Prospección Geofísica

2da Parte

SISMICA DE REFLEXISISMICA DE REFLEXIÓÓNN

SÍSMICA DE REFLEXION1. Introducción General2. Principios básicos de reflexión de ondas sísmicas. Trayectoria

de rayos3. Métodos de energetización y registro sísmicos. Una comisión

sísmica.4. Tipos de tendidos. Método del CDP5. Registro y reducción de datos sísmicos. Sismograma.6. Correcciones estática y dinámica. Ley de velocidades. Apilado.

Sección sísmica. 7. Migración. Deconvolución. Filtros8. Principios de interpretación. Sismoestratigrafía. Atributos de la

señal sísmica.9. Sísmica 3D10. Ondas S y Sísmica triaxial11. Sísmica de Pozo: Sismograma sintético y VSP

Introducción General

•• SSíísmica de Reflexismica de Reflexióón:n:– Método geofísico más importante en la industria– Tecnología esencial en la exploración de hidrocarburos– Máxima sofisticación y resolución– Inversiones millonarias– Estructura, estratigrafía, presencia de fluidos (HC)– Aplicaciones en estudios geológicos, tectónicos,

estratigráficos académicos (generalmente como subproducto)

Sísmica de Reflexión: envío de señal elástica al terreno (normalmente desde superficie) y registro de eventos reflejados (más otros) en estaciones registradoras (geófonos, hidrófonos) hincados en el terreno en forma regular y equidistante.

Registro de tiempo de arribo de la señal, su amplitud y su polaridad

REFLEXIREFLEXIÓÓN SN SÍÍSMICASMICA

• Tx = 2r / V1 r = ((x/2)2 + h12) 1/2

• Tx = 2 ((x/2)2 + h12) 1/2 / V1 para x=0 To = 2 h1 / V1

• elevando al cuadrado• Tx2 = x2/ V1

2 + 4 h12 / V1

2 dividiendo por 4 h12 y reordenando

• Tx2 / (4 h12/ V1

2) _ x2/ 4 h12 = 1 Ecuación de una hipérbola

• Tx2 / (4 h12/ V1

2) _ x2/ 4 h12 = 1

• Ecuación de una hipérbola

• Las ondas directas y refractadas describen una trayectoria recta en un gráfico T vs d o en un sismograma

• La onda reflejada describe una hipérbola

Registro sRegistro síísmico (smico (sismogramasismograma))

• NMO : diferencia de tiempo de arribo de una reflexión en diferentes canales por distinto recorrido debido a geometría del tendido

Normal Normal MoveMove--OutOut

• Diferencia de T entre Tx y To• Tx = To + δT δT : NMO• Sabemos que Tx2 = x2/ V1

2 + 4 h12 / V1

2

• y que To = 2 h1 / V1

• entonces Tx = (To2 + x2/ V12)1/2

• δT = (To2 + x2/ V12)1/2 - To

• pero Tx = To (1 + x2/ To2 V12) 1/2

• usando una expansión binomial tenemos que• Tx = To (1 + x2/ 2 To2 V1

2 + x4/ 8To4 V14 + . . . . . )

• usando una expansión binomial tenemos que• Tx = To (1 + x2/ 2 To2 V1

2 + x4/ 8To4 V14 + . . . . . )

• usando solo los dos primeros términos• Tx ≅ To + x2 To / 2 To2 V1

2 = To + x2 / 2 To V12

• Entonces

•• NMO = NMO = δδT T ≅≅ xx22 / 2 To/ 2 To VV112 2

A mayor xx mayor NMONMO

A mayor ToTo menor NMONMO

A mayor VV11 menor NMONMO

NMO disminuye con la profundidadNMO disminuye con la profundidad

CCáálculo de velocidad y profundidadlculo de velocidad y profundidad

• To = 2 h1 / V1 h1 = To V1 / 2 • To : tiempo de arribo para trayectoria vertical• Sabemos que Tx2 = x2/ V1

2 + 4 h12 / V1

2 = x2/ V12 + To2

• To = (Tx2 - x2/ V12) ½

• Para un mismo arribo a distintos canales se da:• To2 = Tx1

2 – x12 / V1

2 = Tx22 – x2

2 / V12

• Tx22 – Tx1

2 = (x22 – x1

2) / V12

• entonces V1 = ((x22 – x1

2) / (Tx22 – Tx1

2 )) ½

• calculando V1 se puede calcular h1 y también To

Cálculo de V1 y To usando todas las trazas

• Tx2 = (1 / V12) (x2) + To2

• graficando Tx2 vs x2

• ecuación de una recta:

• To2 (ordenada al origen)

• 1 / V12 (pendiente)

Reflexiones en superficies buzantes

• S´: punto imagen, auxiliar p/ trayectoria de rayos• Distancia entre punto imagen y receptor es igual a la trayectoria total• SDR = S´R SD + DR = S´D + DR (pues SD = S´D)• S´´ : punto en la vertical sobre S´• Dado que S´´S´ es la menor distancia de S´a la superficie• S´´ : punto receptor de Tx mínimo To > Tx min

• Tx = (SD + DR) / V1 = S´R / V1• ahora (S´R)2 = (S’ S’’)2 + (S’’R)2

• y SS’ = 2 h ; SS’’ = 2 h sen a ; S’S’’ = 2 h cos a• y S’’R = SS’’ + SR = x + 2 h sen a

• entonces expresando distancias como tiempo (V1 = cte)

• Tx2 = (2 h cos a / V1) 2 + (x + 2 h sen a / V1) 2

• ecuación de una hipérbola con desplazamiento de To

• Tx2 = (2 h cos a / V1) 2 + (x + 2 h sen a / V1) 2

• ecuación de una hipérbola con desplazamiento de To

Cálculo de profundidad y buzamiento del reflector

• De la lectura del sismograma

• To2 = 4 h2 / V12 To = 2 h / V1

• y tiempo mínimo Tmin = 2 h cos a / V1

• entonces cos a = Tmin / To• a = arc cos (Tmin / To)• Xmin = SS’’ = 2 h sen a• h = Xmin / 2 sen a y h = d cos a• d = Xmin / (2 sen a cos a)

• d = profundidad del reflector debajo del punto de explosión (centro del tendido o canal central)

•• DIP MOVEDIP MOVE--OUTOUT((δδTd) Td)

δTd = Tx – T-x

δTd = (2 x sen a) / V1

a = arc sen ((δTd V1)/ 2x )

• El cálculo del Dip move out permite calcular el buzamiento del reflector

– Hasta ahora se consideró a como buzamiento verdadero. Esto es solo verdadero si la línea sísmica es perpendicular al rumbo del reflector.

– En caso contrario se deben realizar cálculos tridimensionales: horizonte reflector y tendido no comprendidos en el mismo plano; trazado de rayos sísmicos fuera de la vertical

– Migración de una sección sísmica

Reflexiones en sistemas de capas múltiples

• V1 > V2 < V3

To1 = 2 h1 / V1 = 2 dt1

To2 = 2 h1 / V1 + 2 h2 / V2 = 2 dt1 + 2 dt2

To3 = 2 h1 / V1 + 2 h2 / V2 + 2 h3 / V3 = 2 dt1 + 2 dt2 + 2 dt3

Ton = 2 Σni=1( hi / Vi ) H1 = h1 ; H2 = h1 + h2

H3 = h1 + h2 + h3

• Velocidad promedio• V1p= 2 H1/ To1 = h1 / dt1 = V1

• V2p= 2 H2/ To2 = (h1 + h2) / ( dt1 + dt2 )• V3p= 2 H3/ To3 = (h1 + h2 + h3) / ( dt1 + dt2 + dt3 )• o lo que es igual• V3p= (V1 dt1 +V2 dt2 + V3 dt3 ) / ( dt1 + dt2 + dt3 )• Expresión de las velocidades promedio en función de las

de intervalo:

• Vnp= Σni=1( Vi dt1) / Σ

ni=1 dt1

• Vnp= Σn

i=1( Vi dt1) / Σn

i=1 dt1

• La profundidad de una capa n será:• Hn = (Vnp Ton) / 2

Velocidad de Velocidad de raizraiz cuadrcuadráática media (RMS tica media (RMS velvel.).)La velocidad promedio no puede usarse para trayectorias que no

corresponden a la vertical (x > 0). La distancia recorrida en cada capa depende de los ángulos de refracción que dependen de la ley de Snell. Se define entonces la velocidad RMS que considera distintos recorridos en cada capa según los ángulos de refracción.

• Por construcción cos i11 = h1 / SA = dt1 / δt1

• δ t1 = dt1 / cos i11

• Definimos V1 rms = (V12 δ t1 / δ t1 ) ½

• = ((V12 dt1 / cos i11 ) / (dt1 / cos i11 )) ½

• Obviamente para una capa V1 rms = V1• Para el segundo reflector• δ t1 = dt1 / cos i12 y δ t2 = dt2 / cos i22

• V2 rms = ((V12 dt1 / cos i12 + V2

2 dt2 / cos i22 ) / (dt1 / cos i12 + dt2 / cos i22 )) ½

• generalizandoVn rms = (Σn

k=1 (Vk2 dtk / cos ikn ) / Σ n

k=1 (dtk / cos ikn )) ½

Para cualquier reflector entonces:Txn = (Ton

2 + x2 / Vn rms2) ½

La velocidad RMS será ligeramente diferente para cada estación

EcuaciEcuacióón de Dixn de Dix

• En una estructura de interfases múltiples se pueden determinar la velocidad y espesor de una capa cualquiera n n según:

• Vnint2 = (Vn2(rms) To,n – Vn-12

(rms) To,n-1) / (To,n – To,n-1)• Vnint : velocidad de intervalo

• Conociendo Vn se puede calcular hn• hn = Vn (To,n – To,n-1) / 2• y • Hn = Σ n

i=1 hi

Reflexiones mReflexiones múúltiplesltiples

• Reflexión Primaria: una única reflexión• Reflexión Múltiple: el rayo se refleja más de una vez

• Se localiza un evento sísmico cuyo To suele ser múltiplo del To de la reflexión primaria

Distintos tipos de múltiples

La capacidad de producir múltiples depende de los C.R. (coeficientes de reflectividad)

• Interfases con numerosas múltiples

• Interfases sin múltiples significativas