Prospección Geofísica

2da Parte

SISMICA DE REFLEXISISMICA DE REFLEXIÓÓNN

SÍSMICA DE REFLEXION1.

Introducción General

2.

Principios básicos de reflexión de ondas sísmicas. Trayectoria de rayos

3.

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 triaxial

11.

Sísmica de Pozo: Sismograma

sintético y VSP. AVO

Bibliografía Básica•

Gadallah, M.R

y Fisher, R., 2009. Exploration

Geophysics. Springer

•

Robinson

y Çoruh, 1988. Basic Exploration

Geophysics. John

Wiley and

Sons.

•

Sheriff, R.E. y Geldart, L.P., 1990. Exploración sísmica (2 volumenes).•

Parasnis, D.S., 1997. Principles

of

Applied

Geophysics. Chapman

and

Hall.•

Reynolds, J.M., 2000. An

introduction

to

applied

and

environmental

geophysics. John

Wiley

and

Sons.•

AAPG, Memoir

26, 1977. Seimic

Stratigraphy

–

applications

to

hydrocarbon

exploration. Payton, Ch. (ed). 516 pp.•

Telford, Geldart

y Sheriff, 1990. Applied

Geophysics. Cambridge

University

Press•

Brown, A., 1986. Interpretation

of

three

dimensional seismic

data.

AAPG, Memoir

42.•

Sleep

y Fujita, 1997. Principles

of

Geophysics.

•

Vail, P., 1990. Sequence

Stratigraphy

Workshop. Astra, Exploracion

y

Produccion.

•

Vermeer, 2001. Fundamentals of

3D seismic

survey

design. Docvision

BV

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

+ h1

2) 1/2

•

Tx

= 2 ((x/2)2

+ h1

2) 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 / V1

2 y reordenando

•

Tx2 / (4 h12/ V1

2)

_

x2/ 4 h1

2 = 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/ V12 + 4 h1

2 / V12

•

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

V1

2

•

Entonces

••

NMO = NMO = δδTT

≅≅

xx22

/ 2 / 2 ToTo

VV11

2 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/ V12 + 4 h1

2 / V12 = x2/ V1

2 + 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

α

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((δδTdTd) )

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

α

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

dti

) / Σni=1

dti

•

Vnp

= Σni=1

(

Vi

dti

) / Σni=1

dti

•

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

= (V1

2

δ

t1

/ δ

t1

) ½

•

= ((V1

2

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

= ((V1

2

dt1

/ cos i12 + V2

2

dt2

/ cos i22 ) / (dt1

/ cos i12 + dt2

/ cos i22 )) ½

•

generalizandoVn

rms

= (Σnk=1

(Vk2 dtk

/ cos ikn

) / Σ

nk=1

(dtk

/ cos ikn

)) ½

Para cualquier reflector entonces:Txn

= (Ton2

+ x2

/ Vn

rms2) ½

La velocidad RMS será ligeramente diferente para cada estación