Prospección Gravimétrica

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Prospeccin Gravimtrica.ALEJANDRO ROCHA** ROGELIO VILLASEOR***** Servicios Petrotec. S.A de C.V, Depto. de Operaciones. [email protected]; [email protected]

*** Instituto Mexicano del Petrleo. IMP. Depto. de productividad de pozos. [email protected]

Prospeccin Gravimtrica

NDICE.

Temas1. Introduccin

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2. Antecedentes 3. Desarrollo 3.1 Correcciones 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 Correccin de Deriva Instrumental. Efectos de las Mareas y su Correccin. El efecto del Aire Libre y su Correccin. Efecto de Bougner y su Correccin. Efecto Topogrfico y su correccin.

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3.2. Anomalas 3.2.1 Anomalas Gravimtricas. 3.2.2 Anomalas de Aire Libre. 3.2.3 Anomalas Bourguer 3.3 Mallado. 3.4 Mtodos de Filtrado. 3.4.1 Nivelacin. 3.4.2 Suavizado Manual. 3.4.3 Filtro de Decorrugacin. 3.4.4 Anlisis de espectro de potencia. 3.4.5 Filtro paso banda. 3.4.6 Derivada Vertical. 3.4.7 Deconvolucion de Euler. 3.5 Modelado 4.- Bibliografa

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Prospeccin Gravimtrica

Correcciones Aplicadas a Datos de Prospeccin Gravimtrica

1. INTRODUCCIN.La prospeccin gravimtrica tiene por objeto, bsicamente, la deteccin y estudio de cuerpos y estructuras subterrneas por medio de las modificaciones que la presencia de stos produce en el campo gravitatorio terrestre, a causa de las diferencias de densidad entre los diversos tipos de rocas. Es otro mtodo que aprovecha un campo newtoniano natural, el gravitatorio, por lo que no hay que crearlo previamente y las observaciones consisten en determinar el valor de la gravedad en una serie de puntos (estaciones) que cubren, con mayor o menor densidad, la zona de estudio.

2. ANTECEDENTES.La masa de la corteza terrestre, en sus primeros 5 Km, es responsable solo de 4,5 diezmilsimas de la atraccin terrestre total (la mayor parte se debe al manto), por lo que las variaciones en la densidad de las rocas que constituyen dicha parte superficial de la corte producen anomalas del orden de una millonsima parte del campo gravitatorio terrestre y an menos. Por ello la Prospeccin Gravimtrica requiere el empleo de instrumentos de gran sensibilidad y precisin (del orden de 10-8), ya que solo pueden detectarse cuerpos o estructuras cuando stos difieren en su densidad respecto de las rocas circundantes (contraste de densidad). Una prospeccin gravimtrica suele consistir en la determinacin de las diferencias de gravedad entre una serie de puntos denominados estaciones que se distribuyen de modo, aproximadamente, uniforme sobre la zona de estudio. Los resultados obtenidos se comparan con los correspondientes a un modelo ideal de terreno con subsuelo de densidad homognea. Las diferencias obtenidas en este proceso comparativo, denominado reduccin, se llaman anomalas gravimtricas y son ellas las que sirven de base para la deteccin y determinacin de los cuerpos o estructuras perturbadoras. Las aplicaciones de sta tcnica son variadas: Bsqueda y prospeccin de yacimientos de minerales (diapiros salinos, sulfuros, yacimientos de petrleo y gas, cribado de las anomalas halladas por otros mtodos como el electromagntico, etc.), Ondulaciones del basamento y deteccin de estructuras en las capas sedimentarias, que son tiles en Hidrogeologa. Localizacin de cavidades subterrneas, bien naturales (terrenos krsticos) bien artificiales (arqueologa). Estudios tectnicos y de cartografa geolgica, Etc.

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3. DESARROLLO

3.1 CorreccionesLas mediciones gravimtricas estn expuestas a distintos efectos que dependen tanto del tiempo (e.g. Efecto por Marea) como de las caractersticas geogrficas (e.g. Efecto Topogrfico) de la zona de estudio. Estos datos no son de gran utilidad si no se les aplica un procesamiento previo para su posterior interpretacin. El procesamiento se basa en correcciones aplicadas a la data original para conseguir la mayor exactitud (H.O. Seigel, 1995).

3.1.1 Correccin de Deriva Instrumental.Aunque el gravmetro es un instrumento simple y relativamente estable, produce deriva; cuando hablamos de deriva nos referimos a que sus lecturas varan levemente con el pasar del tiempo. Considerado su sensibilidad, el gravmetro es afectado por variaciones de temperatura y por fatiga de los mecanismos internos del mismo. Una manera para corregir esto es realizando repetidas mediciones en una misma estacin, conocida como estacin base, en intervalos de tiempo parecido. Las distintas mediciones realizadas en la estacin base se grafican con respecto al tiempo transcurrido para cada una, y se estima la pendiente, siendo este el factor principal en la correccin de la deriva formula. Luego el valor de esta pendiente afectara a cada una de las estaciones que se hayan medido en el intervalo de tiempo transcurrido entre mediciones en la estacin base. El principio de este procedimiento es llevar todas las medidas realizadas en campo a un tiempo cero, simulando como si todas las mediciones se realizaron al mismo momento (H.O. Seigel 1995)

3.1.2 Efectos de las Mareas y su Correccin.Las lecturas son afectadas adems por las mareas que producen cambios peridicos en la gravedad a causa de la interaccin entre la Luna y el Sol dependiendo de la hora o poca del ao. Esta interaccin tiene un efecto peridico durante el da, produciendo pequeas variaciones en las lecturas de gravedad que alcanzan el orden de 0.3 mGals. El efecto que producen las mareas en las lecturas gravimtricas realmente son muy lentas, por lo que muchas veces por medio de la correccin de la deriva instrumental se pasa de largo, se supone que se est corrigiendo implcitamente este efecto. El uso de equipos de ltima generacin, como el Scintrex Autograv CG-5 permite activar funciones internas del software que corrigen este efecto automticamente, agilizando as el procesamiento y brindando un rango mayor de precisin (H.O. Seigel 1995)

3.1.3 El efecto del Aire Libre y su Correccin.El efecto de aire libre se basa en la Ley de gravitacin de Newton la cual predice que la gravedad varia con respecto a la variacin de la distancia al centro de la tierra. Por lo tanto el cambio de altitud es el factor principal de este efecto. (H.O. Seigel, 1995)Pgina 4

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La correccin del aire libre, denominado tambin correccin de altitud se calcula para corregir el decrecimiento en la aceleracin gravitacional debido al cambio en la distancia de la Tierra.

Cal= 0.0386 (h) Donde h es la altura de la estacin.

3.1.4 Efecto de Bougner y su Correccin.La diferencia de altura entre el nivel de referencia y la estacin est conformada por material rocoso de cierta densidad este material rocoso a su vez es masa adicional que produce diferencia entre la gravedad real y la medida (H.O. Seigel 1995) Para corregir la diferencia entre gravedad real y medida, se utiliza la correccin de Bouguer la cual toma en consideracin la densidad del material rocoso y la altura con respecto al nivel de referencia (Vase Figura No. 1). La frmula utilizada para esta correccin es: CB= 0.4191 pH Donde h es la altura de la estacin P es la densidad estimada del suelo.

Figura No. 1

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3.1.5 Efecto Topogrfico y su correccin.La topografa siempre produce variaciones en la lectura de gravedad, debido a las caractersticas topogrficas (valles, colinas, etc.) en la vecindad de la estacin de medicin. Dicha variaciones se deben a la atraccin gravitacional, tanto negativo como positivas, que producen dichas caractersticas. La correccin de dicho efecto considera la atraccin de las masas situadas por encima de la estacin y corrige tambin las depresiones situadas por debajo del nivel de la misma. Puesto que la atraccin de las masas ms altas se ejercen por encima de la estacin y se opone a la gravedad observada para anular su efecto. Del mismo modo, la atraccin del material que ocupa el valle inferior a la estacin se debe restar a la correccin de Bourguer. Pero con material en realidad no existe, debemos sumar su atraccin para compensar (Vase Figura No. 2). Por lo tanto la correccin topogrfica se suma siempre (H.O. Seigel 1995)

Figura No. 2

3.2. Anomalas

3.2.1 Anomalas Gravimtricas.Debido a la distribucin aleatoria de la densidad en el subsuelo a causa de la gran diversidad de material rocoso que conforma el planeta, se producen variaciones tanto laterales como en profundidad de la gravedad. Estas variaciones tanto laterales como en profundidad de la gravedad. Estas variaciones determinan la existencia de cambio en la densidad del subsuelo facilitando as la ubicacin de cuerpos intrusivos de gran inters o el estudio detallado de cuencas sedimentarias. Dichas anomalas se basan en la aplicacin de las correcciones antes mencionadas (Aire libre, Bouguer, Topogrfica, Gravedad Terica) para eliminar factores que a simple vista no permiten observar detalles importantes en el mapa de gravedad observada. (H.O. Seigel, 1995)

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3.2.2 Anomalas de Aire Libre.Esta anomala toma en cuenta solo los cambios de altitud corregidos por medio de la correccin de aire libre. Se calcula por medio de la formula: AAl= g + Cal Donde gobs es la gravedad observada de cada estacin. gt = es la gravedad terica Cal= es la correccin de aire libre. (H.O. Seigel 1995)

3.2.3 Anomalas BourguerAl igual que la anomala de Aire Libre, la anomala de Bourguer considera los cambios de altitud por medio de la correccin de Bourguer, tomando en cuenta la densidad propia del subsuelo y a su vez el cambio que sufre la atraccin gravitacional por la presencia de valles o colinas cercanas corrigindola por medio de las suma de la correccin topogrfica: Ab= gobs gt + Cal Cs + Ctpo Donde gobs es la gravedad observada de cada estacin. gt = es la gravedad terica Cal= es la correccin de aire lib