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EXPLORACIÓN SISMICA
REALIDADES
“
”
▸Sin lugar a dudas, los métodos de
prospección sísmica constituyen la
principal herramienta de exploración
y caracterización de reservorios de
hidrocarburos, en cualquier cuenca
de nuestro planeta.
¿La exploración sísmica produce daños ambientales?
▸Es una actividad considerada de bajo impacto, es decir, que no causa un deterioro grave a los recursos naturales o al ambiente y por lo tanto NO requiere LICENCIA AMBIENTAL (decreto 1220 de 2005).
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ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES
Cuando en una región se tenga la sospecha de poseer petróleo en el subsuelo, debemos empezar a preocuparnos por los impactos que allí se pueden generar y la transformación social, cultural y ambiental que ello ocasionará.
Una de las primeras fases en la búsqueda del petróleo es la sísmica, a la que se llega después que los geólogos y los geofísicos hacen un reconocimiento en la superficie de las estructuras de un terreno para indicar si son aptas para almacenar hidrocarburos.
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PROSPECCIÓNSÍSMICA
¿Qué es la sísmica?
▸Es una técnica derivada de la sismología (estudio delos terremotos), que nos permite la observación yposterior estudio del comportamiento de las ondasvibracionales que se transmiten en el macizo rocoso,provocadas por una fuente emisora cualquiera(terremotos, voladuras, fuentes emisoras de pulsaciónpara estudios geotécnicos, etc.).
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PERFORACIÓN PARA ESTUDIOS SISMICOS12
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La sísmica de reflexión
Con camiones
vibradores en el caso de
exploración en tierra
Con explosivos
enterrados en el suelo.
Con cañones de aire en el mar, en el caso de
exploración en cuencas
marinas-
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Consiste en emitir ondas de sonido en la superficie del terreno;
▸La prospección sísmica se basa en el mismo principio que la sismología, consiste en generar ondas sísmicas mediante una fuente emisora y registrarlas en una serie de estaciones sensoras (geófonos) distribuidas sobre el terreno.
▸A partir del estudio de las distintas formas de onda y sus tiempos de trayecto, se consiguen obtener imágenes del subsuelo que luego se relacionan con las capas geológicas (secciones sísmicas, campos de velocidades, etc.).
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16 Estas ondas se transmiten a través de las capas del subsuelo y son reflejadas nuevamente hacia la superficie, cada vez que haya un cambio importante en el tipo de roca.
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18 CAMIONES VIBRADORES
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24 CAÑONES DE AIRE
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Tipos de exploración sísmica
▸Existen dos tipos de sísmica: 2D o en dos dimensiones y 3D o tridimensional.
▸En principio, un tipo de sísmica se diferencia del otro por la distancia entre las líneas sísmicas o densidad de la malla que es mayor en la sísmica 3D que requiere aumentar el área de impacto.
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▸La sísmica 2D permite obtener imágenes en dos dimensiones: las capas de la tierra, sus formas y sus estructuras.
▸La sísmica 2D aporta información solo en un plano vertical.
▸La sísmica 3D genera gráficos tridimensionales que permiten mayor detalle para verificar la presencia o no de hidrocarburos.
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Conceptos básicos de las vibraciones
▸La onda de choque generada por la detonación decargas explosivas, la cual se propaga en formaesférica en el macizo rocoso genera una energíavibracional en macizo rocoso.▸Estas ondas sísmicas transmiten a la rocamovimientos de partículas en distintas direcciones(radial, transversal, vertical), de su punto deequilibrio, con intensidades que dependerán de laenergía del explosivo y la geometría involucrada.
Conceptos básicos de las vibraciones
Las ondas vibracionales que se desplazan en elmacizo rocoso, se clasifican de acuerdo a latrayectoria que estas siguen en el macizo rocoso.De esta manera existen dos grandes grupos:Ondas Internas y externas.A su vez las ondas internas y externas seclasifican de acuerdo al movimiento y efectoque estas provocan al macizo rocoso.
Que pasa en el medio ?
▸Propagación de Ondas por el efecto del foco sísmico
▸Efectos de las ondas en la roca. Estructuras y aire.
Conceptos básicos de las vibraciones
Carga Individual
en una voladura
OndasInternas
Ondas de Superficie Punto de Monitoreo
33 Campo cercano
En la dirección
preferente
Geófono
Campo mediano-lejano
En la dirección
preferente
Geófono
Geófono
La sísmica de reflexión
Las ondas recibidas en superficie se miden por el tiempo que tardan en llegar, de lo que infiere la posición en profundidad y la geometría de las distintas capas. El producto final es una “imagen” del subsuelo. La adquisición de líneas sísmicas puede realizarse con un grillado 2D, es decir en dos dimensiones o con grillado 3D, en tres dimensiones.
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Estudio 2D
La sísmica de reflexión
La ventaja de las sísmicas en 3D radica en laenorme cantidad de información queproporciona con respecto a la 2D, con la cual sereducen al máximo las incertidumbres conrespecto a la geometría y la posición de lascapas en el subsuelo. La desventaja son loscostos (el costo de 1 km2 de sísmica 3D es tresa cuatro veces el costo de 1 Km. lineal desísmica 2D).
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Estudio 3D
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REGISTRO40
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
Deforestación por la aperturade la trocha y la construcciónde helipuertos y de campamentosprovisionales.
Este impacto varía en función de la cobertura vegetal presentea lo largo de la trocha y del número de helipuertos construidos.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
Durante los estudios sísmicosse contratan unas 30 personas, entre los que se incluyegeneralmente un cazador-pescador. Estas cuadrillasgeneran además grandescantidades de residuos sólidos yotros tipos de desechos.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
Se ha registrado también quelas cuadrillas de trabajadorescazan y pescan en el sitioespecialmente cuando losestudios sísmicos son hechosen lugares donde se estáabriendo la frontera petroleraen ecosistemas naturales,poniendo en riesgo especiesde fauna terrestre y acuática.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
La contaminación por ruidoes otro impacto de las actividades sísmicas.Durante la prospección sísmicase producen niveles deruido de gran magnitud, debidoa las detonaciones de los explosivos.Así como el ruido producido por los helicópteros que llevan los materiales y alimentación a los trabajos sísmicos.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
En estudios sísmicos en elmar se utiliza disparos aéreos.Estos disparos son dirigidoshacia abajo, pero tienen unconsiderable efecto horizontal.
El sonido bajo el agua puedetener un impacto de hasta10 Km. a la redonda.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
Otros impactos relacionadoscon la prospección sísmicaincluyen la compactación delsuelo cuando se usancamiones vibradores.Generación o aceleración deprocesos erosivoscuando la operación se realiza en terrenos susceptibles oinestables, y en algunos casos derrumbes.
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Impactos identificados durante los estudios sísmicos
Varias especies de aves tienen requerimiento muyespeciales en el período reproductivo (sitios decopulación y requerimientos alimenticios especiales),por lo que las detonaciones en esta época puedesignificar la pérdida de toda una estación reproductiva, afectando la composición de las poblaciones naturales. Este problema se agudiza si las campañas sísmicasson muy prolongadas
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Restauración
▸El Plan de restauración y abandono busca establecer las condiciones adecuadas para la recuperación y regeneración de las zonas perturbadas por las actividades de sísmicas. ▸Dentro de esta etapa se consideran criterios de conservación física y biológica, con el propósito de dar cumplimiento a la normatividad ambiental vigente, esta fase se adelantan las siguientes labores:
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Restauración
▸Se recoge el material ubicado en las líneas tanto Receptoras como Salvos (banderas blancas y rojas, cintas plásticas, carteles de señalización) y se hace clasificación y disposición adecuada de este material.
▸Se restituyen a su estado original, las cercas intervenidas.
▸Se desmantelan los volantes o sitios alternos establecidos por la compañía para el alojamiento del personal que laboro en el desarrollo de las diferentes etapas del Programa de exploración Sísmica.
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EXPLOSIVOS Y ACCESORIOS DE VOLADURA PARA PROSPECCIÓN SÍSMICA
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Una vez preparadas las líneas sísmicas ymarcadas la ubicación de las estaciones de lospuntos de disparo, las cuadrillas deperforación empezarán a perforar los hoyosdonde se colocarán pequeñas cargasexplosivas. Los puntos de disparo seránperforados con una perforadora rotatoriaportátil que emplee aire o agua para removerla viruta de perforación.
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Luego de completarse la perforación, secolocan las cargas explosivas en los hoyos,que son luego rellenados con residuos deperforación u otro material apropiado hasta lasuperficie, dejando sólo un cable eléctricovisible en la superficie (que se utiliza paracontrolar la detonación de la carga).
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El resultado de estas detonaciones se extienden mediante un cable por geófonos y con ellas, los geólogos conocen las estructuras de la tierra para saber si hay probabilidad de que existan hidrocarburos o no en el subsuelo. Después se realizan el levantamiento topográfico del proyecto, el corte y preparación de las líneas sísmicas.
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Prospección Sísmica
Para causar los temblores de tierra se utiliza por lo general el método de perforar pozos de poca profundidad, desde los 5 hasta los 20 metros, sobre una línea recta. Su diámetro oscila entre 5 y 10 centímetros, y la distancia entre uno y otro varía de 15 a 100 metros. En estos pozos se deposita material explosivo entre 1.000 y 1.800 gramos, que se tapa con el material extraído durante la perforación. Al detonarse ese material genera las ondas requeridas.
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Tipos de explosivos y accesorios
Se han desarrollado diferentes tipos de explosivos queofrecen ventajas en varios aspectos.
Un primer aspecto es la necesidad de hacer más segurala operación y reducir por ejemplo el riesgo querepresentan las cargas que por no haber sido explotadasquedan en el terreno como un pasivo ambiental.
Un segundo aspecto es mejorar la calidad de informaciónsísmica, esto es lograr una mejor relación señal ruido.
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dBX®62
La experiencia de Western Geco en esta actividad y Dyno Nobel en la fabricación de explosivos, se juntaron para obtener una composición química explosiva, sensible al detonador sísmico que además posee una alta densidad, alta energía, de buena velocidad de detonación y un volumen de gas extraordinariamente bajo.
Con esto el dBX® produce una mayor transferencia de energía sísmica por unidad de volumen que cualquier otro explosivo, mejorando considerablemente la relación señal / ruido.
dBX®
A diferencia de otros productos explosivos sísmicos, el dBX está compuesto por sales explosivas higroscópicas por lo que en presencia de agua se diluyen y disocian. Esta composición única (Etileno Glicol) y su envase especialmente diseñado (disco de auto-desarmado) proveen de un mecanismo que finalmente desensibilizara la carga en pozos con agua.
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dBX®El mecanismo de auto-desarmado consiste en la corrosión de un disco metálico, ubicado en un extremo del cartucho. Una vez roto el disco, el agua ingresa y el material explosivo comienza el proceso de dilución en forma progresiva hasta dejar la carga inerte. Solo quedará el fulminante como “carga viva” en el pozo. El proceso de oxidación del disco metálico puede llevar de 20 a 24 meses dependiendo de la calidad del agua a la cual este expuesto, la salinidad ayuda a la oxidación y al proceso de auto desarmado.
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GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Sistema de disparo SísmicoDesarrollado por
Ensign-Bickford Company
Ahora DYNO NOBEL
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Cordón detonante
GEOSEIS®. Tiene una resistencia a la tensión de 120 lb., y detona a una velocidad de 21,000 ft., (6,400 m) por segundo.
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Detonador de superficie
GEOSEIS®. Detonador de baja energía encapsulado en un bloque plástico diseñado para aceptar e iniciar correctamente la línea de cordón detonante GEOSEIS®.
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▸Componente ancla.
Configura el cordón detonante para asegurar una iniciación confiable del Booster sísmico GEOprime®.
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Booster SísmicoGEOprime®. Consistente de Pentolíta marca Trojan® con la tecnología patentada de bioremediación. Detona a una velocidad de 26,000 ft por segundo y genera una presión de detonación de 250 kilobars.
Es mas estable que la dinamita y tiene una vida útil mayor.
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GEOSEIS® CUT-TO-FIT
▸Este sistema elimina el fulminante del fondo del hueco y al mismo tiempo evita la necesidad de manejar cargas explosivas sísmicas y fulminantes.
▸Alta resistencia a la tensión y abrasión.
▸Reduce inventarios.
▸En su caso se puede re - disparar.
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Extremadamente Simple
Cargado
1. El perforista coloca el cordón GEOSEIS® de baja energía en el acumulador del componente ancla.
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2. Se coloca el ancla al cartucho explosivo GEOprime®.
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GEOSEIS® CUT-TO-FIT
3. Se baja la carga al fondo del hueco
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
4. Después de colocar la carga al fondo del hueco, este se rellena y taponea.
5. Se corta el cordón en superficie.
“
”
Hueco Cargado
“No Cebado”
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Disparo
• Cuando es tiempo de disparar, el tirador recupera el cordón detonanteGEOSEIS®
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
• Se conecta el detonador de superficie GEOSEIS® a la línea descendente de cordón detonante
• Se tapa la unión del detonador de superficie GEOSEIS®
y el cordón detonante GEOSEIS®.
• Se conectan los cables al circuito de disparo.
• Después de revisar continuidad, se dispara.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Ventajas
▸ Nunca se manejan explosivos y fulminantes juntos.
▸ Si el hueco no se inicia correctamente, el tirador tiene oportunidad de colocar otro detonador GEOSEIS® a la línea descendente de cordon GEOSEIS® y re–disparar el hueco. Esto reduce la posibilidad de tener huecos fallados.
▸ No es necesario el tener inventarios de fulminantes de diferentes longitudes.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Ventajas
▸El cordón detonante GEOSEIS® tiene mayor resistencia a tensión y abrasión que el cable normal de los fulminantes.
▸Una carga se ensambla mas rápidamente que el método tradicional.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Seguridad
▸El cordón detonante GEOSEIS®
es resistente al manejo normal de campo.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Seguridad
▸El cordón detonante GEOSEIS®
esta diseñado para no generar flama y evitar quema de vegetación seca.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Seguridad
� El cordón detonante GEOSEIS® no se inicia a si mismo
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Seguridad
• Cordón detonante sin sistema
“No Flama”
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Seguridad
▸Detonador de baja potencia GEOSEIS® pero suficiente para iniciar confiablemente el cordón detonante GEOSEIS®.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Limpio▸Después del disparo No quedan fragmentos de cordón detonante GEOSEIS®.
▸Después del disparo solo queda el bloque plástico del detonador GEOSEIS®.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
SeguridadEn caso de Robo
▸ El cordón detonante de baja energía GEOSEIS® no se inicia a si mismo y en cantidades pequeñas no inicia a explosivos comerciales.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
SeguridadEn caso de Robo
▸ El fulminante del detonador de superficie GEOSEIS® tiene la energía suficiente para iniciar el cordón detonante GEOSEIS® pero no posee la fuerza necesaria para iniciar explosivos sensibles a fulminante # 6 ó mayor.
GEOSEIS® CUT-TO-FIT
Versatilidad
▸De ser necesario los cartuchos GEOprime® pueden ser utilizados con el método convencional.
Con explosivo tipo Pentolíta91
Pentolíta Convencional Básicamente se trata de un compuesto similar al Geoprime pero con mayor proporción de TNT (Trinitrotolueno y menor de PETN (Tetranitrato de Pentaeritriol)
Esta Pentolíta no es ni bioremediable ni biodegradable por lo tanto las cargas no explotadas dentro del pozo deben sufrir un proceso de mitigación de muy baja eficacia. (explotar carga cercana a la yaciente para destruir el explosivo o tapiar con hormigón 1m² sobre la superficie del pozo)
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Están contenidos en recipientes especialmente diseñados y herméticamente sellados. Son de gran resistencia al agua bajo las más severas condiciones de uso.
Tienen adicionalmente un sensor que permite activarse eficientemente con el Fulminante Sismográfico, el cual debe estar ensamblado a la columna del explosivo sísmico para asegurar su iniciación, aún bajo las más difíciles condiciones.
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Carga del tipo emulsión94
También se fabrican explosivos sísmicos, con Emulsión Sísmica, tal como su nombre lo indica, es una carga del tipo emulsión. Se presenta en un envase plástico especialmente diseñado y herméticamente sellado. La configuración de los envases permite ensamblar fijamente varios de éstos en serie para su utilización como carga de columna sísmica. Además posee una buena resistencia al agua que le permite satisfacer múltiples condiciones de uso.
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La carga tiene puntos sensibilizados que permite ser activado eficientemente con el Fulminante Eléctrico Sismográfico. Este debe ser adecuadamente ensamblado a la columna del explosivo sísmico para asegurar su iniciación, aún en las condiciones más difíciles.
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SISMIGEL PLUS
DESCRIPCIÓNExplosivo tipo hidrogel, con sustancias gelificantes que evitan la segregación de los ingredientes oxidantes y combustibles en la mezcla, con velocidad de detonación alta para la prospección sísmica.
USOS Usado en exploración petrolera
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CARACTERÍSTICAS
Alta seguridad en su manejo debido a su baja sensibilidad al roce y al impacto.Muy buena resistencia al agua.Explosivo denso, fácilmente sumergible en agua y con alta energía específica.No produce dolores de cabeza durante su almacenamiento y empleo.Sensible al detonador sismográfico.Unidades con numeración codificada visible y rotulo interno.
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SISMIGEL PLUS99
SISMIGEL PLUS100
PRODUCTOCÓDIGOVENTAS
DIMEN-SIÓNPeso Unitario (g)
UNIDADESPOR CAJA
SISMIGEL PLUS 6218 150 160
SISMIGEL PLUS 6228 450 50
SISMIGEL PLUS6230
6235900 a 2700
Zunchados
x 10
Detonador Eléctrico Sísmico101
Detonador Eléctrico Sísmico102
Es un accesorio del Sistema de Iniciación Eléctrico de cargas explosivas capaz de convertir un impulso eléctrico en una detonación. Se caracteriza por contar con un iniciador electro-pirotécnico ultra rápido, dando un tiempo promedio entre el momento en que se entrega la energía especificada y el instante en que se produce la detonación menor a 1 milisegundo.
Se utiliza en prospección sísmica donde actúa como iniciador de cargas explosivas en profundidad.
Conclusión103
La exploración sísmica ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y provechosos para su desarrollo y bienestar.Ha permitido crear nuevas y mejores técnicas e instrumentos, facilitando el descubrimiento de materiales radiactivos de alto nivel productivo.
Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenómenos que estudia por medio de métodos o sistemas cada vez más precisos. De allí que los métodos de exploración se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de gran número de ciencias con las cuales se relaciona.
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GRACIAS POR SU ATENCION!Alguna pregunta?
Puedes encontrarme en @cotes_quijano [email protected] [email protected]
BIBLIOGRAFIA105
� Los impactos de la explotación petrolera en ecosistemas tropicales y la biodiversidad de Elizabeth bravo
� Manual para la adquisición y procesamiento de sísmica terrestre y su aplicación en Colombia.� Manual de procedimientos sísmicos terrestres en Colombia / editado por Luis Alfredo Montes
V. BIA � La Sísmica impacto ambiental de la industria petrolera Texto original Juan Gonzalo Castaño
Valderrama.� MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE (2008): Guía Básica Ambiental para el Manejo de
Programas de Exploración Sísmica Terrestre.
