wai lam paper.pdf

UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES

COORDINACIN DE CIENCIAS DE LA TIERRA

ANLISIS DE ONDAS SUPERFICIALES PARA CONSTRUCCIN DE

MODELOS DE VELOCIDADES VP Y VS DE LA CAPA METEORIZADA

Por:

Wai Jack Lam Crdenas

INFORME DE PASANTA

Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar

como requisito parcial para optar al ttulo de

Ingeniero Geofsico

Sartenejas, Abril de 2014

UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES

COORDINACIN DE CIENCIAS DE LA TIERRA



Por:

Wai Jack Lam Crdenas

Realizado con la asesora de:

Tutor Acadmico: Dra. Milagrosa Aldana

Tutor Industrial: Lic. Orlando Contreras

INFORME PASANTA

Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar

como requisito parcial para optar al ttulo de

Ingeniero Geofsico

Sartenejas, Abril de 2014

iv



RESUMEN

Elaborado por: Wai Jack Lam Crdenas

El presente proyecto tiene como objetivo fundamental determinar un modelo de velocidad de

onda S para la capa meteorizada, con el fin de solucionar problemas de estticas largas en el

procesamiento multicomponente en el rea de la Faja Petrolfera del Orinoco.La metodologa

empleada para el clculo de los modelos de velocidad, est basada en el anlisis de las ondas

superficiales con una inversin de los mximos del modo fundamental de las ondas Rayleigh,

para obtener una serie de funciones verticales de velocidades P y S de la capa meteorizada por

cada Shot Gather analizado y de esta manera generar un modelo de velocidades 3D de la capa

meteorizada. Los parmetros obtenidos de la caracterizacin de la capa meteorizada fueron

utilizados para generar los mapas de tiempo en el clculo de estticas largas de onda convertida,

que posteriormente, se aplicaron sobre los datos ssmicos utilizando una secuencia de

procesamiento. Las secciones ssmicas resultantes de la aplicacin de las estticas largas por

inversin de las ondas Rayleigh evidencian una mejora general en los reflectores, en

comparacin a las estticas de elevacin, al reducir levemente las fluctuaciones de perodos

laterales realzando la energa de ciertos eventos de reflexin. Por lo tanto, se pudo cerciorar la

efectividad del mtodo Anlisis Multicanal de Ondas Superficiales para la caracterizacin de la

capa meteorizada del rea de estudio, en trminos de espesor y velocidades de ondas P y S,

siendo un paso fundamental para obtener resultados satisfactorios en el problema de estticas PS

en el procesamiento multicomponente.

v

DEDICATORIA

A mis Padres Magali y Jack

mi Hermana Osmey

Ta Xioma

mi sobrina Camila

y a mi novia Gloria

vi

AGRADECIMIENTOS Y RECONOCIMIENTOS

Le agradezco a Dios, por haberme dado la vida, salud, fortaleza, prosperidad y sabidura

durante este camino tan largo para lograr sta ansiosa meta. Bendito seas Seor.

Mis padres, esa fuente de energa, inspiracin y fuerza que me da el impulso a seguir adelante

da a da. Mama, eres la persona ms importante en este pequeo crculo familiar que me hizo

crecer, con tus enseanzas, tu apoyo incondicional y amor, hiciste que este sueo se hiciera

realidad. Padre, slo t sabes lo valioso que ha sido para m tus consejos; La responsabilidad y

caballerosidad que te representan, me han servido de ejemplo y me han dado un impulso a seguir

por el buen camino y a superarme con el paso del tiempo. Slo t me enseaste, que la gran

educacin empieza en la casa. Gracias a Uds. viejos este logro de hoy, se convierte en una gran

satisfaccin tanto para m, como para Uds.

Hermana, no sabes lo importante que ha sido para m ese apoyo incondicional que siempre me

brindas, me has dado el amor, el afecto y la atencin que siempre he necesitado. Esta meta no

hubiese sido posible sin una hermana tan maravillosa como la que tengo. A parte de hermana,

eres mi mejor amiga y espero que siempre tengamos esa relacin tan especial. Estar siempre all

para mi sobrina, como siempre lo has estado conmigo.

Xioma, mi segunda mama, la ta que me acompaa siempre, que me conoce y me comprende,

gracias a ti por tantos aos a mi lado, por ser alguien esencial en mi vida. Espero tenerte all

siempre conmigo.

Gloria a tu lado he compartido mi vida universitaria, gracias por tantos aos de apoyo, de

amistad y amor incondicional. Por esa linda amistad que nos llev al noviazgo y que actualmente

nos hace inseparables. Esta etapa que se cierra nos deja lindos recuerdos y, a su vez, nos abre un

abanico de oportunidades que nos esperan para el crecimiento personal y profesional.

A mis amigos de la carrera con quienes compart muchos aos de aprendizaje y de trabajo en

equipo (Enrique, Fabio, Marian, Nae, China, David, Andreas, Dome, Joju, Sotillo, Nicola, Hugo,

entre otros). Jos, hermano gracias por prestar ese apoyo y amistad en todo momento. Al igual

que Cucho y El Guaro que con Uds compart buenos momentos.

vii

A mis compaeras de Intevep, Vero y Mara Gracia, con las cuales form una bonita amistad; A

mis otras compaeras de la empresa y amigas de la Simn, Vane, Leydi y Zuri, quienes hicieron

de esta corta estada, una vivencia agradable.

A m tutor industrial, Orlando Contreras, gracias por brindarme el apoyo que necesitaba para

cumplir con este proyecto. Gracias a su experiencia y destrezas en el rea, adquir un abanico de

conocimientos en el procesamiento. Al licenciado Pablo Ricaurte por la amabilidad y el inters

mostrado a la enseanza en todo momento. Gracias a los dems profesionales de CPDG, Jhonny

Caldern, Jaime Azuaje, Juan Roomer, Asdrubal Ovalles, Yennifer Herrera y el Sr. lvaro, por el

trato agradable brindado durante estos meses.

A la profesora Milagrosa Aldana, por aceptar la tutora acadmica de este proyecto y

colaborarme al brindarme su tiempo y atencin, en los momentos que lo necesitaba. Finalmente

agradezco a la Universidad Simn Bolvar, que me llena de una gran alegra y un gran orgullo

por haber crecido como estudiante y profesional en esta gran casa de estudios.

A todos Ustedes, Muchas Gracias

viii

NDICE GENERAL

ACTA DE EVALUACIN.III

RESUMEN .......................................................................................................................... ...III

DEDICATORIA ...................................................................................................................... V

AGRADECIMIENTOS Y RECONOCIMIENTOS....VI

NDICE GENERAL .............................................................................................................. VI

NDICE DE FIGURAS ......................................................................................................... XI

NDICE DE TABLAS ......................................................................................................... XVI

INTRODUCCIN .................................................................................................................... 1

CAPITULO I ............................................................................................................................ 3

MARCO GEOLGICO .......................................................................................................... 3

1.1 UBICACIN GEOGRFICA. ...................................................................................... 3

1.2 GEOLOGIA REGIONAL. ............................................................................................. 5

Cuenca Oriental de Venezuela. .............................................................................. 5 1.2.1

Evolucin de la Cuenca Oriental de Venezuela. .................................................... 6 1.2.2

1.3 SECUENCIA ESTRATIGRFICA DEL REA DE ESTUDIO. .................................................... 7

Formacin Mesa ..................................................................................................... 8 1.3.1

Formacin Las Piedras .......................................................................................... 9 1.3.2

Formacin Freites .................................................................................................. 9 1.3.3

Formacin Oficina ............................................................................................... 10 1.3.4

CAPTULO II ........................................................................................................................... 8

MARCO TERICO ................................................................................................................. 8

2.1 EXPLORACIN SSMICA. .................................................................................................. 8

2.2 LEYES FUNDAMENTALES. ............................................................................................. 12

Ley de Snell. .......................................................................................................... 12 2.2.1

Principio de Huygens. .......................................................................................... 13 2.2.2

2.3 ONDAS SSMICAS. .......................................................................................................... 14

Ondas de cuerpo. .................................................................................................. 14 2.3.1

Ondas superficiales. ............................................................................................. 14 2.3.2

Dispersin de Ondas Rayleigh. ............................................................................ 16 2.3.3

2.4 SSMICA MULTICOMPONENTE. ...................................................................................... 17

Ondas convertidas. ............................................................................................... 19 2.4.1

Aplicaciones de la ssmica multicomponente. ...................................................... 20 2.4.2

Efectos de las ondas superficiales en datos multicomponentes. .......................... 22 2.4.3

2.5 ANLISIS MULTICANAL DE ONDA SUPERFICIAL. .......................................................... 22

ix

Parmetros de Adquisicin .................................................................................. 23 2.5.1

Procesamiento. ..................................................................................................... 24 2.5.2

Curva de dispersin. ............................................................................................. 26 2.5.3

Inversin de la curva de dispersin. ..................................................................... 26 2.5.4

Aplicaciones y profundidad de investigacin. ...................................................... 27 2.5.5

2.6 PROCESAMIENTO SSMICO ............................................................................................. 28

2.7 FLUJO DE PROCESAMIENTO P-S 3D ................................................................................ 29

2.8 ROTACIN EN COMPONENTES RADIAL Y TRANSVERSAL. ................................................ 30

2.9 CORRECCIN NMO DE ONDA CONVERTIDA. .................................................................... 31

2.10 CORRECCIONES ESTTICAS. ........................................................................................... 33

Estticas de Elevacin. ..................................................................................... 33 2.10.1

Estticas de refraccin. .................................................................................... 35 2.10.2

Estticas residuales. ......................................................................................... 38 2.10.3

CAPTULO III ....................................................................................................................... 37

MARCO METODOLGICO ............................................................................................... 37

3.1 DESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIO. ............................................................. 37

3.2 ADQUISICIN DE LOS DATOS. .............................................................................. 37

Gefono Multicomponente DSU3. ........................................................................ 38 3.2.1

3.3 SELECCIN DE LOS DATOS. ............................................................................................ 40

3.4 PROCESAMIENTO MASW. ................................................................................................ 42

Software utilizado. ................................................................................................ 42 3.4.1

Flujo de procesamiento. ....................................................................................... 42 3.4.2

Activacin del programa y visualizacin de los datos. ........................................ 42 3.4.3

Anlisis de la curva de dispersin. ....................................................................... 47 3.4.4

Generacin de los perfiles de velocidad Vs.......................................................... 51 3.4.5

Inversin de la curva de dispersin. ..................................................................... 52 3.4.6

3.5 GENERACIN DE MODELOS DE VELOCIDAD VP Y VS 3D. ................................................ 55

3.6 GENERACIN DE LOS MAPAS DE TIEMPO DE TRNSITO DE ONDAS P Y S PARA EL CLCULO DE

CORRECCIONES ESTTICAS LARGAS....................................................................................... 60

3.7 PROCESAMIENTO ONDA PS. ............................................................................................ 67

Aplicacin de correcciones estticas. .................................................................. 68 3.7.1

CAPITULO IV ........................................................................................................................ 73

ANLISIS Y RESULTADOS ............................................................................................... 73

4.1 PROCESAMIENTO MASW. ............................................................................................... 73

Perfiles de velocidad de ondas de corte Vs. ......................................................... 73 4.1.1

Modelos de velocidad 3D de onda Vp y Vs. ......................................................... 75 4.1.2

4.2 MAPAS DE TIEMPO DE TRNSITO PARA LAS CORRECCIONES ESTTICAS LARGAS. .......... 77

Modelo de 2 capas ............................................................................................................ 78

Modelo de 3 capas ............................................................................................................ 82

x

4.3 PROCESAMIENTO PS ..................................................................................................... 88

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................. 102

xi

NDICE DE FIGURAS

CAPITULO II. MARCO TERICO

Figura 1. 1 Bloque Junn de la Faja Petrolfera del Orinoco (tomado de Bellorin, 2012) ........ 4

Figura 1. 2 Seccin esquemtica estructural de la Faja Petrolfera del Orinoco (tomado de

PDVSA, 2007) ............................................................................................................................ 4

Figura 1. 3 Cuencas petrolferas de Venezuela basadas en la distribucin de sus Provincias

Sedimentarias (tomado de Schlumberger, 1997) ........................................................................ 5

Figura 1. 4 Columna Estratigrfica del rea de Junn (tomado de PDVSA, 2007). .................. 8

CAPITULO II. MARCO TERICO

Figura 2. 1 Reflexin y refraccin de ondas P y S en una interfaz de dos medios elsticos,

homogneos e isotrpicos (tomado de Regueiro, 2007)........................................................... 13

Figura 2. 2 Principio de Huygens. XY frente de onda original en t, X Y nuevo frente de onda

en t + t. (tomado y modificado de Sheriff, 2002) ................................................................. 13

Figura 2. 3 Movimiento de las partculas asociadas a la propagacin de las ondas ssmicas. (a)

Compresional. (b) Cizalla. (c) Ondas superficiales, Ondas Rayleigh y Ondas Love (tomado y

modificado de Everett, 2013). .................................................................................................. 15

Figura 2. 4 Curva de dispersin (tomado y modificado de Everett, 2013). ............................ 16

Figura 2. 5 Dispersin de Ondas Rayleigh. Con el aumento de la velocidad ssmica en

profundidad, las largas longitudes de onda penetran a mayor profundidad con mayor velocidad,

por lo tanto, diferentes frecuencias llegan a diferentes tiempos en el registro ssmico (tomado y

modificado de Park Seismic, 2007). ......................................................................................... 17

Figura 2. 6 Registros Ondas P, SV Y SH en Ssmica Multicomponente (tomado y modificado de

PDVSA CIED, 1999). .............................................................................................................. 18

Figura 2. 7 Reflexin de la onda convertida PS en el punto de conversin (CP) en comparacin a

la reflexin de la onda P en el punto medio (MP) (tomado y modificado de Stewart, et. al., 2000).

.................................................................................................................................................. 19

Figura 2. 8 Comportamiento del CCP o punto comn de conversin en profundidad (tomado y

modificado de Manual de Focus, 2007) ................................................................................... 20

xii

Figura 2. 9 Anlisis espectral y mltiples modos de onda superficial (tomado y modificado de

Strobbia, et. al., 2010). ............................................................................................................. 25

Figura 2. 10 Inversin de un modelo de varias capas. (a) Perfil de velocidad de onda S. (b)

Modelo de capas inicial y real (tomado y modificado de Park et. al., 1999) ........................... 27

Figura 2. 11 Seccin ssmica del Golfo de Mxico a travs de una secuencia convencional de

procesamiento (tomado de Yilmaz, 2001). ............................................................................... 28

Figura 2.12 Flujo de procesamiento P-S (Larson, 1996)......................................................... 30

Figura 2. 13 Transformacin de coordenadas necesarias para los datos registrados en el sistema

de coordenadas (X,I) al sistema de coordenadas (radial, transversal), (tomado y modificado de

Larson, 1996). ........................................................................................................................... 31

Figura 2. 14 Correccin de estticas por elevacin (tomado y modificado de Schuster, 1998)34

Figura 2. 15 Geometra del rayo para onda convertida (tomado y modificado de Huang et. al.

2010). ........................................................................................................................................ 37

CAPTULO III. MARCO METOLGICO

Figura 3. 1 Sensor digital de tres componentes DSU3 (tomado de DSU3 Digital Sensor Units)

.................................................................................................................................................. 39

Figura 3. 2 Mallado de puntos de picking de velocidad. ........................................................ 41

Figura 3. 3 Esquema de la secuencia de procesamiento MASW. .......................................... 42

Figura 3. 4 Lectura de archivos en formato SEG-2. ............................................................... 43

Figura 3. 5 Ventana para deseleccionar la opcin Simple....................................................... 43

Figura 3. 6 Ventana para abrir archivos SEG-Y...................................................................... 44

Figura 3. 7 Registro asociado al disparo 8533. ....................................................................... 44

Figura 3. 8 Intervalo de receptores de 20m. ........................................................................... 45

Figura 3. 9 Men de opciones de visualizacin Pickwin. ...................................................... 45

Figura 3. 10 Visualizacin de la velocidad aparente de las ondas superficiales. ................... 46

Figura 3. 11 Transformacin frecuencia - Velocidad de fase. ............................................... 46

Figura 3. 12 Ventana de pick phase velocity. ..................................................................... 47

Figura 3. 13 Curva de dispersin con las mximas amplitudes del modo fundamental. ....... 48

Figura 3. 14 Ventana para la visualizacin de la curva de velocidad de fase. ....................... 49

Figura 3. 15 Curva de velocidad de fase versus frecuencia original. ..................................... 50

xiii

Figura 3. 16 Curva de velocidad de fase versus frecuencia con una seleccin de puntos de buena

calidad. ...................................................................................................................................... 50

Figura 3. 17 Parmetros de espesor y nmero de capas del modelo inicial Vs. ..................... 51

Figura 3. 18 Modelo inicial de velocidades de ondas de corte. .............................................. 52

Figura 3. 19 Curvas de dispersin calculada manualmente a travs de la seleccin de los

mximos de amplitud y la curva calculada por el software. Error RMSE del ajuste entre ambas

curvas. ....................................................................................................................................... 52

Figura 3. 20 Proceso de inversin de ondas Rayleigh. ........................................................... 53

Figura 3. 21 Perfil de velocidades de ondas de corte Vs, finalizada la inversin. ................. 53

Figura 3. 22 Error RMSE posterior al proceso de inversin. ................................................. 54

Figura 3. 23 Ventana para exportar la tabla de velocidades en formato txt. ....................... 54

Figura 3. 24 Tabla de valores de velocidad por cada registro. ............................................... 55

Figura 3. 25 Segmento de tabla usada para la generacin de modelos de velocidad 3D. ...... 55

Figura 3. 26 Fase de carga de datos en Gocad. ...................................................................... 56

Figura 3. 27 Seleccin de parmetros para la generacin de los cubos de velocidad. ........... 57

Figura 3.28 Funciones verticales de velocidad para la generacin de los cubos de velocidades.

.................................................................................................................................................. 58

Figura 3. 29 Generacin del Voxet para el cubo de velocidades. ....................................... 58

Figura 3. 30 Interpolacin DSI para la generacin de los cubos de velocidades 3D. ............ 59

Figura 3. 31 Modelo de velocidades de corte 3D. .................................................................. 59

Figura 3. 32 Modelo de capa meteorizada para el clculo de correcciones estticas. ............ 60

Figura 3. 33 Fase carga de datos en ArcMap10. .................................................................... 62

Figura 3. 34 Mapa de coordenadas de los shots gather con el valor de tiempo de correcciones

estticas para cada modelo. ...................................................................................................... 62

Figura 3. 35 Ubicacin de fuentes y receptores El Vedero 10M 3D3C. ................................ 63

Figura 3. 36 Fase de interpolacin para la generacin de los grid de tiempos de las correcciones

estticas de fuente y receptor. ................................................................................................... 64

Figura 3. 37 Extensin total del rea de fuentes y receptores. ............................................... 64

Figura 3. 38 Resultado del interpolado Topo to Raster para la correccin esttica de receptor en

el modelo de weathering de 3 capas. ........................................................................................ 65

Figura 3. 39 Extraccin de los valores de tiempo de la onda P a la posicin de los disparos para

la correccin esttica de fuente, en el modelo de weathering de 3 capas. ................................ 66

xiv

Figura 3. 40 Tablas de tiempo de fuente y receptor para el modelo de weathering de 3 capas.67

Figura 3. 41 Mdulo HDRMATH para la onda P. ................................................................. 68

Figura 3. 42 Mdulo HDRMATH para la onda S. ................................................................. 69

Figura 3. 43 Flujo de procesamiento de estticas largas de onda convertida. ........................ 71

CAPTULO VI. ANLISIS Y RESULTADOS

Figura 4. 1 Perfil de velocidad Vs del disparo 11219. ............................................................ 74

Figura 4. 2 Modelo de velocidad de ondas de corte 3D. ......................................................... 75

Figura 4. 3 Modelo de velocidad de ondas P 3D. .................................................................... 75

Figura 4. 4 Vista en planta del modelo Vp para cada capa. ................................................... 77

Figura 4. 5 Vista en planta del modelo Vs para cada capa. .................................................... 77

Figura 4. 6 Mapa de tiempo de trnsito de onda P para solucin de estticas de fuente......... 79

Figura 4. 7 Mapa de tiempo de trnsito de onda S para solucin de estticas de receptor. .... 80

Figura 4. 8 Mapa de topografa del rea de estudio. ............................................................... 81

Figura 4. 9 Mapa de tiempo de trnsito de onda P para solucin de estticas de fuente en un

modelo de weathering de 3 capas. ............................................................................................ 83

Figura 4. 10 Mapa de tiempo de trnsito de onda S para soluciones de estticas de fuente en un

modelo de weathering de 3 capas usando una velocidad de remplazo de 475m/s. .................. 84


modelo de weathering de 3 capas usando una velocidad de remplazo de 600 m/s. ................. 86


modelo de weathering de 3 capas usando una velocidad de remplazo de 800 m/s. ................. 87

Figura 4. 13 Seccin de onda convertida de la lnea 374 direccin Crossline, con clculo de

estticas largas usando un modelo de weathering de 2 capas................................................... 89

Figura 4. 14 Seccin de onda convertida de la lnea 374 direccin Crossline, con clculo de

estticas largas usando un modelo de weathering de 3 capas................................................... 89

Figura 4. 15 Seccin de onda convertida de la lnea 474 direccin Inline, con clculo de estticas

largas usando un modelo de weathering de 2 capas. ................................................................ 91

Figura 4. 16 Seccin de onda convertida de la lnea 475 direccin Inline, con clculo de estticas

largas usando un modelo de weathering de 3 capas. ................................................................ 91

xv

Figura 4. 17 Comparacin de correcciones estticas en la seccin de la lnea 374 direccin

Crossline para onda convertida. A: correccin de estticas largas por elevacin, B: correccin de

estticas largas por inversin de ondas Rayleigh. .................................................................... 92

Figura 4. 18 Comparacin de correcciones estticas en la seccin de la lnea 474 direccin Inline

para onda convertida. A: correccin de estticas largas por elevacin, B: correccin de estticas

largas por inversin de ondas Rayleigh. ................................................................................... 94



largas por inversin de ondas Rayleigh, utilizando velocidad de remplazo de Vs de 600 m/s.95



estticas largas por inversin de ondas Rayleigh, utilizando velocidad de remplazo de Vs de 600

m/s. ........................................................................................................................................... 96



largas por inversin de ondas Rayleigh, utilizando velocidad de remplazo de Vs de 800 m/s.98



estticas largas por inversin de ondas Rayleigh, utilizando velocidad de remplazo de Vs de 800

m/s. ........................................................................................................................................... 99

Figura 4. 23 Comparacin de correcciones estticas de fuente en la seccin de la lnea 474

direccin Inline. A: correccin de estticas largas de disparo por refraccin, B: correccin de

estticas largas de disparo por inversin de ondas Rayleigh. ................................................. 100

xvi

NDICE DE TABLAS

CAPTULO III. MARCO METOLGICO

Tabla 3. 1. Caractersticas generales de los parmetros de adquisicin- El Vedero 10M 3D3C.37

Tabla 3. 2. Parmetros del registro - El Vedero 10M 3D3C. .................................................. 38

Tabla 3. 3. Caractersticas del Sensor Digital DSU3. .............................................................. 40

1

INTRODUCCIN

Las distintas propiedades fsicas del subsuelo, generalmente pueden medirse desde la superficie

terrestre, usando diversas herramientas, con el fin de conocer su distribucin espacial en el

subsuelo. Entre las tcnicas geofsicas ms utilizadas actualmente, los mtodos ssmicos o

levantamientos ssmicos 3D surgen como una herramienta lder indiscutible en la identificacin

de acumulaciones potenciales de hidrocarburos. Debido a su alcance en la exploracin de grandes

volmenes en el subsuelo, les otorga a las compaas de petrleo y gas un avance tecnolgico

para la identificacin de estructuras geolgicas (Barclay, et al. 2008).

En Venezuela actualmente, la Faja Petrolfera del Orinoco representa la fuente de reservas de

hidrocarburos pesados y extrapesados ms importantes del mundo y constituye un pilar

fundamental para el desarrollo nacional en el mbito econmico, social, industrial y tecnolgico.

La Faja Petrolfera del Orinoco se caracteriza por la presencia de reas extensas con topografa

compleja, que se complementan con una espesa capa de material poco consolidado de baja

velocidad que se conoce con el nombre de capa meteorizada. Estos escenarios representan un

desafo importante en el rea de la ssmica, especficamente en la etapa de procesamiento de

datos, al afectar los tiempos de reflexin de las ondas y ocasionar una prdida en la continuidad

de los eventos, dando origen a estructuras en profundidad que no son reales (Oria y Dos Santos,

2002).

Para corregir este efecto, en la fase de procesamiento de datos ssmicos se aplica un proceso

denominado correcciones estticas, considerado como un elemento fundamental en el tratamiento

de los datos en tierra, ya que conduce a una calidad mejorada de los datos aumentando la

resolucin de la ssmica (Marsden, 1993).

Para obtener un modelo adecuado de correcciones estticas particularmente para onda

convertida, es necesario un conocimiento adecuado de las primeras capas superficiales del

subsuelo, con el propsito de corregir la distorsin de los datos ssmicos, que se manifiestan con

un error en los tiempos de llegada de las ondas.

Las propiedades de las ondas superficiales y su estrecha relacin con las capas cercanas a la

superficie, han sido estudiadas por diversos autores como Rayleigh (1885), Lester (1932),

Dobrin (1951), entre otros y se ha llegado a la conclusin, que existe una estrecha relacin entre

2

las velocidades y amplitudes de las ondas superficiales y las velocidades de las ondas en la capa

meteorizada (Mari, 1984). Estos antecedentes son el punto de partida para la actual

investigacin.

Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo fundamental, construir un modelo de

velocidades de onda S para la capa meteorizada mediante la integracin de un mtodo novedoso

publicado e introducido por primera vez en Geophisics en el ao de 1999, denominado Anlisis

Multicanal de Ondas Superficiales, el cual permite estimar velocidades precisas de ondas S

cercanas a la superficie a travs del registro de ondas superficiales. De este modo, el sentido final

de este proyecto, es presentar un acercamiento a un mtodo innovador para estimar estructuras de

velocidad de ondas S cercanas a la superficie, especialmente adaptado a las correcciones

estticas de onda convertida.

Para lograr este objetivo es necesario abarcar un flujo de trabajo enfocado principalmente en

dos reas, el anlisis dispersivo de las ondas superficiales para la construccin de modelos de

velocidad de ondas P y S, y a su vez, el clculo de la correccin en tiempo para la onda

convertida, con el fin de comprobar si efectivamente existe un aporte positivo en la solucin de

estticas largas para datos multicomponentes.

Esta investigacin fue realizada en el marco de un proyecto de pasanta larga realizada en las

instalaciones de PDVSA Intevep (Instituto Tecnolgico Venezolano del Petrleo) filial de

investigacin enfocada a soluciones tecnolgicas integrales, especialmente en actividades de

Exploracin, Produccin, Refinacin e Industrializacin.

CAPITULO I MARCO GEOLGICO

1.1 UBICACIN GEOGRFICA.

La zona de estudio se encuentra ubicada en el bloque Junn de la Faja Petrolfera del Orinoco.

La Faja petrolfera del Orinoco es una extensa zona, rica en petrleo pesado y extrapesado;

Abarca, aproximadamente, 650 km de este a oeste y unos 70 km de norte a sur, para un total de

55.314 km2

que representa un 6% del territorio nacional. Se ubica en la zona Sur de los estados

Gurico, Anzotegui, Monagas y Delta Amacuro. Las acumulaciones de hidrocarburos van desde

el suroeste de la ciudad de calabozo en el estado Gurico hasta la desembocadura del ro Orinoco.

La Faja Petrolfera del Orinoco, se encuentra dividida en cuatro grandes reas, siendo stas de

este a oeste, Boyac con 14.333 km2, Junn con 20.324 km

2, Ayacucho con 13.562 km

2 y

Carabobo con 7.473 km2 (Bellorin, 2012).

El rea de Junn se encuentra especficamente entre las Sub Cuencas de Gurico y Maturn

formando parte de la Provincia Geolgica Cuenca Oriental de Venezuela, situada en la zona

Centro-Este de Venezuela en una depresin topogrfica y estructural. El rea est ubicada al Sur

de la Serrana del Interior, extendindose hasta el Escudo de Guayana, limitada al Oeste por el

arco de El Bal y prolongndose al Este hasta la Plataforma Continental (EXGEO, 2007). Junn

se encuentra dividida en 11 bloques, los datos del presente estudio, fueron adquiridos en el

proyecto de exploracin ssmica "El Vedero 10M 3D3C, situado en el bloque 2, especficamente

entre los municipio Santa Mara de Ipire, El Socorro y Leonardo Infante, del estado Gurico,

como se observa en la figura 1.1. Este proyecto es el segundo proyecto de adquisicin en tres

dimensiones, con 65.520 puntos de tiro y 4.556 kilmetros de corte, en un rea de 247 kilmetros

cuadrados aproximadamente. La codificacin 10M 3D 3C indica, 10M: relacionada a una

empresa mixta, 3D: tres dimensiones y 3C tres componentes (PDVSA, 2007).

4

Figura 1. 1 Bloque Junn de la Faja Petrolfera del Orinoco (tomado de Bellorin, 2012)

La geologa estructural en el rea de Junn es similar al patrn mostrado en el resto de la

Cuenca Oriental. Como rasgo estructural importante, la Faja Petrolfera del Orinoco presenta un

sistema de fallas (sistema de fallas de hato viejo), que divide a la faja en dos provincias

estructurales. Al Oeste del sistema se encuentran ubicadas las reas de Boyac y Junn, mientras

que, al Este, se encuentran las reas de Ayacucho y Carabobo, como se observa en la figura 1.2.

La direccin de las fallas de la provincia occidental son de Este-Oeste y Noreste-Suroeste, donde

el rea de Junn se caracteriza por presentar estructuralmente una porcin Sur elevada y otra

Norte muy deprimida, con presencia de fallas locales que influyeron en la acumulacin de

hidrocarburo (PDVSA, 2007).

Figura 1. 2 Seccin esquemtica estructural de la Faja Petrolfera del Orinoco (tomado de

PDVSA, 2007)

5

1.2 GEOLOGIA REGIONAL.

Cuenca Oriental de Venezuela. 1.2.1

La Cuenca Oriental de Venezuela es la segunda cuenca ms importante de Venezuela, se

encuentra limitada al norte por la Cordillera de La Costa, al sur por el ro Orinoco, al este por la

plataforma del Delta y al oeste por el Lineamiento de El Bal (Schlumberger, 1997).

Segn Gonzlez de Juana et al. (1980), esta cuenca tiene una longitud aproximada de 800 Km

en sentido oeste-este y un ancho promedio de 200 Km de norte a sur, abarcando un rea total

aproximada de 165.000 km2

entre los Estados Gurico, Anzotegui, Monagas, Territorio Delta

Amacuro y una extensin menor en el Estado Sucre (ver figura 1.3).

Estructuralmente, la Cuenca Oriental de Venezuela se puede definir como una gran depresin,

que tiene como rasgo distintivo, la geometra asimtrica dado que presenta una leve inclinacin

del flanco sur hacia el norte, no obstante, el flanco norte presenta una tectnica ms compleja,

con mayores buzamientos que se conectan a la zona fallada del flanco meridional de las

cordilleras que limitan dicha cuenca. En ambos flancos de la cuenca se ha obtenido produccin

de petrleo, bajo condiciones estratigrficas y estructurales diferentes. Cabe destacar, que el

espesor de las columnas sedimentarias terciarias vara desde cientos de metros hacia los bordes

meridional y occidental, as como tambin, espesores de 6 a 8 km en la zona ms profunda de la

cuenca.

Figura 1. 3 Cuencas petrolferas de Venezuela basadas en la distribucin de sus Provincias

Sedimentarias (tomado de Schlumberger, 1997)

6

Evolucin de la Cuenca Oriental de Venezuela. 1.2.2

Segn Gonzales de Juana et. al, la Cuenca Oriental de Venezuela, presenta una evolucin

estructural relativamente simple, si se compara con otras reas paleozoicas conocidas en

Venezuela, como resultado de la estabilizacin del cratn de Guayana. El Paleozoico Superior

aparece en forma discordante plegada y fallada sobre rocas gneo-metamrficas atribuidas al

Precmbrico

La evolucin geodinmica y tectnica de la Cuenca Oriental de Venezuela, es descrita segn

Talwani (2002), donde la historia paleozoica y posterior de la cuenca se puede dividir en 4 fases

principales:

1 Fase Pre-rift (Palezoico).

Esta fase ocurri durante el Paleozoico dado que se han identificado depsitos de esta Era a

travs de registros ssmicos. Esta megasecuencia est asociada a las formaciones Hato Viejo y

Carrizal de la subcuenca de Gurico, donde la cobertura sedimentaria total es de espesor muy

delgado. La secuencia del Paleozoico alcanza un espesor estimado de aproximadamente 1,5 a 2

segundos (tiempo doble de viaje), que es equivalente aproximadamente a unos 3 a 5 km. Estudios

de perforaciones en el rea indican que estas formaciones se conforman de areniscas de grano

fino a grueso, ligeramente calcreas y presencia de conglomerados con intercalaciones de lutitas

verdes. Se cree que estas formaciones fueron depositadas en ambientes marinos costeros a

nerticos (Talwani, 2002).

2 Fase Rift.

En Venezuela, la rotura o rifting de Pangea (supercontinente que una Amrica, Europa y

frica actuales), produjo diferentes estructuraciones que representaron una influencia importante

en la evolucin de las cuencas sedimentarias de Venezuela (Schlumberger, 1997). Cuando Norte

Amrica se separa de Gondwana, la apertura involucra la formacin de un margen septentrional

de Amrica del Sur, separando Yucatn de la placa Sudamericana, lo cual tuvo lugar durante el

Trisico Tardo al Jursico Temprano. Esta fase est representada en la Cuenca Oriental de

Venezuela, por basaltos del Jursico tardo y capas rojas que se depositaron en el Graben de

Espino. El rifting, aparentemente no estuvo asociado a un gran estiramiento o subsidencia

7

cortical, por lo tanto, la actividad tectnica importante estuvo relacionada al sistema de fallas

rumbo deslizantes o transformantes durante la separacin (Talwani, 2002).

3 Fase de margen pasivo.

Esta fase est caracterizada por la subsidencia pasiva del margen septentrional de Amrica del

Sur, desde el Jursico Tardo o Cretcico Temprano al Eoceno. Se depositaron en este perodo

aproximadamente de 3 a 4 km de rocas clsticas marinas, donde destacan la Formacin

Querecual y la Formacin San Antonio, que son generadoras de petrleo pesado (Talwani, 2002).

4 Sistema Rumbo-deslizante y compresivo-transpresivo.

Esta fase se caracteriz por el desarrollo de cuencas antepas producto de la colisin oblicua de

la placa del Caribe con la placa Sudamericana durante el Eoceno Temprano-Medio al presente.

Los depsitos caractersticos de esta cuenca recubren los depsitos del margen pasivo, donde se

crearon trampas asociadas a las fallas. Debido a la colisin en la parte norte se produjo un

levantamiento isosttico y flexural en la zona sur de la cuenca, que la expuso a la erosin. El

levantamiento progres de oeste a este por la colisin y el cabalgamiento de la Cordillera de la

Costa/ Villa de Cura en el margen pasivo de Amrica del Sur en el Eoceno. En el Mioceno

Inferior se produjo un cabalgamiento y levantamiento en la serrana del Interior a causa de la

compresin y transpresin entres las placas del Caribe y la Sudamericana, la deformacin de la

subcuenca de Maturn Central y el levantamiento de la subcuenca de Gurico. Durante esta fase

debido a la tectnica y la historia depositacional de la cuenca antepas se depositaron los

reservorios de la Formacin Merecure, Oficina y Freites (edad Oligoceno-Mioceno Medio), la

Formacin Las Piedras (edad Plio-Pleistoceno), as como tambin, el sello de las lutitas de la

Formacin Carapita, por lo que esta fase representa un papel fundamental en el sistema de

petrleo pesado (Talwani, 2002).

1.3 SECUENCIA ESTRATIGRFICA DEL REA DE ESTUDIO.

A continuacin se definen las formaciones correspondientes a la secuencia (Oligoceno-

Pleistoceno), pertenecientes al rea de Junn, como se observa en la columna estratigrfica de la

figura 1.4.

8

Figura 1. 4 Columna Estratigrfica del rea de Junn (tomado de PDVSA, 2007).

Formacin Mesa 1.3.1

La formacin Mesa suprayace en contacto concordante y transicional a la Formacin Piedras de

edad Plioceno. Hedberg (1950), le otorgaron dicho nombre, dado que cubre extensas mesas

fisiogrficas caractersticas del rea Este de la Cuenca Oriental. La formacin se extiende de los

llanos orientales, abarcando los estados Gurico, Anzotegui y Monagas, con algunos

afloramientos en los estados Sucre y Bolvar.

Gonzlez de Juana et al. (1980), describe que la formacin est compuesta de arenas de grano

grueso y gravas, con cemento ferruginoso cementadas, conglomerado rojo a casi negro, arenas

blanco-amarillentas, rojo y prpura, con estratificacin cruzada; adems contiene lentes

9

discontinuos de arcilla fina arenosa y lentes de limolita. El espesor de la Formacin Mesa es

variable, sin embargo, en trminos generales, el espesor disminuye de norte a sur a consecuencia

del cambio en la sedimentacin fluvio-deltaica y aumenta de oeste a este por el avance de los

sedimentos deltaicos, presentando espesores mximos de 275 m hacia el estado Maturin y

disminuyendo hasta 20 m hacia el estado Bolvar.

Formacin Las Piedras 1.3.2

La Formacin Las Piedras segn Gonzlez de Juana et al. (1980), es de edad Plioceno dada su

posicin estratigrfica discordante y suprayacente a la Formacin Freites de edad Mioceno

Tardo, mientras que, el contacto con la formacin Mesa es concordante y transicional.

La localidad tipo consiste de sedimentos finos mal consolidados de areniscas interlaminadas

con lutitas gris a verdoso, arcillitas siderticas y lignitos. Tambin se encuentran algunas calizas

arenosas duras y de color verde. Los espesores de la formacin varan segn Hedberg (1950), de

460 m en los afloramientos de Anzotegui hasta un espesor mximo estimado de 1525m.

Las arenas de las Formacin las Piedras son productoras de petrleo pesado en algunos campos

al norte del estado Monagas.

Formacin Freites 1.3.3

La Formacin Freites design su nombre segn Hedberg (1950), a un conjunto de sedimentos

arcillosos de edad miocena, en el campo petrolero Oficina, distrito Freites del estado Anzotegui.

Esta formacin suprayace concordantemente a la Formacin Oficina, prcticamente en toda su

extensin, con excepcin del rea de Anaco donde se presenta una discordancia; Hacia el tope la

Formacin es concordante a la Formacin las Piedras.

Segn macrofsiles reportados por Jam y Santos (1987), la edad de la Formacin Freites,

corresponde a Mioceno Medio y Mioceno Tardo. La Localidad tipo corresponde a lutitas fsiles

de color verde a gris verdoso, con areniscas en el tope y la base, por lo que la unidad se divide en

tres intervalos: un intervalo superior de 100 m con areniscas arcillosas seguido por un intervalo

del mismo espesor predominantemente luttico y finalmente un intervalo inferior de lutitas

intercaladas con areniscas de grano medio a grueso.

10

Las lutitas y arcillas de la Formacin Freites representan el sello principal de los reservorios

petrolferos de la Formacin Oficina por esta razn su importancia.

Formacin Oficina 1.3.4

La Formacin Oficina abarca los estados Anzotegui y Monagas, aflorando en la superficie de

los domos de Santa Ana y San Joaqun y en las cercanas del campo Cerro pelado. Segn

Hedberg y Funkhouser (1947), la edad de la formacin corresponde al Oligoceno-Mioceno. El

contacto inferior de la formacin es discordante sobre unidades cretcicas, as como tambin,

concordante con la Formacin Merecure. Por otra parte, el contacto superior con la Formacin

Freites es definido por diferentes autores, como concordante.

La zona ms prospectiva de la formacin, se encuentra en el Miembro inferior de edad Mioceno

Temprano, y cabe destacar, que la formacin se encuentra en toda el rea de Junn; Esta se

caracteriza por presentar una seccin inferior arenosa, con abundantes paquetes de arenas

masivas de grano fino a grueso, con cambios de facies rpidos; Por su parte, la seccin superior

es luttica con abundantes capas de lignitos intercalados, con evidencia de bioturbacin (PDVSA,

2007).

Segn Gonzlez de Juana et al. (1980), el espesor de la Formacin Oficina aumenta desde los

bordes de la cuenca hacia su eje, con 220-275 m en Temblador, 600 a ms de 1400 m en el rea

mayor de Oficina, superando los 2000 m en Anaco. Aunado a ello, la Formacin Oficina

constituye los principales yacimientos petrolferos en la Cuenca Oriental, es evidente entonces, la

importancia econmica de esta formacin.

CAPTULO II MARCO TERICO

2.1 EXPLORACIN SSMICA.

El mtodo de ssmica es uno de las tcnicas geofsicas ms importantes, en trminos de gastos y

nmero de geofsicos involucrados. Su importancia y predominio se debe a la alta precisin, alta

resolucin y una gran penetracin del mtodo (Telford, et al., 1977). La aplicacin del mtodo

ssmico cubre por lo general varias fases que se complementan para optimizar los resultados; Se

comienza por un estudio del subsuelo hecho por un grupo de gelogos y geofsicos donde se

define el rea donde la geologa sugiere la presencia de hidrocarburos (Cooper, et al., 2010).

Aunque el uso generalizado de los mtodos ssmicos es principalmente en la exploracin del

petrleo, tambin son importantes en bsquedas de aguas subterrneas y en ingeniera civil,

especialmente para medir la profundidad del lecho de roca en relacin a la construccin de

grandes edificios, presas y carreteras (Telford, et al., 1977).

La tcnica bsica de la exploracin ssmica consiste en la generacin de ondas ssmicas y la

medicin del tiempo de viaje de las ondas, desde las fuentes a una serie de receptores, tambin

denominados gefonos, los cuales se disponen generalmente a lo largo de una lnea recta dirigida

hacia la fuente (Telford, et al., 1977). Las fuentes de energa son controladas y desplazadas,

siendo las distancias entre la fuente y los puntos de registro relativamente pequeas. Gran parte

del trabajo en ssmica consiste en una cobertura continua, donde se muestrea la respuesta

sucesiva del subsuelo a lo largo de las lneas de perfil. (Sheriff y Geldart, 1995). Los datos por lo

general se registran digitalmente en cinta magntica o discos duros para que posteriormente, en el

procesamiento de los datos se pueda utilizar para mejorar la seal con respecto al ruido, extraer la

informacin significativa, y visualizar la interpretacin geolgica (Telford, et al., 1977).

A travs del conocimiento de los tiempos de viaje y la velocidad de las ondas, se intenta

reconstruir la trayectoria de las ondas ssmicas. La informacin estructural se deriva

12

principalmente de los recorridos de los rayos que se dividen en dos categoras principales: rayo

refractado (headwave) en donde la onda viaja a lo largo de la interfase entre dos capas de roca y

describe un recorrido horizontal; Rayo reflejado, en el que la onda viaja hacia abajo inicialmente

y en algn momento se refleja de nuevo a la superficie, la ruta global descrita es esencialmente

vertical, cada reflexin cambia la amplitud de la onda de retorno a travs de una propiedad

denominada impedancia acstica que controla el cambio producido en la interfase y se traduce

fsicamente como un producto de la densidad por la velocidad. Para ambos tipos de rayos, los

tiempos de viaje dependern de las propiedades fsicas de las rocas y la disposicin de las capas.

El objetivo de la exploracin ssmica es deducir la informacin, a partir de los tiempos de llegada

observados y de variaciones en la amplitud, la frecuencia, fase, y la forma de onda (Telford, et

al., 1977).

2.2 LEYES FUNDAMENTALES.

Ley de Snell. 2.2.1

La ley de Snell establece que cuando una onda cruza la interfaz entre dos medios isotrpicos

parte de su energa se refleja y el resto se refracta, como:

Donde i es el ngulo incidente de la onda, V1 es la velocidad del primer medio, r es el ngulo

de refraccin y V2 es la velocidad del segundo medio (Sheriff, 2002).

En un medio acstico, el ngulo incidente y reflejado sern iguales, sin embargo, en un medio

elstico el ngulo incidente y reflejado pueden ser diferentes para una onda P o S, como se

observa en la Figura 2.1

13

Figura 2. 1 Reflexin y refraccin de ondas P y S en una interfaz de dos medios elsticos,

homogneos e isotrpicos (tomado de Regueiro, 2007).

Principio de Huygens. 2.2.2

Este principio se basa en que todo punto a lo largo de un frente de onda se puede ver como una

fuente puntual, la cual produce una onda esfrica secundaria, que se propaga en todas las

direcciones alejndose del punto de origen (Regueiro, 2007).

Figura 2. 2 Principio de Huygens. XY frente de onda original en t, X Y nuevo frente de onda

en t + t. (tomado y modificado de Sheriff, 2002)

14

2.3 ONDAS SSMICAS.

Cuando se produce una perturbacin ssmica a partir de una fuente cercana a la superficie sobre

un medio homogneo, dicha energa viaja deformando elsticamente el medio para permitir su

paso con una amplitud que decrece con la distancia. Parte de esta energa se propaga a travs del

medio como ondas de cuerpo ssmicas y el remanente de energa se propaga por la superficie

como ondas superficiales (Lowrie, 2007).

Ondas de cuerpo. 2.3.1

Ondas P: son ondas longitudinales tambin denominadas como ondas primarias, son las

ondas ssmicas de mayor velocidad y viajan a travs de cualquier medio, sea slido, lquido o

gas. El movimiento de las partculas del medio es hacia delante y atrs en la lnea paralela a

la direccin de propagacin de la onda, por lo que tambin son conocidas como ondas de

compresin, como se observa en la Figura 2.3, (Monroe y Wicander, 2009)

Ondas S: son ondas transversales, tambin denominadas ondas secundarias dado que son ms

lentas que las ondas P. Las ondas S tambin son denominadas como ondas de corte o de

cizalla, dado que el movimiento de las partculas es perpendicular a la direccin de

propagacin de la onda, por lo que producen esfuerzos de corte en el material por el cual se

transmiten. Cabe destacar, que las ondas S solo se transmiten por slidos dado que los

lquidos al no ser rgidos, no soportan esfuerzos de cizalla. Figura 2.3, (Monroe y Wicander,

2009).

Ondas superficiales. 2.3.2

Las ondas superficiales slo viajan a lo largo de la superficie de la tierra entre dos medios con

propiedades elsticas distintas. Son ondas con menor velocidad que las ondas corporales. Entre

las ondas ms importantes de este tipo tenemos, las ondas Rayleigh y las ondas Love, llamadas

as por los cientficos britnicos que las descubrieron, Lord Rayleigh y H. Love, respectivamente

(Monroe y Wicander, 2009)

Ondas Love: son ondas superficiales que slo se observan con la presencia de una capa de

baja velocidad superpuesta a un medio con mayor velocidad. Se caracterizan porque el

movimiento de las partculas es perpendicular a la direccin de la propagacin de la onda,

15

similar a las ondas S, sin embargo, las partculas individuales del material se mueven hacia

atrs y hacia adelante en un plano perpendicular a la direccin de propagacin de la

perturbacin, como se observa en la Figura 2.3, (Monroe y Wicander, 2009).

Ondas Rayleigh: estas ondas viajan a lo largo de una superficie libre, es decir, en interfaces

tierra-agua o tierra-aire. Las ondas Rayleigh son el resultado de la interferencia de las ondas

P y Sv. El movimiento de las partculas en un medio homogneo es elptica retrgrada en la

direccin de la propagacin de la onda. Estas ondas se caracterizan por tener baja velocidad,

baja frecuencia y una gran amplitud, dicha amplitud decrece con la profundidad por debajo

de la superficie (Ver Figura 2.3.) (Xia et al, 1999).

Figura 2. 3 Movimiento de las partculas asociadas a la propagacin de las ondas ssmicas. (a)

Compresional. (b) Cizalla. (c) Ondas superficiales, Ondas Rayleigh y Ondas Love (tomado y

modificado de Everett, 2013).

16

Dispersin de Ondas Rayleigh. 2.3.3

Segn Park et al, (1999) en un medio estratificado, la velocidad de propagacin o tambin

denominada velocidad de fase de las ondas Rayleigh depende de la frecuencia, esta propiedad se

conoce con el nombre de dispersin. La dispersin es un concepto fundamental en la propagacin

de las ondas Rayleigh en el terreno, Park (2005) establece su definicin como el cambio de

velocidad de propagacin de las ondas Rayleigh (CR) en funcin de la longitud de onda () y

frecuencia (f). Este fenmeno slo se manifiesta en un medio que no es homogneo, en trminos

de la distribucin de los valores de Vs segn la vertical. El comportamiento dispersivo de las

ondas Rayleigh, puede ser cuantificado en forma de una curva de dispersin, que presenta la

velocidad de propagacin en funcin de la frecuencia de la onda, como se observa en la Figura

2.4.

Figura 2. 4 Curva de dispersin (tomado y modificado de Everett, 2013).

La Figura 2.4 muestra las curvas tpicas de los diferentes modos de las ondas superficiales. Las

curvas de dispersin para un sitio particular contienen informacin acerca de la distribucin de

velocidades del subsuelo en profundidad, ya que es justamente esta heterogeneidad de las

velocidades la que permite la existencia del comportamiento dispersivo de las ondas (Lay y

Wallace, 1995).

17

Hayashi (2003) describe que en un comportamiento de aumento de la velocidad en relacin a la

profundidad, se obtiene para longitudes de ondas corta, menor velocidad y por lo tanto menor

penetracin en profundidad, mientras que para longitudes de ondas largas, la penetracin es

mayor en profundidad, resultando en una velocidad de fase mayor, la Figura 2.5, ilustra ese

comportamiento.

Figura 2. 5 Dispersin de Ondas Rayleigh. Con el aumento de la velocidad ssmica en

profundidad, las largas longitudes de onda penetran a mayor profundidad con mayor velocidad,

por lo tanto, diferentes frecuencias llegan a diferentes tiempos en el registro ssmico (tomado y

modificado de Park Seismic, 2007).

Para una frecuencia particular, existirn un nmero de modos con distintas velocidades

aparentes. Su existencia se fundamenta fsicamente por la presencia de interferencias

constructivas entre las curvas de los rayos que pasan a travs de medios heterogneos y entre las

ondas reflejadas y transmitidas en una capa. La aparicin de diferentes modos de propagacin

ofrecen un caso muy complejo, dado que la energa producida por la fuente activa, es propagada

a grandes distancias con una superposicin de los diferentes modos. Es decir, seleccionar a priori

el modo fundamental, es complejo, sin embargo, para un perfil normalmente dispersivo, el modo

dominante o fundamental predomina en el campo de ondas, ya que representa el modo con mayor

energa (Shearer, 1999).

2.4 SSMICA MULTICOMPONENTE.

En sus comienzos la ssmica se bas en el uso de ondas compresionales, actualmente el mtodo

principal usado en la exploracin ssmica es el levantamiento de ssmica de reflexin de onda P,

18

esto se debe principalmente a que las ondas compresionales son registradas primero en

comparacin a las dems ondas elsticas, por lo general tienen una relacin seal ruido mayor, se

generan fcilmente por cualquier tipo de fuente, el movimiento de las partculas es casi rectilneo

y se propagan en medios con fluidos. Sin embargo, est tomando importancia el registro de

mltiples componentes para mejorar las secciones de onda P, al generar una imagen

complementaria a travs de la ssmica multicomponente (Stewart, et. al., 2000).

La tecnologa de ssmica multicomponente consiste en grabar, procesar y analizar todo el

campo de onda elstico que se propaga en el subsuelo. Mediante el anlisis simultneo de ambos

tipos de onda, es posible obtener informacin sobre las propiedades del medio mucho ms

completas que solamente usando el parmetro Vp (PDVSA CIED, 1999). Para el registro de las

ondas S, se requieren de gefonos que detecten el movimiento del terreno en tres dimensiones,

una vertical y dos horizontales. La componente vertical registra principalmente las ondas P; Las

ondas SV y SH se registran en las componentes horizontales del gefono. (Ver figura 2.4). La

direccin de la fuente en funcin de la lnea de adquisicin, determinar el registro principal de

las componentes horizontales del gefono, es decir, si la fuente est orientada perpendicular a la

lnea de tiro, se generar una onda SH, donde el movimiento de la partcula es horizontal,

perpendicular a la propagacin de la onda y normal al plano generado por la fuente, el punto de

reflexin y el receptor. En caso contrario, si la fuente est orientada en la direccin paralela a la

lnea de tiro, se generar una onda SV, donde el movimiento de la partcula tambin es

horizontal y perpendicular a la propagacin de la onda pero contenido en el plano generado por la

fuente, punto de reflexin y receptor (Parejo, 2013).

Figura 2. 6 Registros Ondas P, SV Y SH en Ssmica Multicomponente (tomado y modificado

de PDVSA CIED, 1999).

Fuente P Fuente SV Fuente SV

19

Ondas convertidas. 2.4.1

Una onda convertida, es aquella onda que se genera a travs de una fuente como onda P, se

propaga a travs del subsuelo e incide sobre un estrato con un cambio en las propiedades

elsticas del medio y finalmente se refleja convirtindose parcialmente en onda S. (PDVSA

CIED, 1999)

Como se observa en la Figura 2.7, la trayectoria del rayo es asimtrica, es decir, el ngulo del

rayo descendente incidente, es diferente al ascendente posterior a la reflexin, por lo tanto, el

punto medio de las ondas P difiere del punto de conversin de las ondas S.

Figura 2. 7 Reflexin de la onda convertida PS en el punto de conversin (CP) en comparacin a

la reflexin de la onda P en el punto medio (MP) (tomado y modificado de Stewart, et. al.,

2000).

Esta asimetra se puede explicar usando la Ley de Snell, mostrada en la ecuacin [1], donde se

asume como V1 la velocidad de onda P y V2 la velocidad de onda S. Dado que para un mismo

material, Vs es menor que Vp, la onda S llega al receptor con un ngulo ms vertical, y el punto

medio MP difiere del punto de conversin CP, mostrado en la figura anterior.

El punto de conversin vara con la profundidad, como se aprecia en la Figura2.8, al aumentar

la profundidad, los puntos de conversin convergen en una asntota y esto se explica por la

siguiente relacin matemtica:

20

Donde Xa es la distancia desde la fuente al punto de conversin, X es la distancia fuente-

receptor (offset), Vp y Vs, velocidades de las ondas de cuerpo, siendo dicha ecuacin una

aproximacin vlida para grandes profundidades con respecto al offset.

Figura 2. 8 Comportamiento del CCP o punto comn de conversin en profundidad (tomado y

modificado de Manual de Focus, 2007)

Aplicaciones de la ssmica multicomponente. 2.4.2

La tecnologa de ssmica multicomponente puede aportar soluciones para algunos problemas en

la exploracin y explotacin de hidrocarburos, como estimacin de litologas, anisotropa,

aplicaciones en resolucin y estimar porosidad. (PDVSA CIED, 1999)

21

Al tener un registro de campo de onda completo, se puede aprovechar el uso de los datos

multicomponentes para maximizar la informacin gelogica y geofsica, proporcionando

mltiples aplicaciones. Una de las principales aplicaciones de combinar la informacin de los

registros de datos de ondas P y S, es verificar las anomalas de amplitud asociadas a la seccin

de onda P, como un indicador directo de la presencia de gas. Al tener en el caso ms simple, una

interfaz reflectora asociada al reservorio con presencia de cambios laterales de saturacin de gas,

existir la presencia de puntos brillantes tambin denominados bright spot, que se caracterizan

por un aumento en la reflectividad de la onda P, como resultado, de una cada de la velocidad de

la onda en presencia del gas. Sin embargo, en el caso de la velocidad de la onda S, si se compara

la respuesta al mismo fenmeno, no presenta un cambio significativo y por lo tanto no se tendr

una anomala de amplitud como en el caso de la onda P. As, cuando exista la presencia de una

respuesta de amplitud tanto en la onda P como en la onda S, ese bright spot no es un indicador

directo de saturacin de gas, es ms probable que la variacin represente un cambio litolgico.

(Tatham, et. al., 1991)

Segn Tatham y McCormack, la principal tcnica interpretativa de la ssmica multicomponente

aprovecha la sensibilidad de la razn adimensional de las velocidades de las ondas P y S (VP/Vs)

en presencia de saturacin de gas, litologa y porosidad. Por ejemplo, el contraste en la velocidad

de la onda S, entre arenas de alta porosidad y lutitas, es mayor que el existente para la onda P, lo

que resulta en grandes coeficientes de reflexin en la interfase arena-lutita. La razn Vp/Vs es un

atributo ssmico til para el reconocimiento de cambios litolgicos laterales dentro de un

yacimiento.

La comprensin de los sistemas de fracturas presentes en los yacimientos, es importante al

programar los diseos de perforacin, pozos horizontales y recuperacin asistida de petrleo. Las

ondas quizs no detecten las fracturas individuales, que son ms pequeas que la longitud de la

onda de la ssmica, pero las ondas ssmicas, especialmente las ondas de corte, pueden percibir las

propiedades del medio de las fracturas dentro de un gran volumen, para ayudar a determinar su

orientacin y densidad promedio. Las ondas de corte que se propagan o se reflejan en un medio

fracturado, experimentan un fenmeno conocido como birrefringencia o separacin de la onda de

corte. La birrefringencia hace que una onda de corte se separe en dos ondas con diferentes

velocidades, una lenta y la otra rpida, donde el movimiento de las partculas de la onda lenta se

polariza en direccin perpendicular al rumbo de las fracturas, mientras que el movimiento de las

22

partculas de la onda rpida, se polariza en la direccin promedio del rumbo de las fracturas, por

lo tanto, se puede caracterizar las fracturas con la onda S. (Li y Mueller, 1997)

Efectos de las ondas superficiales en datos multicomponentes. 2.4.3

Las ondas superficiales son generadas dentro de la capa meteorizada y sus amplitudes se

atenan exponencialmente con la profundidad. Las ondas Rayleigh o tambin conocidas como

Ground Roll se encuentran en el registro de ondas P y cualquier combinacin fuente-receptor.

Este tipo de ondas, como se mencion en apartados anteriores, presentan ciertas caractersticas

importantes que afectan principalmente los datos de onda S. Esto se debe principalmente a que:

1. La velocidad de la onda S es muy cercana a la velocidad de propagacin de las

ondas de superficie. Esto se explica debido a las caractersticas de las ondas

Rayleigh, pues la velocidad de fase de la onda (CR) es determinada principalmente

por la velocidad de corte de los materiales, as, para un medio con una razn de

Poisson de 0.25, la velocidad de la onda Rayleigh es aproximadamente 0.9194Vs.

2. Las ondas S se encuentran dentro del cono de las ondas de superficie, mientras que

las ondas P son ms rpidas y se ubican fuera del rango de este cono. (PDVSA

CIED, 1999)

2.5 ANLISIS MULTICANAL DE ONDA SUPERFICIAL.

Dentro de los mtodos geofsicos indirectos se encuentran aquellos basados en el anlisis de

ondas superficiales, entre los ms conocidos en esta categora se encuentran los mtodos de

Anlisis Espectral de Ondas Superficiales (SASW) y el anlisis Multicanal de Ondas

Superficiales, tambin conocido por sus siglas en ingls Multichannel Analysis of Surface

Waves. La tcnica multicanal MASW fue introducida y publicada por primera vez en

Geophisics (Park et al, 1999), surgi como un mtodo para optimizar el concepto del mtodo

SASW, el cul fue publicado a mediados de 1980 y consista en el anlisis espectral del ground

roll, generado por una fuente impulsiva y registrado por un par de gefonos de frecuencia (1-

4.5Hz) (Park et. al., 1999).

23

La adquisicin del mtodo MASW es bsicamente muy similar a la usada en estudios

convencionales de ssmica de refraccin, con reflexiones de ondas de cuerpo. Se utilizan por lo

general, registros simultneos de 12 o ms receptores, colocados a distancias cortas de 1-2 metros

y distancias largas de 50-100 metros, la fuente utilizada puede ser impulsiva o vibratoria.

El mtodo MASW, permite estimar velocidades precisas de ondas S cercanas a la superficie, a

travs de la adquisicin de datos de ondas superficiales en forma de CMP, se puede generar un

perfil de velocidad de onda S en funcin de la profundidad, a lo largo del tendido de gefonos por

el cul fue calculado. Es un mtodo efectivo que puede ser aplicado, en casos, donde el escenario

geolgico sea complejo (Xia et. al, 2000).

Parmetros de Adquisicin 2.5.1

Muestreo espacial

1) Longitud del arreglo: Segn Socco y Strobbia (2004), la longitud del arreglo es un parmetro

que afecta la resolucin del nmero de onda y la separacin de los modos fundamentales de

las ondas Rayleigh. Los arreglos de longitudes largas, permiten identificar la separacin

modal de manera ms rpida y aunado a ello, debido al mayor nmero de canales, reducen la

incertidumbre de los datos y producen menos aliasing espacial. Los arreglos cortos por otra

parte, no son muy sensibles a cambios laterales, producen una relacin seal ruido mayor y

se ven menos afectados por la atenuacin de las altas frecuencias.

2) Espaciamiento de receptores: este parmetro se rige bsicamente por el teorema de muestreo

de Nyquist, donde se establece que el nmero de onda que se puede identificar, depende de la

tasa de muestreo espacial (espaciamiento del receptor X) (Socco y Strobbia, 2004).

La energa asociada a K Knyq estar en aliasing en K-2Knyq. Por lo tanto la longitud mnima

detectable es min=X.

3) Nmero de receptores: este parmetro est relacionado directamente con la longitud del

arreglo y espaciamiento del receptor, incidiendo sobre la incertidumbre de la data. Para una

24

longitud del arreglo determinada, el aumento del nmero de receptores reduce la

incertidumbre de los datos. La incertidumbre en relacin al nmero y posicin de receptores,

influye en la incertidumbre sobre el nmero de onda estimado y por ende, en la velocidad de

fase, que tambin depende de la incertidumbre en la fase de cada componente de frecuencia

(Socco y Strobbia, 2004).

4) Offset de la fuente: Para plantear un ptimo offset de la fuente se tiene que considerar que

este parmetro influye en la separacin de los modos fundamentales de las ondas

superficiales. Para offset cercanos, los efectos de campo cercano degradan la seal, en

relacin a las bajas frecuencias, es decir, la informacin ms profunda, mientras que, para

offset ms lejanos, se reduce la relacin seal ruido de las trazas, principalmente en la banda

de las altas frecuencias, afectando principalmente el modo fundamental de las ondas

Rayleigh. Estos fenmenos dependen principalmente de las condiciones de sitio (Socco y

Strobbia, 2004).

Muestreo temporal

Sus efectos en el procesamiento son menores, en relacin al muestro espacial. Esta tasa de

muestreo se selecciona dependiendo de la frecuencia ms grande que se quiera adquirir segn el

teorema de muestreo de Nyquist. Esta ventana debe ser lo suficientemente amplia como para

registrar la onda superficial en todas las trazas (Park et. al., 1999).

Procesamiento. 2.5.2

Las propiedades de las ondas superficiales y su relacin con las capas del subsuelo cercanas a la

superficie, ha sido discutido por diversos autores Rayleigh (1885), Lester (1932), Dobrin (1951),

entre otros. Los resultados de estos diversos autores, muestran que las velocidades y amplitudes

de las ondas superficiales, especficamente el Ground Roll pueden estar relacionadas con las

velocidades de las capas cercanas a la superficie (Mari, 1984).

El objetivo del procesamiento del Anlisis Multicanal de Ondas Superficiales, es una extraccin

local de las propiedades de las ondas Rayleigh (Strobbia, et. al., 2010).

Segn Socco y Strobbia (2004), las transformaciones de campo de onda se utilizan para realizar

el anlisis de las ondas superficiales, en dominios donde se puedan identificar fcilmente. La

25

transformada frecuencia-nmero de onda (f-k) es una aproximacin natural al anlisis de los

eventos ssmicos. Un campo de onda ideal relacionado con las ondas superficiales, puede ser

descrito mediante el estudio de lneas en el dominio f-k. Sin embargo, un campo de onda real,

tendr energa de ruido coherente y arbitrario adicional. Esta energa adicional se debe separar en

el dominio f-k para evitar una distorsin en los datos procesados, si se sobreponen a la energa de

las ondas superficiales. Existen otro tipo de transformaciones que se pueden usar de manera

equivalente como por ejemplo f-p o f-v.

Al obtener una imagen con la densidad de energa de la propagacin, se realiza el anlisis de la

mxima energa, seleccionando de manera automtica los mximos y una vez identificados se

calculan las velocidades a travs de la relacin:

De esta manera se obtiene la curva de dispersin, que representa la posicin de los mximos

absolutos para cada frecuencia. Se pueden presentar en la curva de dispersin informacin

adicional en otros rangos de frecuencia, que no coinciden con ninguna de las curvas modales y

est relacionado frecuentemente a modos ms altos o tambin denominados higher modes

(Socco y Strobbia, 2004).

Figura 2. 9 Anlisis espectral y mltiples modos de onda superficial (tomado y modificado de

Strobbia, et. al., 2010).

26

La figura 2.9, ilustra un ejemplo de un anlisis espectral f-k, donde se confirma la presencia de

mltiples modos. Las bajas frecuencias caracterizan el modo fundamental de las ondas

superficiales (Strobbia, et. al., 2010).

Curva de dispersin. 2.5.3

Segn Park et. al , (1999), la curva de dispersin es uno de los pasos ms crticos, para generar

un perfil de velocidad de onda de corte (Vs) preciso. La curva de dispersin, es una

representacin de la velocidad de fase versus la frecuencia, donde la velocidad de fase se obtiene

a partir de la pendiente lineal de cada componente en el registro de frecuencia.

El principio fsico de cada mtodo de onda superficial, est relacionado con las diferentes

penetraciones de las mltiples longitudes de onda. Esta es la razn de la dispersin, diferentes

frecuencias, tienen diversas velocidades de fase, pero a su vez distintas atenuaciones intrnsecas.

La dispersin, la atenuacin y el espectro de amplitud estn relacionados con las propiedades del

sitio, y por lo tanto pueden ser invertidos en un modelo de velocidad cercano a la superficie

(Strobbia, et. al., 2010).

Inversin de la curva de dispersin. 2.5.4

El objetivo fundamental de la inversin es obtener un modelo de velocidad de ondas de corte, a

travs de la inversin de la velocidad de fase de las ondas superficiales. Para iniciar el proceso de

inversin es necesario establecer un modelo inicial de la tierra dado que, la velocidad de fase de

las ondas Rayleigh se basa fundamentalmente en cuatro parmetros: velocidad de onda S (Vs),

velocidad de onda P (Vp), densidad y espesor de la capa meteorizada. Cada parmetro tiene una

contribucin nica en la curva de dispersin, sin embargo, las variaciones en las velocidades de

ondas de corte (Vs), influyen drsticamente en la velocidad de fase de las ondas Rayleigh y por

ende, en el proceso de inversin (Park et. al., 1999).

El volumen de dispersin puede ser invertido a travs de un algoritmo lineal de mnimos

cuadrados, basado en el modelado progresivo dimensional del subsuelo (Strobbia, et. al., 2010).

Segn Park et. al., (1999) se busca una solucin con una modificacin mnima en los parmetros

del modelo inicial y por lo tanto el proceso de convergencia es estable para cada iteracin.

Despus de una serie de iteraciones, la suma de las modificaciones agregadas al modelo inicial,

27

resultan en un modelo final que posee ciertas diferencias, como se observa en la figura 2.10,

donde se puede apreciar como a travs de la inversin de las velocidades de fase de las ondas

Rayleigh, se obtiene despus de una serie de iteraciones, un modelo real del subsuelo, que difiere

del modelo asumido inicialmente.

Figura 2. 10 Inversin de un modelo de varias capas. (a) Perfil de velocidad de onda S. (b)

Modelo de capas inicial y real (tomado y modificado de Park et. al., 1999)

Aplicaciones y profundidad de investigacin. 2.5.5

El Anlisis Multicanal de Ondas Superficiales, surgi como un mtodo para estudios someros

del subsuelo aplicados por lo general para estudios de riesgo ssmico, trabajos de geotecnia y

seguridad en construccin. Por medio de un modelo de velocidades de ondas de corte (Vs),

especficamente a travs del parmetro Vs30 (velocidad de ondas de corte en los primeros 30m)

obtenido por la aplicacin de este mtodo, se puede realizar una clasificacin de suelo del sitio.

El Programa Nacional de Reduccin de Riesgo Ssmico (NEHRP), define perfiles del subsuelo

por las velocidades de ondas de cizalla (Vs), los perfiles varan de Tipo A (roca dura) con Vs30

mayores a 1500 m/s y para materiales ms suaves definidos como Tipo E con Vs menores a 180

m/s (Roy y Stewart, 2010). El mtodo de MASW es un mtodo efectivo, que puede ser aplicado

para caracterizar las capas superficiales del subsuelo, con el fin de realizar un clculo de

correcciones estticas de fuente y receptor para datos de onda PS, a travs de la caracterizacin

de parmetros asociados a la capa meteorizada (Huang et. al., 2010).

Segn Socco y Strobbia (2004), el rango mnimo de profundidad de investigacin depende del

rango de longitudes de onda y por ende de la adquisicin y efectos de sitio. La mnima

28

profundidad de investigacin depende de la mnima longitud de onda muestreada, y por lo tanto,

se necesita grabar informacin de altas frecuencias, si se desea una buena resolucin para

muestrear capas delgadas cercanas a la superficie. Por otra parte, para obtener una buena

profundidad de investigacin, se necesitan el registro de bajas frecuencias, algunos autores

sugieren, de manera emprica, limitar la mxima profundidad a la mitad de la longitud de onda

mxima.

2.6 PROCESAMIENTO SSMICO

El procesamiento ssmico es el paso consecutivo a la adquisicin ssmica, por ellos es

importante, optimizar los parmetros de registro, para posteriormente encarar de manera

adecuada el procesado de la informacin (Chelotti, et. al., 2010). El procesamiento de ssmica de

reflexin convencional produce una imagen del subsuelo representado por una seccin ssmica, la

cual es visualizada en una escala de tiempo. La figura 2.11, representa una seccin ssmica del

Golfo de Mxico de aproximadamente 40 km de longitud, siguiendo un procesamiento de ssmica

convencional (Yilmaz, 2001).

Figura 2. 11 Seccin ssmica del Golfo de Mxico a travs de una secuencia convencional de

procesamiento (tomado de Yilmaz, 2001).

El objetivo fundamental de todo procesado multiseal es aislar en los registros las reflexiones

de otros eventos ssmicos como ruido ambiental, ondas superficiales, entre otros, para as obtener

una representacin grfica lo ms exacta posible del subsuelo. Para lograrlo es necesario la

29

eleccin y aplicacin de parmetros y algoritmos de tratamientos, con el fin de obtener secciones

ssmicas con una buena relacin seal ruido.

Yilmaz (2001), describe la secuencia bsica de procesamiento de datos ssmicos en tres etapas

principales, cada una realizada para mejorar la resolucin de la ssmica (capacidad de separar dos

eventos muy prximos entre s, ya se espacial o temporalmente):

1. Deconvolucin: se lleva a cabo a lo largo del eje de tiempo para aumentar la resolucin

temporal, mediante la compresin de la ondicula ssmica a un pico, suprimiendo las

reverberaciones de los trenes de onda.

2. Apilamiento: comprime la dimensin del offset, reduciendo as, el volumen de los

datos ssmicos al plano de cero offset, aumentando la relacin seal ruido de la ssmica.

3. Migracin: comnmente se lleva a cabo sobre la seccin apilada, para aumentar la

resolucin lateral de las difracciones y mueve los eventos de inmersin a su verdadera

posicin en el subsuelo.

Todas las dems tcnicas de procesamiento, pueden ser consideradas secundarias debido a que

mejoran la eficacia de los procesos primarios. Los procesos secundarios se implementan en

ciertas etapas para acondicionar los datos y mejorar as, el rendimiento de la deconvolucin,

apilamiento y migracin. Por ejemplo, cuando el ruido coherente es filtrado, la deconvolucin y

el anlisis de velocidad pueden ser mejorados, en ese mismo sentido, las correcciones estticas

tambin pueden mejorar el anlisis de velocidad y as, la calidad de la seccin apilada.

2.7 FLUJO DE PROCESAMIENTO P-S 3D

La figura 2.12 muestra un flujo de procesamiento para datos de onda convertida, propuesto por

Larson (1996), el cual establece como paso principal el procesamiento convencional PP. El

estudio PP proporciona al procesador un conocimiento de la calidad de los datos y la geometra

del proyecto, adicionalmente, proporciona las estticas de fuente, las velocidades iniciales P-S

(escaladas por una relacin Vp/Vs) y las velocidades de migracin, las cuales son de 6 a 11%

menores que las velocidades de migracin P-S.

30

Figura 2.12 Flujo de procesamiento P-S (Larson, 1996).

2.8 ROTACIN EN COMPONENTES RADIAL Y TRANSVERSAL.

En adquisiciones multicomponentes, los canales H1 y H2 del gefono se colocan generalmente

en paralelo (la componente radial) y perpendicular (la componente transversal) a la direccin de

adquisicin. En geometras 3D, las componentes radial y transversal no estn en la misma

orientacin H1 y H2 de los canales del gefono. Para separar los datos en componentes radial y

transversal, se lleva a cabo una transformacin de coordenadas en forma de rotacin. En la figura

2.13, se evidencia la transformacin de coordenadas necesarias para los datos registrados en el

sistema de coordenadas H1 y H2 de los canales del gefono al sistema de coordenadas radial y

transversal para cada par fuente-receptor del levantamiento 3D (Larson, 1996).

Procesamiento P-S

Rotacin de componente radial y transversal

Correccin de geometria

Deconvolucin

Aplicacin estticas de fuente ( datos P-P)

Anlisis de velocidad

Estticas de receptores (apilado por receptor comn)

Estticas residuales consistentes en superficie

Anlisis de velocidad final P-S

Apilado CCP

Migracin

Procesamiento P-P

31

Figura 2. 13 Transformacin de coordenadas necesarias para los datos registrados en el sistema

de coordenadas (X,I) al sistema de coordenadas (radial, transversal), (tomado y modificado de

Larson, 1996).

En los casos que exista evidencia de anisotropa en profundidad, es posible que la orientacin

de la polarizacin de corte vare con la profundidad y en consecuencia, los datos de cizalla se

deben girar en las polarizaciones de las ondas de corte S1 (rpida) y S2 (lenta). Garrota y

Granger (1988) desarrollan una rotacin a travs de apilados por acimut limitado y relaciones de

energa radial y transversal para determinar las polarizaciones S1 y S2. El resultado del anlisis

de los dos conjuntos de datos se hace por separado (Larson, 1996).

2.9 CORRECCIN NMO DE ONDA CONVERTIDA.

La correccin convencional de NMO (Normal-Moveout) o anlisis de velocidad, utiliza la

aproximacin hiperblica estndar, la cual se expresa como una truncacin de dos trminos de la

serie desarrollada y propuesta por Taner y Koehler (1969), utilizada ampliamente para datos PP

y SS.

32

Donde:

t: tiempo doble de viaje para el offset x.

to: tiempo doble de viaje para cero offset .

V: velocidad del medio.

Sin embargo, los anlisis de velocidad de onda convertida difieren sutilmente, pero de manera

significativa en relacin a las caractersticas en el moveout de los datos PP o SS. La ecuacin

[2.6], sobrestima el moveout de las ondas convertidas a medida que aumenta el offset,

afectando los datos provenientes de capas poco profundas. En el caso que se utilicen rangos de

offset moderados, la aproximacin hiperblica es precisa y la velocidad utilizada en la

aproximacin anterior, es equivalente a la velocidad utilizada en los datos PS (PDVSA CIED,

1999). La ecuacin [2.6] constituye un punto de partida para desarrollar la ecuacin que se ajuste

a la correccin NMO de los d

wai lam paper.pdf

Documents