GEOFÍSICAEtimológicamente, geofísica sería la ciencia que estudia la física de la tierra, es el estudio de los fenómenos de la naturaleza que se refieren a la tierra, especialmente a sus propiedades físicas, estructuras y composición

Métodos Pasivos Gravimétricos Magnetometricos Geotérmicos Potencial espontaneo Radioactivos

Métodos Activos Sismica de refracción y reflexión Eléctricos conductivos Eléctricos inductivos Perfilaje de pozos

Variación de la velocidad de propagaciónSe puede deducir la estructura del subsuelo a partir de mediciones de los tiempos de llegada de las ondas. Limitaciones

Falta de contraste La resolución El ruido Múltiples interpretaciones

Corrección EstáticaMovimiento vertical del emisor y el receptor para que estén en el mismo plano de referencia

Terminología de ondas

Longitud de onda: distancia entre 2 puntos con igual fase y desplazamiento Amplitud: Máximo DesplazamientoFase: se habla de fase respecto a un sistema de referencia y tiene sentido cuando se comparan 2 fasesPeriodo: Tiempo entre 2 posiciones sucesivasFrecuencia: Numero de repeticiones por unidad de tiempoFrente de Onda: Una partícula que tiene la misma fase de movimiento o superficie de de desplazamiento

Ondas Sísmicas Ondas de cuerpoOndas longitudinales: compresiones y dilataciones (Onda P)Ondas Transversales: esfuerzos cortantes (ondas S)

Ondas de superficieOndas rayleigh: elípticas verticales y en la superficieOndas love: Superficiales y transversales a la dirección del rayo.

Principios FundamentalesP. Huygens Cada punto es generador de ondasP. FermatCamino seguido por un rayo entre 2 puntos, que el tome el mínimo tiempo de viaje

Reflexión y RefracciónUna onda siempre se propaga uniformemente hasta encontrar un contraste de parámetros elásticos que impliquen un cambio de velocidad.

Ley de Snell

Senθ1Senθ2

=v1v2

Es constante a lo largo del rayo y se define como parámetro de rayo p

Angulo de incidenciaAngulo entre el rayo y la normal a la superficie

Angulo CríticoEs el ángulo en el cual el rayo refractado es paralelo a la inter fase

PROSPECCIÓN

Indicar consideraciones generales para la definición de parámetros de procesamiento sísmico El uso de programas mas refinados a permitido el progreso del procesamiento sísmico a base de la información, de adquisición, la información debe ser integra y correlacionada con la información sísmica disponible.Si se presentan algunas inconsistencias, entre la información geofísica y geológica, se debe considerar el reprocesamiento sísmicoLos parámetros sísmicos deben ser diseñados para recuperar y preservar los atributos de reflexión sísmica:

Amplitud Frecuencia Carácter Configuración de las reflexiones

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

HISTORIA DE LA EXPLORACIÓN SISMICA

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

PLANIFICACION PROSPECION EXPLORATORIA

CAMPOS DEL PROCESAMIENTO

1. Reducción de datos sísmicos2. Correcciones geométricas3. Mejoramiento de datos sísmicos4. Procesamiento general

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

BREVEMENTE INFORMACIÓN DEL MÉTODO DE REFLEXIÓN

La fuente convencional sísmica, es la explosión de una carga de dinamita en un hueco de perforación se realizan grabaciones digitales.El primer paso es la perforación de un hueco, el diámetro podría ser de 10 a 12 cm, la profundidad de 6 a 40 m, la carga puede ser de 2 a 25 kg de explosivo, los puntos de disparo son distanciados unos 400 m.Usualmente 34 o mas grupos de geófonos son localizados a igual intervalo a lo largo del cable, cuando la dinamita explota cada grupo de geófono genera una señal.

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

METODOS SISMICOS

Método de Reflexión

Consiste en registrar los tiempos de llegada de las ondas reflejadas en los contactos del subsuelo a una serie de geófonos

En función de los tiempos de llegada de las ondas y las distancias superficiales se puede llegar a conocer la posición de los estratos.

Método de Refracción

Consiste en generar ondas símicas en superficie y registrar las que experimenta la refracción total, en la mayoría de las veces este método es exacto y por eso se utiliza solo cuando el de reflexión no da resultados.

Método Sísmico 2D

se trata de generar una malla de líneas sísmicas en las que están ubicadas emisores y receptores, se cubre determinada área para mapear el suelo y definir las zonas en donde se recomendará perforar.

Método Sísmico 3D

Para estudios más en detalle, características geológicas mas complejas, se involucran las tres dimensiones, largo, ancho, y profundidad, las 2 primeras en longitud y la última en tiempo

La ventaja es que el conocimiento del subsuelo es más real pudiendo interpretarse con más precisión

Método Sísmico 4D

Se puede repetir la adquisición 3D añadiendo un elemento más, que es el del tiempo calendario, que en general está orientado a controlar la evolución de un yacimiento en el tiempo.

TEORIA SISMICA

Luego de la explosión o vibración provocada, todas las partes del suelo vibran y definen una superficie de onda la misma que se la representa como rayos vectores que señalan la trayectoria sísmica.

Al contacto con dos medios heterogéneos caracterizados por tener diferentes velocidades en función de la densidad de las capas, las trayectorias símicas se refractan y se reflejan de acuerdo al ángulo con que los rayos inciden sobre la superficie.La representación en papel de la suma de las diferentes trazas sísmicas generada por cada punto de tiro a lo largo de una línea sísmica es la denominada “sección sísmica”

RIESGO SISMICO

Costos

Relieve

Espaciamiento entre líneas (mallas)

Inadecuada resolución

Estructuras que parecen estar

Side Swipe

Velocidad

Refracción

Ruido

CONCEPTOS SOBRE LA SEÑAL REFLEJADA

La señal sísmica reflejada son los eventos sísmicos de gran amplitud, con una frecuencia y carácter distintivo. Las reflexiones muestran una curvatura q representa el efecto de la distancia de la fuente de energía y el receptor, la curvatura y el alineamiento están distorsionadas por las variaciones topográficas y de las velocidades superficiales.

RELACIÓN SEÑAL-RUIDO

Se utiliza para medir y calificar la calidad del sismograma.

RUIDO SÍSMICOEs toda señal observable en el sismograma, cuya longitud y frecuencia no corresponden a la señal reflejada .

RUIDOS COHERENTES

Son ruidos generados por la emisión de la fuente, nacen en las primeras capas del subsuelo (weadering zone), son ondas de superficie, con velocidades bajas pero con amplitudes fuertes.

GhostReflexión fantasma asociada a la reflexión primaria pero con retraso de tiempo

DifraccionesOriginadas por fuentes puntuales

AirblastEs el soplido del pozo, se atenúa confinando bien la carga del pozo

RUIDOS NO COHERENTES

Son todos aquellos independientes de la emisión de la fuente debido al ajetreo natural del suelo y son controlados por las condiciones topográficas y las capas superficiales.

CLASIFICACION DE LOS RUIDOS

COHERENTES

Tipos de ruidos Descripción Forma en el sismograma

Ondas directas Ondas propagadas directamente Los primeros eventos de gran amplitud en trazas cercanas

Ondas superficiales Ondas propagadas a lo largo de la superficie de la tierra

Usualmente de baja frecuencia y baja velocidad aparente

Ondas aire Ondas sonoras desde el disparo Velocidad aparente muy baja 100ft/s

Refracciones superficiales

Ondas refractadas cerca de la superficie

Gran amplitud, a menudo los primeros eventos en trazas

lejanas

Reverberaciones Fantasmas, colas en el pulso de disparo

Colas en los eventos reflejados

Múltiples de períodos largos

Reflexiones repetidas Reflexiones al mismo intervalo de campo después de la primera

reflexión

Difracciones Energía de onda propagada en todas las direcciones desde un punto tal

como una falla

Eventos hiperbólicos coherentes

NO COHERENTES

Tipos de ruidos Descripción Forma en el sismograma

Trafico Carros, animales, y objetos q pasan por el sitio Vistos como picosViento Corrientes de aire Altas frecuencias

terremotosCualquier movimiento producido del interior de

la tierra por otra fuente q no sea la fuente sísmica

Usualmente muy bajas frecuencias

Ruido Highline Ruido inducido de líneas de poder cercanas 50 a 60 Hz

Hueco del disparo ripios que caen de la explosión del hueco de tiro

Altas y bajas frecuencias

Instrumentos De los instrumentos de grabaciónUsualmente altas

frecuencias, pero también muy bajas.

SISMICA TERRESTRE

Azimut: Angulo de desviación del pozo direccional al norte magnético

ARREGLO RECEPTOR PARA ELIMINAR RUIDOS

La mejor teórica de la relación señal-ruido es la √n geofonos

SR

√n= SRn

√nCuando n sea más grande aumenta la relación señal-ruido para los ruidos naturales y aleatorios.

Se debe asegurar q los geófonos estén bien colocados sobre el terreno No colocar geófonos cerca de matas y arboles Adecuar arreglos de geófonos con cierta geometría

ARREGLO EMISOR PARA ELIMINAR RUIDOS

El arreglo actúa como un filtro sobre los datos registrados.

Cobertura múltiple

Mejora la relación señal-ruidoConsiste en obtener información de cada punto profundo reflector en forma reiterada, mediante rayos q inciden en ángulos distintos, se corrigen, se suman y se obtiene la información deseada.Con este método se eliminan las refracciones múltiples.

FUENTES DE ENERGÍADinamita Es una mezcla de nitroglicerina, gelatina y otra materia inerte, su velocidad de detonación es de 6 a 7000 m/s.Se coloca la carga en la capa no meteorizada a una profundidad óptima de 5 a 15 metros, la velocidad en la WZ es de 2000 a 2700 m/s.La cantidad de dinamita debe ser suficiente para generar energía sísmica, produciendo el minimo de ruidos superficiales y coherentes.Para aumentar la cantidad de energía sísmica se utiliza configuraciones de pozos múltiples.

Al usar dinamita se debe considerar las condiciones ambientales, accesibilidad del área, los limites la logística y la seguridad en las operaciones.

La dinamita produce información de alta resolución, basado en la profundidad óptima, carga, configuración del tendido y geófonos, etc.

Cordón detonanteEs una vaina plástica de penthrita, se detona en zanjas de poca profundidad, tiene una velocidad detonante de 20000 pies/s.

Cargas moldadasSe usa en áreas de difícil acceso, en pozos de 2 a 5 m de profundidad, se usan configuraciones de pozos múltiples.

DinosismicaEs una combinación de un plato de hierro pesado, producía un golpe al instante que una cantidad de gas explotaba.

VibrosismicaSon camimones con un peso de 12 toneladas, usan plato pesado q se controla mediante un sistema servo-hidráulico, el cual introduce en la sub-superficie la señal de amplitud constante y de frecuencia pre-programada.Se utilizan frecuencias de 8 a 70 Hz para sísmica convencional y de 20 a 200 Hz para alta resolución.

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

PERFIL DE RUIDO

Son diseñados para medir los tipos de ruidos coherentes mas predominantes en el área, la interpretación de los perfiles de ruido identifica ruidos coherentes, reflexiones a través del análisis de las velocidades, amplitudes y frecuencias

CONFIGURACION DE LOS GEOFONOS

Es calculada en base del análisis de interpretación del perfil de ruido, se puede refinar mediante comparaciones en tendidos de geófonos paralelos.

EQUIPOS DE GRABACIÓN

Unidades de registro y geófonos

Los instrumentos de registro sísmico y las unidades de control de tendido, demandan una especial atención del observer e ingenieros de instrumentos.

La respuesta de los geófonos debe corresponder al rango de frecuencias de las reflexiones.El arreglo de geófonos debe configurarse en forma simétrica evitando que exista overlap entre los arreglos.

EQUIPOS DE REGISTRO

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

GEOFONOS

GEOFONO O SISMOGRAFOS O DETECTORES1. Son detectores de energía eléctrica que alcanza la superficie del suelo 2. Son transductores (transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un

determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida) de desplazamiento, velocidad o aceleración que convierten el movimiento del suelo en una señal eléctrica

FUNCIONAMIENTO1. El geófono se coloca verticalmente en la tierra2. Cuando la tierra se mueve verticalmente el imán se mueve con él, pero la bobina tiende a

permanecer fija.3. La bobina y el campo magnético genera un voltaje en los terminales de la bobina.4. El voltaje de salida es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético del imán

permanente, Al número de vueltas en la bobina, El radio de la bobina, La velocidad de la bobina relativa al imán

5. Puesto que la bobina tiende a oscilar después que el movimiento de la tierra ha terminado es necesario amortiguar el movimiento para lo cual se introducen corrientes oponiéndose al movimiento del campo magnético y así produciendo amortiguamiento

6. Usualmente se colocan los geófonos en serie o en paralelo para producir una salida compuesta (siendo el equivalente un geófono colocado en el centro del grupo, sin embargo el amortiguamiento(c/una) será afectados por los otros por el cambio de resistencia del circuito)

OBSERVACIONES7. resistencia alta permite que la bobina oscile por más tiempo 8. resistencia pequeña oscilará menos 9. si existe una sola oscilación el geófono es críticamente amortiguado

TIPOS DE GEOFONOSPor construcción

1. Capacitivos.- señal α al desplazamiento2. Electromagnéticos.- transductor de velocidad, de bobina móvil para trabajos en tierra 3. Piezoeléctrico.- transductores de aceleración, para trabajos en pantanos y en mar llamado

hidrófono

Por aplicación1. ELONGACIÓMETRO.- cuya tensión eléctrica de salida α(proporcional) longitud de desplazamiento

del suelo2. VELOCIDÓMETRO.- cuya tensión eléctrica de salida α velocidad del suelo3. ACELERÓMETRO.- cuya tensión señal de salida α aceleración del suelo

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

DETECTOR PIEZOELECTRICO1. V arios cristales tienen la propiedad de generar tensión cuando los deforman y de manera reciproca

se deforman cuando están sometidos a un campo eléctrico2. Los geófonos modernos que trabajan sobre la base de esta norma utilizan cerámicas piezoeléctricos3. L a cerámica que se utiliza en los sismógrafos tiene la forma de discos de pequeñas placas o de

tubos4. Esta norma tiene particular adecuación para el hidrófono cuyo cometido es detectar las variaciones

de presion

HIDROFONOS1. Los cuales se encuentran dentro de un cable impermeable o vaina relleno de petróleo (keroseno)

y que constituye el cable marino o streamer, los hidrófonos para transformar la energía acústica en corriente eléctrica se aprovecha de la piezoelectricidad de ciertos cristales o cerámicas.

REPORTE DEL OBSERVER1. Debe grabar todas las variables importantes de la técnica de campo e identificar cada grabación.2. Los actuales formatos varían de contratista a contratista

Campaña cliente Nombre del prospecto y locación Brigada, número Fecha Numero de línea

TIPOS DE INSTRUMENTOS DE GRABACIÓN Spread.- end-on or Split, numero de grupos, intervalo entre grupos, distancia del grupo mas cerncanoArreglos.- tipo, dimensiones, numero y espaciamiento de geófonos, tipo y frecuencia de geófonos

BRIGADAS SISMICA Equipo de sísmica terrestre tiene como ejemplo el siguiente organigrama estructural

1. Cliente y contratista2. Representante del cliente3. Organización de la brigada terrestre4. Supervisores 5. Sismólogos6. Administradores7. Observer8. Topógrafos9. Perforadores10. Disparadores11. Permitman 12. Rodmen

CUADRILLAS

CUADRILLA TOPOGRAFICATiene 3 cometidos:

1. Reconocimiento de los perfiles provistos en el programa2. Implantación de los perfiles, señalando los puntos de tiro y las trazas de registro con piquetes de

madera (cintas plasticas)3. Nivelación topográfica de los perfiles

CUADRILLA FUENTE

1. Los equipos que utilizan explosivos, utilizan varias perforadoras para la perforación de los pozos en donde se coloca la dinamita, existiendo perforadores portátiles q se lleva en helicóptero

2. El numero de perforadores en el equipo de perforación variara según el numero de turnos necesarios, q a su vez dependerá de las condiciones de tiro y de la naturaleza del suelo

3. Ciertas brigadas sísmicas trabajan 3 o 4 turnos diarios4. Cada máquina esta manejada por un perforador ayudado eventualmente por uno o dos peones

CUADRILLA LABORATORIOEsta cuadrilla prosigue al equipo de perforación y registra los tiros sobre las cintas magnéticasEn esta se incluye al personal electrónico para el manejo del laboratorio del registro y las cuadrillas de peones para el tendido de cables y geófonos El operador (observer) asume el mando de la cuadrilla laboratorio y su asistente se dedica a todo el equipo exterior de laboratorio

OFICINA DE CÁLCULOTrabaja bajo la responsabilidad del jefe calculador, que a su vez ayuda o sustituye al jefe del equipo.Con el registro numérico y la cobertura múltiple el cometido de la oficina de cálculo a quedado reducido al cálculo de la correcciones estáticas con la correspondiente interpretación de los tiros WZ y de las velocidades superficiales (uphole shooting) y la trazado del diagrama de explotación de la cobertura múltiple

CUADRILA WZ (WEATHRING ZONE)1. El equipo terrestre dispone de una cuadrilla WZ a quien se le encargo los tiros WZ y los tiros para la

determinación de las velocidades superficiales (uphole shooting) para evaluar las correlaciones estáticas

2. Esta cuadrilla consta de un equipo de registro portátil y de un grupo de peones para el tendido de cables y geófonos

3. Cuando los equipos trabajan en zonas desarrolladas, las gestiones de paso y la relación con los propietarios corre por cuenta del cliente quien pone a disposición de los equipos un PERMITMAN para solventar todo los asuntos relacionados con el paso de equipo

ASPECTO CONTRACTUAL1. Clausulas generales:2. Compareciente3. Objeto del contrato, que la compañía conozca el lugar4. Especificaciones de las operaciones, logística, trocha, topografía, perforación, registro5. Monto 6. Forma de pago7. Tributos y gastos8. Multas 9. Fiscalización10. Modificación11. Terminación12. Ampliación

GARANTÍAS Y SEGUROS1. Garantía de seriedad de la oferta

2. Garantía técnica 3. Garantía de fie cumplimiento4. Garantía de buen uso del anticipo, después de haber firmado

SUPERVISIONTOPOGRAFIAAntes de la campaña.-

Red de puntos topográficos existentes Red de puntos topográficos por establecer Puntos satélites

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

SELECCIÓN DE LA FUENTE1. Limitada a condiciones locales de acceso2. Problemas de las correcciones de superficie3. Fuentes como vibroseis4. Explosivos generalmente en pozos profundos5. Potshop y cordón detonante para zonas múltiples en zonas montañosas

PERFORACION 1. Perforación CON AIRE O LODO 2. Perforadoras: 3. Pesadas 4. Portátiles 5. Multi transportables 6. Manuales 7. Mecánicas

EQUIPOS DE GRABACION1. Geófonos múltiples2. Geometría de la traza3. Control de implantación de los geófonos, acoplamiento geofono-suelo4. Compromiso entre teoría y costo por km5. Conexión geófono-cable, continuidad fuga implantación, control periódico cables y grupos de

geofonos

COVERTURA MULTIPLE1. Medio potentísimo para mejorar la relación señal-ruido2. Orden de cobertura3. Necesita una perfecta organización de todas las cuadrillas.

TIPOS DE EQUIPOS DE REGISTRO1. Medio ambiente2. Costo mano de obra3. Tipo de registro y fuente

Clasificación: Pesado Portátil Misxto Helitransportable Especiales