SISMICASISMICA de de REFLEXIREFLEXIÓÓN. ResumenN. Resumen

Resumen• Características generales de la sísmica de reflexión.• Curvas velocidad / tiempo en reflectores planos e inclinados.• NMO y DMO.• Difracciones. Fallas. Reflexiones múltiples.• Procesado de los registros.• Reducción al datum.• Correcciones.• Sísmica de reflexión de alta resolución.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Conceptos a retenerN. Conceptos a retener

• Aplicaciones de la sísmica de reflexión. • Curvas velocidad tiempo en reflectores horizontales e

inclinados.• NMO. DMO.• Principios básicos de interpretación en refracción.

Correcciones estáticas y dinámicas.• Conceptos básicos de la sísmica de reflexión de alta

resolución. Aplicaciones.• Otros métodos y aplicaciones de la sísmica.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. CaracterN. Caracteríísticas generalessticas generales

• Estudia las ondas reflejadas en las superficies de separación entre terrenos de distinta velocidad de transmisión de las ondas sísmicas

• Permite obtener datos de gran profundidad.• Sistema preciso (aunque caro).• No válido para fuertes pendientes.• Variedad de métodos, perfiles, ubicación de geófonos,

software, etc.• En principio para capas profundas, ahora hay técnicas

para investigación superficial. (reflexión de alta resolución)

• Longitud de la línea de geófonos activos: 1,5 a 2 la profundidad prevista de los reflectores. Hay otros sistemas.

• No está limitado por las velocidades de transmisión de las distintas capas.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. CaracterN. Caracteríísticas generalessticas generales

Son de aplicación las leyes de la propagación de ondas:• Principio de Huygens.• Ley de reflexión: el ángulo de incidencia es igual al de reflexión, y los rayos están en el mismo plano.• Principio de reversibilidad temporal.• Principio de reciprocidad.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. DetalleN. Detalle.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Esquema generalN. Esquema general.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Superficie cubiertaN. Superficie cubierta

La longitud registrada es la mitad de la cubierta por los geófonos

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N. Tiempos de llegada y profundidad del reflectorTiempos de llegada y profundidad del reflector

Reflector horizontal2S = v.t S2 = h2 + x2/4 = (x2+4h2)/4

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N. Tiempos de llegada y profundidad del reflector Tiempos de llegada y profundidad del reflector -- DromocronaDromocrona

Reflector horizontalLa dromocrona es una hipérbola de ecuación:

El tiempo interceptado en el origen, t0, es:

2222

22

4

4

hxtvv

hxt

2

2

0

0

vth

vht

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Dromocronas ondas directas (verde), N. Dromocronas ondas directas (verde), reflexireflexióón (azul) y refraccin (azul) y refraccióón (rosa)n (rosa)

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N. Tiempos de llegada y profundidad del reflectorTiempos de llegada y profundidad del reflector Reflector Reflector

horizontalhorizontal

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓNNTiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinTiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinadoado

.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N. Tiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinTiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinadoado

.Reflector inclinado

PGPPGPPPGPPGP ''22'2' cos2

vtGP '

hPP 2'

senPGP 90coscos '

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N. Tiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinTiempos de llegada y profundidad del reflector. Reflector inclinadoado

La dromocrona es una hipérbola de ecuación:

El tiempo interceptado en el origen, t0, es:

h no es la profundidad en la vertical del disparo. Esta profundidad en la vertical de P es:

2

2

0

0

vth

vht

hxsenhxtvv

hxsenhxt

44

44

2222

22

vsenvt

senhhp

0

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Esquema general N. Esquema general -- NMONMO

Las primeras llegadas, o primeros impulsos refractados, son en realidad rectas, como ya hemos visto.Las dromocronas reflejadas son hipérbolas, para cada uno de los reflectores.Las ondas reflejadas llegan a cada geófono más tarde a medida que nos vamos alejando del punto de disparo, aunque la profundidad del reflector sea la misma.Se puede calcular, para cada geófono, el tiempo de llegada que le corresponde, si estuviera situado en el punto de disparo. Si los tiempos son los mismos, la reflexión se ha realizado sobre un plano horizontal; si estos tiempos son distintos el reflector es inclinado; en una de las ramas, la más profunda, los rayos tardan más que en la otra.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. NORMAL MOVE OUTN. NORMAL MOVE OUTLos tiempos de llegada van siendo mayores a medida que los geófonos se separan del punto de disparo, porque el recorrido aumenta, aunque la profundidad del reflector sea la misma. El “normal move out” es la diferencia entre el tiempo de llegada en cada geófono y que le correspondería a geófono situado en el punto de disparo.

NMO = Tx – ToPara un reflector plano horizontal:

Permite discriminar si un registro proviene o no de una reflexión, comprobar si es un reflector horizontal, correlacionar reflexiones, etc.

2

2

2

2

42 hVX

VTXNMOO

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. NORMAL MOVE OUTN. NORMAL MOVE OUT

Deducción de la fórmula:

Para una x muy inferior a h:

2

2

02

02

vxTTTTTT xoxx

hvx

hhxvvxTTx 424

2

222

2

0

2

2

2

2

42 hVX

VTXNMOO

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. DIP MOVE OUTN. DIP MOVE OUT

Diferencia de tiempos en geófonos simétricos

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. DIP MOVE OUTN. DIP MOVE OUT

Dip move out: (reflector inclinado).Diferencias de tiempo subiendo y bajando, dividida por la distancia entre geófonos

DMO = (T’x – Tx)/x

Permite conocer la inclinación, f, del reflector conociendo la velocidad, V.

VsenDMO 2

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. LN. Líímites de resolucimites de resolucióón y de deteccin y de deteccióónn

Depende de las dimensiones de las capas. Límite de resolución, distinción techo y base de una capa:

Límite de detección, tamaño de la capa más pequeña que puede reflectar, entre:

4

1030

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Efecto de las refraccionesN. Efecto de las refraccionesEfecto de las refracciones en la trayectoria de la vibración

En general:n

m

n

m

VV

sensen

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. REFLEXIONES N. REFLEXIONES ““APAPÓÓCRIFASCRIFAS””

Difracciones.Se producen cuando los rayos alcanzan un punto singular: ángulo, salto de falla, diaclasas, etc., de dimensiones del mismo orden de magnitud que la longitud de onda. Fenómeno similar al de la difracción óptica.Fallas. Además de la difracción el salto de falla da origen a reflexiones irregulares, zonas oscuras, etc.Horts. Pueden considerarse a estos efectos como una combinación de fallas.Reflexiones múltiples.Los rayos sísmicos se reflejan varias veces, en capas inferiores y superiores, antes de llegar a la superficie.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. MN. Méétodo punto comtodo punto comúún en profundidadn en profundidad

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Esquema del mN. Esquema del méétodo todo commoncommon--offsetoffset

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Registro mN. Registro méétodo todo commoncommon--offsetoffset

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Procesamiento de los registrosN. Procesamiento de los registros

Correcciones:Estáticas:

– Cotas de geófonos y punto de disparo.– Capa superficial alterada– Reducción al Datum

Dinámicas:– NMO– DMO

Procesamiento de los registros• Mezcla de trazas: combinar una traza con las adyacentes• Composición de trazas: combinar con cualquiera de las restantes.• Composición de registros.• Filtrados: Muting, velocidad, deconvolución, frecuencia.• Migración.• Alineación de reflectores.• Restitución de los registros• Etc.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓNN

SISMICA SISMICA –– RealizaciRealizacióón de una campan de una campaññaaTratamiento y procesado de los datos

(pre-apilado, apilado y post-apilado)–Supresión de registros defectuosos.–Supresión de ruido–Restablecimiento de trazas invertidas.–Ajuste de amplitudes.–Reducción al datum. –Mezclado, composición de trazas o de registros, filtrado de velocidad o de frecuencias, borrado de pulsos, migración, deconvolución, etc.

–Correcciones (NMO, DMO, etc).–Simulaciones e iteraciones. Sismogramas sintéticos.–Procesados específicos: Difracciones, ondas guiadas, cambios laterales, acuñamientos onda aérea, ruido, aliasing, etc.

–Límites resolutivos (l/3)–Etc.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. Ejemplo de registro N. Ejemplo de registro reflexireflexióón superficialn superficial

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. SN. SÍÍSMICA DE REFLEXISMICA DE REFLEXIÓÓN SUPERFICIALN SUPERFICIAL

• Ha ampliado el campo de utilización de la sísmica. Se pueden obtener buenos resultados, en profundidades de varios kilómetros a profundidades de pocos metros.• Las técnicas a aplicar son distintas en cada caso. Varían las frecuencias a utilizar, el número y posición de geófonos, etc.• En sísmica superficial es necesario filtrar la onda aérea, considerar el nivel freático, se necesitan geófonos más próximos, es necesario un procesamiento de datos más complejo y una interpretación más especializada.• En desarrollo; su uso sistemático empezó hace menos de dos décadas.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. SN. SÍÍSMICA DE REFLEXISMICA DE REFLEXIÓÓN SUPERFICIALN SUPERFICIAL

• Aplicación desde la superficie hasta más de 500 m de profundidad.• Alcanza más profundidad que otros métodos utilizados en geotecnia.• Complemento a la sísmica de refracción y a la sísmica de reflexión

convencional.• Coberturas (repetición de medidas) de alto rango, hasta más del

2400 %.• Altas frecuencias, necesarias para discriminar capas superficiales.

Una frecuencia de 100 Hz, desplazándose a una velocidad de 1500 m/s, representa una longitud de onda de 15 m.

• Sismógrafos sensibles y rápidos, capaces de registrar datos cada 250 microsegundos.

• Desarrollo informático para el tratamiento de la señal sísmica.• Puede utilizar fuentes sísmicas débiles. Coeficientes de reflexión R

tan pequeños como 0,02. R=(d2V2-d1V1)/ (d2V2+d1V1)• Con trazas relativamente pequeñas, para pequeñas profundidades.• Discriminación de ruidos: difracciones, refracciones reflejadas, onda

aérea, etc. • Interpretador experimentado. Buena base geológica.

SISMICA SISMICA –– Otras tOtras téécnicas. Resumencnicas. Resumen

En el disparo se producen múltiples tipos de ondas sísmicas, de las que en los métodos clásicos se utilizan unas pocas. El resto es ruido que entorpece la interpretación y que hay que filtrar selectivamente.Pero el filtrado selectivo permite separar los distintos tipos de llegadas: ondas superficiales, reflexiones, refracciones, etc.La situación óptima queda resumida en la frase: “del disparo se aprovecha todo”. Es un ideal al que no se ha llegado, pero se está en esa línea.Este mayor aprovechamiento, basado en la programación informática, ha dado lugar a técnicas, conocidas desde hace tiempo pero que están en desarrollo en la actualidad.

SISMICA SISMICA –– Otras tOtras téécnicas. Resumencnicas. Resumen

Resumen• Sísmica de reflexión de alta resolución.• Sísmica de ondas superficiales.• Tomografía sísmica. Cross-hole. Down-hole. Tomografía sísmica.• Sísmica en sondeos.• Sísmica en turneladoras.

Métodos con ondas Rayleigh. Ondas monocromáticas.Análisis espectral de las ondas de superficie.Medición de la velocidad de fase.Utilización de altas frecuencias, hasta 1300 Hz.Sísmica marina.Con nuevos equipos, algunos en desarrollo, adaptados a estos métodos.

SISMICA. SSISMICA. Síísmicas especiales smicas especiales –– Ondas Ondas RayleigRayleig

Ondas superficiales. Su amplitud decae exponencialmente con la profundidad.Sencillas y con buena relación entre su velocidad y la velocidad de las ondas de cizalladura en los terrenos de superficie.Una forma de trabajar es produciendo ondas de una frecuencia determinada (monocromáticas) y estudiando el tiempo de paso entre dos puntos, con lo que se determina la longitud de onda.La profundidad de la investigación es del orden de la mitad de la longitud de onda

SISMICA. SSISMICA. Síísmicas especiales Espectro de ondassmicas especiales Espectro de ondas

Análisis espectral de las ondas de superficie (SASW).Dos campos:• Velocidad de desplazamiento de las ondas de superficie en función de las frecuencias.• Curva de dispersión, producida por una determinada estructura y comparación con modelos.

SISMICA de REFLEXISISMICA de REFLEXIÓÓN. N.

Ejemplo de interpretación de sísmica de reflexión