es una distribución Linux que ofrece un sistema operativo
predominantemente enfocado a ordenadores de escritorio, aunque también
proporciona soporte para servidores.
Basada en Debian GNU/Linux, Ubuntu concentra su objetivo en la facilidad de uso,
la libertad en la restricción de uso, los lanzamientos regulares (cada 6 meses) y la
facilidad en la instalación. Ubuntu es patrocinado por Canonical Ltd., una empresa
privada fundada y financiada por el empresario sudafricano Mark Shuttleworth.
El 8 de julio de 2004, Mark Shuttleworth y la empresa Canonical Ltd. anunciaron la
creación de la distribución Ubuntu. Ésta tuvo una financiación inicial de 10 millones
de dólares (US$). El proyecto nació por iniciativa de algunos programadores de los
proyectos Debian, Gnome porque se encontraban decepcionados con la manera de
operar del proyecto Debian, la distribución Linux sin ánimo de lucro más popular del
mundo. (Zone, s.f.)
6
PROCESAMIENTO SÍSMICO
La tecnología sísmica ha logrado increíbles hazañas en exploración y actividades
de producción en las últimas décadas. Lo que se graba en la etapa de adquisición
se llama datos sísmicos brutos que contiene señales reales junto con ruido y
múltiplos.
Estos datos sin procesar deben entonces ser procesados empleando métodos
avanzados dentro del procesamiento de la señal y de la teoría de la onda para
conseguir mejores imágenes de la subsuperficie. El objetivo principal en la etapa de
procesamiento es mejorar la señal y suprimir los ruidos coherentes y no coherentes
y los múltiplos. El ruido coherente es una energía sísmica no deseada que muestra
una fase consistente de una trayectoria sísmica a otra. Esto puede consistir en
ondas que viajan a través del aire a velocidades muy bajas tales como ondas de
aire o explosión de aire y rollo de tierra que se desplaza a través de la parte superior
de la capa superficial, también conocida como la capa de meteorización. La energía
atrapada dentro de una capa conocida como múltiplos que es otra forma de energía
coherente. Los múltiples son reflexiones internas en una capa, que ocurren cuando
están presentes coeficientes de reflexión excepcionalmente grandes. En sísmica
marina los múltiplos del fondo del agua dominan normalmente. La energía no
coherente es típicamente ruido no sísmico-generado, tal como ruido del viento,
vehículos que se mueven, línea aérea de la energía o recolección de alto voltaje,
llamaradas del gas y plantas de la inyección del agua. Se ha dicho anteriormente
que el procesamiento sísmico es la alteración de los datos sísmicos para suprimir
el ruido, mejorar la señal y emigrar los eventos sísmicos a la ubicación apropiada
en el espacio. El procesamiento sísmico facilita una mejor interpretación porque las
estructuras subterráneas y las geometrías de reflexión son más evidentes. La tasa
de muestreo típica de la adquisición sísmica es de 2 ms. La grabación digital del
campo de onda entrante en posiciones de receptor densamente espaciadas
asegura que la señal y el ruido grabados son muestreados apropiadamente y, por
lo tanto, no son desviados. Aliasing es la ambigüedad que surge debido a un
muestreo insuficiente. Ocurre cuando la muestra es muestreada menos de dos
veces el ciclo. La frecuencia más alta definida por un intervalo de muestreo se
denomina frecuencia de Nyquist y es igual a la inversa de 2Δt, donde Δt es el
intervalo de muestreo. Frecuencias más altas que la frecuencia de Nyquist serán
plegadas hacia atrás. En el caso sin ruido, el aliasing puede evitarse mediante un
muestreo espacial más fino que sea al menos el doble de la frecuencia de Nyquist
de la forma de onda.
7
Es importante señalar que no existe una secuencia de procesamiento estándar que
pueda aplicarse rutinariamente a todos los tipos de datos sísmicos sin procesar. La
secuencia real será determinada por (a) el propósito de la investigación, (b) pruebas
extensas en partes seleccionadas del conjunto de datos y (c) una compensación
entre la calidad y el costo. Las etapas de procesamiento sísmico 2D típicamente
incluyen correcciones estáticas, deconvolución, análisis de velocidad, movimiento
normal y de inmersión, apilamiento y migración. Las siguientes rutinas se aplican
generalmente a datos sísmicos 2D en bruto en diferentes etapas de procesamiento:
Recuperación de amplitud verdadera (TAR)
Auto correlación
Clasificación CMP
Deconvolución
Silenciamiento de rastreo
Selección de velocidad o análisis de velocidad
Corrección NMO
Corrección DMO
Filtrado (F-K y filtrado de paso de banda)
Apilamiento y
Migración
En la etapa de procesamiento, se modifican las mediciones erróneas, se aplica el
datum y se introducen las correcciones del decaimiento de la energía de la onda.
La verdadera recuperación de la amplitud se aplica para aumentar la amplitud a
grandes tiempos de recorrido. La auto correlación y la deconvolución se hacen para
comprimir la onda y para atenuar los múltiplos. Deconvolución - una técnica que
puede comprimir la firma de origen y eliminar múltiples - se aplica después de
clasificar los datos en CMP gather. El silenciamiento de rastreo se aplica para
deshacerse de la energía no deseada. Las contribuciones de las ondas directas y
las posibles ondas de la cabeza se eliminan mediante el silenciamiento de trazas.
La corrección de NMO y el filtrado de F-K se aplican generalmente para atenuar
múltiplos. También se eliminan los ruidos coherentes lineales empleando el filtro F-
K. (Mondol, 2010)
Hay tres pasos principales en el procesamiento de datos sísmicos - deconvolución,
apilamiento y migración, en su orden habitual de aplicación. A continuación, se
muestra la imagen 1 la cual representa el volumen de datos sísmicos en las
coordenadas de procesamiento – midpoint, offset and time. (Yilmaz, 2001)
8
Imagen 1 Volumen sísmico de datos
Fuente: Seismic Data Analysis (Vol. II). Turquía: Society of Exploration Geophysicists. Yilmaz, Ö. (2001).
El volumen sísmico de datos está representado en las coordenadas de
procesamiento -midpoint-off set-time. La deconvolución actúa sobre los datos a lo
largo del eje del tiempo y aumenta la resolución temporal. El apilado comprime el
volumen de los datos en la dirección del offset y produce el plano de la sección
apilada (la cara frontal del prisma). La migración traslada los acontecimientos a sus
verdaderas posiciones subsuperficiales y colapsa las difracciones, y por lo tanto
aumenta la resolución lateral. (Estrada, 2009)
ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NMO
El análisis de velocidad es sinónimo de la construcción de modelos de velocidad
(MB) porque el objetivo es producir un modelo de velocidad para el subsuelo. MB
es una de las prácticas más comunes en sismología por dos razones. En primer
lugar, para cualquier área de estudio, su modelo de velocidad sísmica es uno de los
principales resultados medibles de la geociencia. En segundo lugar, un modelo de
velocidad es un requisito previo para la migración sísmica y otros métodos de
imágenes sísmicas para mapear los reflectores subsuperficiales y las dispersiones
usando ondas reflejadas o dispersas.
En la mayoría de los proyectos de procesamiento de datos sísmicos, el análisis de
velocidad de semblanza NMO es el primer tipo de análisis de velocidad. En cada
ubicación de CMP, después de identificar algunos eventos principales de reflexión
primaria, podemos aproximar la función de velocidad por encima de cada evento
elegido con una velocidad media que es la velocidad de apilamiento, y realizar NMO
con un perfil de velocidades de apilamiento. El perfil de velocidad de apilamiento
debería ser capaz de atenuar la mayoría de las reflexiones primarias después de
9
NMO, de manera que todos los trazos de datos puedan ser apilados a través del eje
de desplazamiento para formar una única traza apilada. (Zhou, 2014).
La corrección NMO se aplica a partir de un campo de velocidad espacial que asume
un reflector horizontal y un algoritmo de movimiento normal hiperbólico. El NMO es
la diferencia entre el tiempo de desplazamiento para un cierto desplazamiento (X) y
el desplazamiento vertical (desplazamiento de cero) T (0). Las velocidades se
interpolan para cada CDP. El desplazamiento normal se aplica de acuerdo con la
siguiente fórmula:
Ecuación 1 Corrección Normal Move Out
Seismic Exploration, Petroleum Geoscience. Mondol, N. H. (2010). Recuperado de
https://www.researchgate.net/publication/226085296_Seismic_Exploration
Donde T (X) es el tiempo de recorrido bidireccional para un evento sísmico, X es la
distancia real de desplazamiento fuente-receptor, V es la velocidad NMO o de
apilamiento para este evento de reflexión y T (0) es el tiempo de recorrido
bidireccional para cero offset. Se construye una velocidad de muestra por muestra
en cada una de las ubicaciones donde se definen pares de tiempo-velocidad. Para
cualquier punto antes de la primera ubicación de velocidad o más allá de la última
ubicación, se utiliza la primera o última función de velocidad. Una vez que la función
de velocidad correcta ha sido interpolada, el movimiento exacto en cada muestra es
calculado sobre la base del desplazamiento real de fuente a receptor y la velocidad
en esa muestra de tiempo. (Mondol, 2010).
10
METODOLOGÍA
Imagen 2 Diagrama de flujo en el proceso de Análisis de velocidad y corrección NMO en el software Seismic Unix para una línea sísmica marina 2D.
Fuente: Propia
11
PROCESAMIENTO INICIAL
El procesamiento inicial de los datos sísmicos denominado Mobil Avo Viking Graben
Line 12 fue realizado por Xiomara Alejandra Otalvaro en su proyecto de grado
denominado “Comparación entre operaciones de filtrado de una línea marina de
datos sísmicos 2D mediante el paquete de procesamiento Seismic Unix”, en el cual
realiza un corte a los datos iniciales o brutos, posteriormente corrige la geometría y
finalmente genera un archivo filtrado y listo para llevar a cabo el análisis de
velocidad y corrección NMO.
ANÁLISIS DE VELOCIDAD Y CORRECCIÓN NMO
El análisis de velocidad y corrección NMO es realizado con el software libre Seismic
Unix, mediante una serie de comandos y scripts que son ejecutados por el
programa.
Este análisis se hace en una serie de pasos: inicialmente se toman los datos
sísmicos antes mencionados, pero como estos datos se encuentran en el dominio
del disparo, es necesario transformarlos en del dominio del CDP (Common Deep
Point); con esto se puede analizar los CDP’s que tienen mayor número de trazas y
así realizar un correcto picado de velocidades. Posteriormente se ejecuta la
corrección NMO (Normal Move Out) con el fin de llevar a cabo el apilamiento de las
trazas y finalmente para obtener una buena visualización, se ejecuta un filtrado y
ganancia wagc.
12
DESARROLLO DEL PROYECTO
PRELIMINARES
Para el desarrollo del proyecto se utilizó el archivo denominado raw_wagc.su, el
cual corresponde al archivo cortado, filtrado y tratado del original denominado Mobil
Avo Viking Graben Line12, el cual tiene la siguiente Geometría:
TIPO DE
DATO INFORMACIÓN DESCRIPCIÓN
tracl 1 14160 Número de secuencia de las trazas
dentro de la línea
tracr 1 14160 Número secuencial de trazas dentro de la
cinta
fldr 3 120 Número de registro de campo
tracf 1 120 Número de trazas dentro del registro de
campo
ep 101 223 Número de punto de la fuente de energía
cdp 1 364 Número de conjunto de CDP
cdpt 1 120 Número de rastreo dentro del conjunto de
CDP
trid 1
Código de identificación de rastreo
1=Dato Sísmico
2=Muerto
3=Ficticia
4=Fuera de tiempo
5=Uphole
6=Sweep
7=Timing
nhs 1 Número de trazas sumadas
horizontalmente "Fold"
offset 3237 -262
Distancia del punto de origen al receptor
(es negativo sí está opuesto a la
dirección en la que se disparó la línea)
gelev -10
Elevación del grupo receptor desde el
nivel del mar (sobre el nivel del mar es
positivo)
13
TIPO DE
DATO INFORMACIÓN DESCRIPCIÓN
selev -6 Elevación de la fuente desde el nivel del
mar (sobre el nivel del mar es positivo)
scalel 1
Factor de escala para 7 entradas
anteriores con valor más o menos 10 a la
potencia 0,1,2,3 o 4 (sí es positivo,
multiplica, si es negativo divide)
scalcol 1
Factor de escala para las siguientes 4
entradas con valor más o menos 10 a la
potencia 0,1,2,3 o 4 (sí es positivo,
multiplica, si es negativo, divide)
sx 3237 -6287 Coordenada de la fuente en x
gx 0 6025 Coordenada del receptor en x
counit 3
Código de unidades de coordenadas:
para las cuatro entradas anteriores
1= Longitud (metros o pies)
2= segundos de arco ( en este caso, los
valores x son longitud y los valores y son
latitud, un valor positivo designa el
número de segundos al este de
Greenwich o al norte del Ecuador).
mute 48 Tiempo muerto
ns 1001 Número de muestras
dt 4000 Intervalo de muestreo (en
microsegundos)
Tabla 1 Geometría de datos sísmicos de la línea sísmica marina 2D
Fuente: Lista del tipo de datos SU (SEGY). Recuperado de: http://www.cwp.mines.edu/sututor/node149.html
14
SEISMIC UNIX
A continuación, en la imagen 3, se muestra la interfaz del software Seismic Unix
dentro de la terminal de Ubuntu, en donde se ejecutan todos los códigos y/o
comandos para el procesamiento sísmico de los datos, para este caso se ejecuta el
siguiente comando
Surange < cdpraw.su
El cuál permite visualizar la geometría de las trazas, explicadas anteriormente:
Imagen 3 Terminal de Linux-Ubuntu
Fuente: Propia
De aquí en adelante se va a mostrar el código usado en cada paso del
procesamiento, sin embargo, es de aclarar que todos estos comandos fueron
utilizados en la interfaz de Seismic Unix dentro del terminal del sistema operativo
Ubuntu.
15
DOMINIO DEL CDP
Para comenzar el análisis de velocidad en el programa Seismic Unix, es necesario
tener los datos ordenados en el dominio del CDP gather; para esto, se utiliza el
comando suchw el cual trabaja con la siguiente fórmula:
𝑘𝑒𝑦1 =𝑎 + 𝑏(𝑘𝑒𝑦2)𝑒 + 𝑐(𝑘𝑒𝑦3)𝑓
𝑑
Ecuación 2 Parámetros para el ordenamiento de trazas en el dominio del CDP
Fuente: Manual del usuario Seismic Unix. Recuperado de http://www.cwp.mines.edu/sututor/sututor.html
Al ejecutar el comando suchw se debe tener en cuenta la fórmula del CDP, la cual
es la siguiente:
𝐶𝐷𝑃 =𝑆𝑥 + 𝐺𝑥
2
Ecuación 3 Fórmula del CDP
Fuente: Manual del usuario Seismic Unix. Recuperado de http://www.cwp.mines.edu/sututor/sututor.html
Donde,
CDP= Common Deep Point
Sx= hace referencia a la posición de la fuente
Gx= hace referencia a la posición del geófono,
En la terminal de Seismic Unix, se ejecuta el siguiente comando:
suchw < raw_wagc.su key1=cdp a=0 b=1 key2=sx e=1 c=1 key3=gx f=1
d=2 > cdpraw.su
Los valores de las letras son los siguientes:
a=0 porque no existe ningún entero que esté sumando
b=1 para que la multiplicación al Sx no cambie
16
he=1 porque no posee exponente
c=1 para que la multiplicación al Gx no cambie
f=1 porque no posee exponente
d= el valor sobre el que se divide
El archivo generado en el dominio del CDP se guarda como cdpraw.su.
Posteriormente, para ordenar el archivo en la familia de los cdp se utiliza el comando
susort. El archivo generado se guarda como cdpgather.su.
susort < cdpraw.su cdp offset > cdpgather.su
Para visualizar el archivo generado escribimos:
Suximage < cdpgather.su perc=95
La imagen resultante del código ejecutado es la siguiente:
Imagen 4 Número de CDP’s respecto al tiempo Fuente: Propia
A continuación, se necesita conocer que CDP contiene el mayor número de trazas.
Para hacerlo utilizamos el comando sukeycount en el archivo que queremos
conocer las trazas y el resultado generado lo guardaremos como fold.txt. En el
terminal digitamos:
17
Sukeycount < cdpgather.su key=cdp > fold.txt
El archivo de formato .txt generado se visualiza a continuación:
Imagen 5 Número de trazas por CDP Fuente: Propia
En el archivo fold.txt se puede notar que existen CDP´s que contienen hasta 60
trazas, siendo este su valor máximo o mayor cubrimiento. Para visualizar estos
datos en una gráfica, se utiliza el comando gnuplot. Previamente, creamos una
copia del archivo fold.txt y se renombra como foldgrafica.txt y se organizan los
datos para que no haya problemas con el comando gnuplot. La imagen 6 muestra
el orden que deben tener los datos:
Imagen 6 Número de trazas por CDP organizado
Fuente: Propia
18
Habiendo realizado esto, se ejecuta el comando Gnuplot. Seguidamente
escribimos el código
Plot “foldgrafica.txt” w l
La imagen resultante es la siguiente:
Imagen 7 Número de trazas por CDP
Fuente: Propia
La escala horizontal representa a los CDP´s y la vertical a las trazas. Se puede
evidenciar que los CDP´s que contiene 60 trazas se encuentran entre los rangos
3093 a 3581. Pero como es un rango que no abarca demasiados CDP, se opta por
utilizar los CDP´s que contienen un mínimo de 55 trazas; de esta manera, el rango
para realizar el análisis de velocidad es de 2968 a 4681.
La siguiente imagen muestra el rango utilizado:
19
Imagen 8 Rango de CDP´s a utilizar
Fuente: Propia
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ANÁLISIS DE VELOCIDAD
Continuando con el desarrollo del proyecto, se procede a realizar el análisis de
velocidad. El programa Seismic Unix, dentro de sus librerías, contiene el script
Velan para tal fin. A continuación, en la imagen 9 se puede visualizar la parte del
contenido del script que se modifica según la geometría de los datos del archivo:
Imagen 9 Script para el picado de velocidades Velan
Fuente: Propia
En donde,
Velpanel= corresponde al nombre del archivo ordenado en la familia de los CDP´s
Vpicks= Stkvel.p1 es el archivo de salida que crea el script velan
Cdpfirst= es el valor mínimo de CDP que encontramos en los datos. Se visualiza en
el archivo fold.txt
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Cdplast= es el valor máximo de CDP que encontramos en los datos. Se visualiza
en el archivo fold.txt
Cdpmin= es la posición mínima del CDP con que se va a realizar el análisis de
velocidad
Cdpmax= es la posición máxima del CDP con que se va a realizar el análisis de
velocidad
Dcdp= es el intervalo de CDP’s al cual se va a realizar el escaneo de velocidad
Fold= es el cubrimiento de mayor trazas por CDP que en el archivo es de 60
Posteriormente, tras haber acomodado los datos en el script, se ejecuta en la
terminal el siguiente comando:
Sh velan
Al ejecutarlo, muestra dos imágenes; la imagen 10 corresponde al wiggle de las
trazas de un CDP en particular y sus arribos, y la imagen 11 hace referencia al mapa
de contorno de las semblanzas. Las imágenes se ven a continuación:
22
Imagen 10 Wiggle con las trazas del CDP 3068
Fuente: Propia
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Imagen 11 Mapa de contorno de semblanzas
Fuente: Propia
Para realizar el picado, se debe verificar en que segundo aparecen los arribos en la imagen Wiggle. De acuerdo a esto, se
pica en el mapa de contornos en las partes de mayor semblanza (donde se cierran los contornos rojos). De esta manera,
se realiza para cada arribo y para cada CDP del archivo. La imagen 12 muestra el picado de los arribos en el mapa de
24
contornos:
Imagen 12 Picado de los arribos en el mapa de contornos
Fuente: Propia
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Al terminar los picados de un CDP se oprime la letra “q” para que se cierre la imagen
de contornos y aparezca la imagen del trazado de velocidad variando respecto al
tiempo. A continuación la imagen;
Imagen 13 Variación de la velocidad respecto al tiempo
Fuente: Propia
Con esta imagen se puede corroborar como está variando la velocidad a medida
que pasa el tiempo. Cada análisis que se realice para cada CDP mostrará un patrón
similar; por lo tanto, si en algún momento la gráfica llega a mostrar un cambio muy
brusco, se debe volver a realizar el análisis para dicho CDP.
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Consecutivamente, se va al terminal y se oprime “Enter”. Aparece una nueva grafica
wiggle que muestra las trazas aplanadas del CDP que se acaba de analizar. Si las
trazas no quedan aplanadas se debe realizar nuevamente el picado en el mapa de
contornos para dicho número de CDP. Como quedan bien, se da nuevamente
“Enter” en la terminal y se continúa con el siguiente CDP. La comparación de las
trazas antes y después se ven en la imagen siguiente:
Imagen 14 Trazas sin aplanamiento (izquierda), trazas aplanadas (derecha) CDP 3068
Fuente: Propia
CORRECCIÓN NMO Y APILADO
Después de haber realizado el análisis de velocidad, se procede a ejecutar la
corrección NMO y el posterior apilado de las trazas analizadas. Seismic Unix
contiene un script que nos permite llevar a cabo esta tarea. Para esto, utilizamos el
archivo Xnmo.shp. Es preciso recordar que el script velan.shp que se empleó para
el anterior análisis generó el archivo stkvel.p1. El script xnmo, hará uso del archivo
stkvel.p1 y del cdpgather.su, y a su vez, generará un archivo llamado nmodata.
También hay que aclarar, que este script no sólo hará la corrección NMO sino que,
utilizando el nmodata, formará la sección apilada. Entonces, los archivos de salida
de este script serán el nmodata (que contiene la corrección NMO) y el stackdata
(el apilado).
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Entonces, se procede a ejecutar el comando en la terminal:
Sh xnmo
Automáticamente, se genera los archivos nmodata y stackdata. A continuación,
procedemos a visualizarlos y realizar la comparación de los datos sin apilar y
apilados. Ejecutamos el siguiente comando para el nmodata
Suximage < nmodata perc=95 title=”NMO” &
Y seguidamente,
Suximage < stackdata perc=95 title=”STACK” &
Las imágenes resultantes son las siguientes:
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Imagen 15 Imagen NMO e imagen STACK Fuente: Propia
Se puede notar que en la imagen del stack el ruido ha disminuido, y las trazas se ven más claras. La parte superior de la
imagen NMO, donde se notan los reflectores ha desaparecido en la imagen del stack. Con esto, se finaliza el proceso
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para realizar el estacado de datos sísmicos. Lo que queda, será realizar una mejora
de filtros para que el estacado se pueda visualizar mucho mejor.
FILTRADO DE TRAZAS Y VISUALIZACIÓN FINAL
Una vez realizado el proceso de apilado, se procede a efectuar un análisis espectral
para determinar en qué frecuencias aplicar un filtro pasabanda con el fin de mejorar
la visualización de las trazas apiladas. En la terminal de Linux se ejecuta el siguiente
comando:
Suspecfx < stackdata | suximage
Imagen 16 Imagen Análisis espectral Fuente: Propia
De acuerdo a este análisis, se determina que la mayor frecuencia se encuentra entre
los 0.5 y 35 Hz.
Imagen 17 Rango Análisis espectral Fuente: Propia
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Entonces, habiendo hecho el análisis espectral, se procede a aplicar el respectivo
filtro pasabanda. En la terminal se ejecuta el siguiente comando:
Sufilter < stackdata f=5,10,20,35 > stack_filtro.su
A continuación, se observa la imagen resultante y su comparación antes de la
realización del filtro pasabanda.
Imagen 18 Stack sin filtro vs stack filtro pasabandal
Fuente: Propia
Se observa en la imagen que algunas zonas se mejoraron, aunque fue solo un poco.
En la imagen sin filtro se notan más tenues en comparación con la imagen filtrada.
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Entonces, para mejorar aún más las trazas apiladas, se realiza un filtrado de
ganancia wagc. Se ejecuta el siguiente comando en la terminal:
Sugain agc=1 wagc=0.50 < stack_filtro.su > stack_wagc.su
Las imágenes resultantes son las siguientes:
Imagen 19 Wagc 0.25 y Wagc 0.75
Fuente: Propia
Se prueban varios valores de wagc y se observa cómo se llenan los vacíos entre
trazas. Entre las pruebas que se realizaron, se decidió dejar un valor de wagc de
0.5, siendo este el que mejor resultado brindó. A continuación la imagen:
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Imagen 20 Wagc 0.5
Fuente: Propia
Es evidente la mejoría de las trazas en comparación con las trazas sin realizar la
ganancia. Se notan más definidas y resaltadas al utilizar la ganancia wagc. De esta
manera, el archivo apilado finalmente queda listo para continuar con el siguiente
paso del procesamiento sísmico: migración de los datos. Este proceso, se
recomienda realizarlo en un futuro proyecto de grado, sirviendo como apoyo los
datos hasta aquí realizados.
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CONCLUSIONES
De acuerdo a los objetivos planteados se concluye lo siguiente:
- Seismic Unix es un software de libre acceso que permite realizar diferentes
tratamientos a los datos sísmicos de acuerdo al requerimiento de cada proceso,
asimismo su lenguaje de codificación es amigable con el usuario, es decir, no se
requieren demasiados conocimientos en programación para entender el código
con el cuál se trabaja. Seismic Unix además muestra una serie de códigos
“demos” que pueden ser ejecutados por cualquier persona y que ayudan a
aquellos usuarios que requieren una guía en el mundo de la codificación y
procesamiento de datos sísmicos.
- El programa Seismic Unix facilitó realizar la corrección Normal Move Out (NMO)
en los datos sísmicos de reflexión, teniendo en cuenta que la metodología
utilizada para el picado de los primeros arribos, debe hacerse con gran cuidado
y alto grado de detalle, ensayando y probando una y otra vez hasta determinar el
picado más preciso en las áreas de mayor semblanza. Además es de concluir
que el picado de velocidades se hace más preciso cuando el análisis se realiza
en intervalos menores de cdp, por ejemplo cada 10 o 20 CDP’s llevando esto
más tiempo en la ejecución.
- El apilamiento consiste en visualizar o representar los reflectores presentes en el
subsuelo a cero Offset, con lo cual quedan los datos listos para su migración. Ya
que en este trabajo de grado se llevaron los datos sísmicos hasta el apilamiento,
se sugiere que se tomen estos datos en otro proyecto y se realice la debida
migración y conversión a profundidad.
- El filtrado de las trazas sísmicas se ejecuta con el fin de ajustar la ondícula y
reducir el ruido asociadas a altas y bajas frecuencias generado en el apilamiento;
para realizar un mejor filtrado se tuvo en cuenta la frecuencia de las trazas dentro
del espectro electromagnético, puesto que esto permite ver con mayor claridad
las áreas a las cuales se les aplica el filtro de pasabanda que fue el que se utilizó
en este caso; asimismo se aplicó un filtrado wagc que permitió obtener un control
de ganancias y así lograr una mejor visualización.
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GLOSARIO DE COMANDOS
A continuación un glosario de los principales comandos utilizados en el desarrollo
del proyecto
Comandos Linux Ubuntu
cd: Este comando se usa para cambiar de directorio. Generalmente cuando el
usuario inicia una sesión en GNU/Linux, el directorio donde comienza es su
directorio personal. Desde ahí uno puede moverse a los diferentes directorios donde
se tenga acceso usando este comando.
ls: uno de los comandos de mayor utilización, sirve para listar archivos dentro de
una carpeta
mkdir: su finalidad es la creación de directorios
pwd: Su función es la de imprimir en pantalla el directorio donde el usuario está
trabajando
Comandos Seismic Unix
Suchw: Cambiar el encabezado Word utilizando uno o dos campos de palabra de
encabezado. Algunos campos de encabezado como “cdp '' se pueden calcular a
partir de los campos de cabecera existentes. El programa suchw proporciona esta
funcionalidad.
Sufilter: Aplica un filtro cónico sinusoidal de fase cero. El sufiltro del programa
proporciona una capacidad de filtración de fase cero de propósito general para las
tareas habituales de filtrado de bandas, bandreject, lowpass, highpass y notch.
Sugain: Hay numerosas operaciones que vienen en el título de ganar, que “sugain”
realiza. Estas operaciones incluyen: Escala de los datos, multiplicación de los datos
por una potencia del tiempo, tomar el poder de los datos, control de ganancia
automática, atrapar ruido clavado rastros, recortar amplitudes o cuantiles
especificados, equilibrar trazas por clip cuantil, valor rms o media, escala de los
datos.
Sugethw: Obtener la (s) palabra (s) de encabezado en SU Data. A menudo
necesitamos ver los valores de los campos de encabezado de traza, rastrear por
rastreo y en un orden que elijamos.
SUNMO: NMO para una función de velocidad arbitraria del tiempo y CDP.
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Suplane: Crear un archivo de datos de desplazamiento común con hasta 3 planos.
Surange: Obtener valores máximos y mínimos para entradas de encabezado que
no sean cero. Una información útil sobre los encabezados de trazas es ver el rango
de valores de los encabezados en un conjunto de datos dado.
Sushw: Establezca una o más palabras de encabezado utilizando el número de
rastreo, la modificación y la división de números enteros para calcular los valores
de la palabra de encabezado o ingrese los valores de la palabra de encabezado de
un archivo.
Susort: Clasificar en cualquier SEGY las cabeceras por palabras clave. Susort se
aprovecha del comando de ordenación del sistema Unix para permitir la clasificación
de trazas mediante el trabajo de la clave de campo de encabezado.
Sustack: Apilar pistas adyacentes que tienen la misma palabra de encabezado de
clave.
Suvelan: Calcula la similitud de velocidad de apilamiento para cdp recolecta.
Suwind: Trazas de ventana por palabra clave. Es muy común ver o procesar sólo
un subconjunto de un conjunto de datos sísmicos. Debido a que los datos sísmicos
tienen una serie de parámetros sobre los que podemos desear ver los datos,
“suwind” ha sido escrito.
Suximage: Imagen de un conjunto de datos SU.
Suxwigb: Trazado de un conjunto de datos SU, visualización de trazas o wiggle.
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BIBLIOGRAFÍA
[1] ANH, A. N. (Enero de 2010). Manual para la adquisición y procesamiento de
sísmica terrestre y su aplicación en Colombia. Obtenido de
http://www.anh.gov.co/informacion-Geologica-y-Geofisica/Estudios-
Integrados-y-
Modelamientos/Documents/Manual%20Tecnicas%20Sismica%20Terrestre.
[2] Cantos Figuerola, J. (1973). Tratado de Geofísica Aplicada. Madrid: Escuela
Técnica Superior de Ingeniería.
[3] Cureño Lopez, G. (2009). Procesamiento Sísmico en tiempo 2D Terrestre con
Seismic Unix Area:Chiapas-Tabasco. Obtenido de
http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/15196
[4] CWP, C. F. (2012). Center For Wave Phenomena. Obtenido de
http://www.cwp.mines.edu/sututor/node7.html
[5] Estrada, L. (2009). Procesamiento de Datos Geofísicos. Obtenido de
Universidad Nacional de Tucuman:
https://catedras.facet.unt.edu.ar/geofisica/wp-
content/uploads/sites/4/2014/02/procesamiento-datos-geofisicos.pdf
[6] Mondol, N. H. (2010). Seismic Exploration. En N. H. Mondol, & K. Bjørlykke,
Petroleum Geoscience (págs. 375-402). Springer Berlin Heidelberg.
doi:10.1007/978-3-642-02332-3_17
[7] Sheriff, R. &. (1995). Exploration Seismology. EE.UU: Cambridge University
Press.
[8] Stockwell, J. &. (s.f.). The New SU User´s Manual. Colorado School of Mines:
The Society of Exploration Geophysicist.
[9] USGS. (s.f.). Obtenido de https://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-
326/HTML/SEISUNIX.HTM
[10] Yilmaz, Ö. (2001). Seismic Data Analysis (Vol. II). Turquía: Society of
Exploration Geophysicists.
[11] Zhou, H.-W. (2014). Practical Seismic Data Analysis. Cambridge, United
Kingdom: Cambridge University Press.
[12] Zone, G. A. (s.f.). LinuxZone. Obtenido de https://linuxzone.es/distribuciones-
principales/ubuntu/
