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GEOFÍSICA

Geofísica:

Es la que permite a través de varios métodos determinar las anomalías estratigráficas estructurales

Fases del petróleo:

Exploración

Perforación

Explotación (producción)

Transporte

Almacenamiento

Industrialización

Evaluación económica

Básicamente la geofísica se encuentra en la fase de exploración

Los métodos geofísicos son:

Gravimétricos

Magnéticos

Eléctricos

Sísmicos

El método más aplicado es el sísmico

La diferencia entre el geólogo y el geofísico es que el geólogo hace las muestras de las rocas a nivel superficial, mientras que el geofísico utiliza el método sísmico de reflexión para encontrar reservas hidrocarburíferas y podemos llegar a cientos de metros

Con la sísmica por un emisor se genera la onda viaja por un medio y la recibe el receptor

Emisor medio receptor

La geofísica utiliza el método sísmico de reflexión

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Método sísmico de reflexión

Ri = Rayo de incidencia

Rr = rayo de reflexión

rθ = ángulo de reflexión

iθ = ángulo de incidencia

iθ = rθ

El método sísmico de reflexión es aquel en el que Ri, Rr, rθ , iθ , el reflector y la normal se encuentran en el mismo plano

El rayo de incidencia se refleja y no se transmite al medio 2

Método sísmico de refracción.

El método sísmico de refracción es aquel en el que Ri, Rr, rθ , iθ ,θ refracción R refractado la normal y el reflector se encuentran en el mismo plano

Es cuando la posición de la energía del rayo incidente se transmite al medio 2

Esto es sísmica 2D en un plano con dos ejes (x,y)

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tVe x= (Profundidad)

Nosotros conocemos el tiempo de ida y el tiempo de vuelta y podemos calcular la velocidad

El reflector casi nunca es paralelo a la superficie, pero es aconsejable buscar una manera para que el tiempo de ida sea igual al tiempo de vuelta

Dentro de las ondas tenemos:

Ondas esféricas: son las ondas que van en tres ejes (x,y,z)

Ondas superficiales

Mapa de punto de Tiro

En cada tiro medimos el tiempo y lo ubicamos en la malla

Uno los puntos iguales y obtengo el mapa donde posiblemente encuentre una reserva

Este mapa se conoce como un prospecto exploratorio

Objetivos:

Encontrar nuevas reservas, conocer la parte más alta de la estructura

Determinar la ubicación del pozo exploratorio

Mediante la siguiente fórmula obtengo la velocidad

( )o

SwKAhVη

φ−=

1

oη = factor volumétrico

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Horizonte petrolero: es la reserva dividida para la producción anual

Costo de operación.

Implica producir un volumen, aquí intervienen las remuneraciones, equipos, mantenimiento, completación, construcciones, tanques, intereses bancarios entre otras.

Costo de producción.

Son los costos de operación + la depreciación.

La geofísica aplicada aplica 3 mecanismos

1. Adquisición: Como adquiero los datos de densidad, porosidad

2. Procesamiento: Que parámetros utilizo en la adquisición

3. Interpretación: Que resultados voy a tener

Mediante estos pasos obtengo las anomalías estratigráficas estructurales

Adquisición

Cinta magnética: graba la información

Procesamiento

Sección sísmica: es la representación casi exacta de una sección geológica

Interpretación

Entre la adquisición y el procesamiento se encuentra la cinta magnética y entre el procesamiento y la interpretación se encuentra la sección sísmica

El objetivo de este método es encontrar nuevas reservas y la ubicación del pozo exploratorio

Y en sísmica es el doble tiempo de reflexión, y X es la distancia

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Nosotros debemos conocer la distancia offset

La distancia offset es la distancia entre el emisor y el receptor

Este se lo conoce como mapa estructural en tiempo por ejemplo al tope de Basal Tena

En la malla se ubican los puntos de tiro y se genera un mapa de tiros, luego se une los puntos de igual tiempo

Existen 4 fases en la parte operativa

1. Abrir trocha

Hacer un camino, sendero mediante un previo diseño

2. Topografía

Se ubican los diferentes puntos de tiro, y se calcula la latitud y longitud de cada punto de tiro

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Cada estrato tiene diferentes propiedades, el reflector es el que indica el límite de los diferentes estratos

Obtengo diferentes puntos del receptor y obtengo el reflector de Napo, Basal Tena y Hollin.

Ya hecho el mapa determino las diferentes áreas, el centro vendría a ser la parte más alta de la estructura

3. Perforación

4. Registro

Necesito medir el uphole time

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Perforo un pozo de 10cm de diámetro y una altura de 40m

La altura es diferente entre las diferentes curvas de nivel

En sísmica 3D tengo:

Cuando hablamos de sísmica 4D, la cuarta dimensión es el tiempo geológico, es decir como se fueron formando las diferentes estructuras durante millones de años

Métodos

Métodos pasivos (con señal superficial, natural)

Gravimetría

Magnetometría

Radiometría

Telúrica

Magneto-telúrica

PS polarización espontánea

Electromagnetismo

Métodos activos

Electromagnético

PP polarización provocada

Magneto-eléctrico

Eléctrico

Sísmico (reflexión, refracción)

Refracción

Determinar el espesor de la capa meteorizada, la carga a utilizar debe estar más debajo de esta capa

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Esto se utiliza para encontrar agua en superficie y bajo superficie

Aquí se utiliza el trabajo de refracción

Coeficiente de reflexión

1122

1122

VVVVC

ρρρρ

+−

= Con 2 capas

El cambio de la impedancia acústica es el cambio de la densidad y la velocidad, nos permite obtener el coeficiente de reflexión

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Busco petróleo en los límites del intrusivo

Planificación de exploración

Parámetros de campo es adquisición

Objetivos geológicos: Cuales son los yacimientos de interés, cuales van ser los posibles horizontes

Principios básicos: Los equipos y sus características, la realidad geográfica, conocer el método sísmico de reflexión, como funciona

Análisis de diseño: Que maquinaria aplicar, cual va ser el tamaño de la carga, que distancia offset requiero, cuantos receptores voy a utilizar, equipos a emplear en la profundidad del pozo

Trabajos experimentales: Cual es el plan piloto, el plano de tiro

Levantamiento sísmico: Adquisición de lo que hayan contratado

Tecnología de campo: Como utilizar la tecnología en el campo, voy a llevar los trabajos de logística en el campo, lo que es trocha, topografía, perforación y registro

Proceso sísmico de campo: La información proceso para ver que hay que mejorar, ya sea velocidad, amplitud, frecuencia, polaridad, continuidad, características reflexivas

Control de calidad: conseguir una mejor señal-ruido S/R donde señal es la reflexión primaria reflejada con característica de amplitud y frecuencia, mientras que ruido son los eventos asociados a la señal primaria con amplitud y frecuencia diferente, los geófonos con ciertas características (nuevas)

RS , esta división mejora la relación señal-ruido y n , es el

número de geófonos

nRS

Esta fórmula mejora el control de calidad →

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Procesamiento sísmico es procesamiento

Preparación de la información: Reviso y analizo que información nos sirve

Programas auxiliares: Cuales son los programas auxiliares a utilizar para tener una buena interpretación

Análisis: Mejorar la señal-ruido y obtener un buena interpretación

Definición parámetro-proceso: Cuales fueron los parámetros de procesamiento

Programas presentación: Cuales son los paquetes de computación que se ajustan a nuestros requerimientos

Edición final: toda la información de adquisición y procesamiento llevo a interpretaciones, un solo informe sísmico, geológico, estructural y gráfico

En el campo:

Trampa estatigráfica

Con la sísmica nosotros buscamos las trampas

Con esta información ya se la ubicación del pozo exploratorio, ahora cual va hacer la explotación y la interpretación geológica y geofísica integrada

Interpretación sísmica

Interpretación geológica

Interpretación estructural

Interpretación estatigráfica

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Modelos geológicos geofísicos

Edición final

Evaluación del proyecto exploratorio

Evaluación económica, es o no conveniente para el país

Control de calidad

Se considera un campo marginal cuando la producción es menor al 1% de la producción nacional, es decir cuando el costo de producción no justifica al estado

Riesgos sísmicos

Costos relieve

Espaciamiento entre líneas (mallas) inadecuada resolución

Estructuras que parecen estar Side Swipe

Velocidad refracción

Ruido

El conjunto de personal se llama brigada sísmica

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Dentro de lo que es costos interviene el pago de terrenos, campamentos, herramientas, etc.

Algunas veces hay que modificar lo planeado debido al relieve ya que nos podemos encontrar con ríos, lagos, quebradas o algo que impida seguir

Tipo de mallas

1. Reconocimiento (5-50km)

2. Semidetalle (2-3Km)

3. Detalle (3D) (100m)

Esta última ayuda a obtener una mejor interpretación del límite del yacimiento

Inadecuada resolución, análisis de la velocidad son riesgos sísmicos o estructuras que parecen estar pero no están

El intérprete coloca las fallas

1. Determinamos la falla

2. Ubicamos el pozo exploratorio casi al margen de la falla ubicada

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Cuando el reflector está inclinado ( tstb ≠ ), tengo que ubicar a la estructura en su posición mediante migración

La simulación matemática determina el historial del campo, mediante este procedimiento veo donde se desarrollan mejor las arenas

La migración está dentro del procesamiento

Reducción de datos: ver la información que hay en la cinta y editarla

Corrección geométrica: estática relaciona estatigráfica y capa meteorizada y dinámica la extra distancia del emisor al receptor

Mejoramiento de datos: aplicamos filtros matemáticos para eliminar el ruido

Procesamiento adicional

Cuando no hay cambio de densidad, de impedancia acústica, hay el mismo tipo de sedimento

Cuando desaparece un receptor es por la inadecuada resolución vertical u horizontal

Si los rayos no están en el mismo plano son riesgos sísmicos

El tiempo cero se inicia con el disparo

Por efecto de la distancia offset se genera una hipérbole

Bajo ningún punto de vista los sedimentos más antiguos pueden estar arriba de los nuevos

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Side Swipe, la estructura, la anomalía no está ubicada en el mismo plano vertical

Inadecuada resolución los espesores no son menores que la longitud de onda, entonces no se presenta una resolución

La velocidad de propagación en el agua es diferente debido al espesor

No se cierra la estructura, por tanto no hay anticlinal, la estructura que parece estar pero no existe

En análisis de la velocidad nos ayudan a ver si hay o no una estructura

Lo que tenemos de salida en el geófono es la traza sísmica, y debemos obtener una sola traza

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La manera de suprimir el ruido en el campo se va a dar por el principio de supervisión generado por la fuente y consiste en la ubicación de los geófonos, hacer un buen arreglo geométrico, es decir lo que recepta la una mitad se compensa con la otra mitad

En el procesamiento generamos filtros matemáticos para eliminar ruido

Onda directa

Es la onda que viaja del emisor al receptor directamente y es ruido

Uno de los métodos para mejorar la relación S/R es colocar más geófonos n

Onda fantasma

Esta onda es ruido

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Cobertura múltiple

Mediante la cobertura múltiple nosotros podemos eliminar el ruido

1. Tenemos un punto medio entre el emisor y receptor

2. Sigo con el punto medio en superficie y en profundidad y la

distancia offset la mantengo cte

3. Otra vez mantengo la distancia offset cte pero me muevo a la izquierda y derecha pero siempre manteniendo el punto medio en superficie y en profundidad

La señal reflejada primaria es la misma, los ruidos son distintos, todos están en función seno y estos pueden sumarse ya que todos están en el mismo punto

Este mecanismo nos ayuda a mejorar la relación S/R

Por efecto de la distancia offset se forma una hipérbole

Distribución geométrica

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Algunos ejemplos de cobertura múltiple

Tipos de ruidos

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Normal Moveout

Es una corrección dinámica

Cada vez que se acerca el emisor al receptor la corrección de la distancia es menor

La corrección dinámica está relacionada con la velocidad

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Spleed es como colocar los geófonos, o sea el arreglo

Modificación para incorporar un roll-allong switch

Diagrama del arreglo fuente-cobertor

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Bloque de un diagrama de la función de la compañía de los instrumentos de grabación

Equipo de registro

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Solo nos interesan las curvas que tengan forma de una hipérbole, el resto es ruido

También nos interesa la reflexión tardía y temprana

Para eliminar el ruido actuamos en los emisores, diseñamos la profundidad y el tamaño de la carga

Determinando el ruido predominante del área obtengo la longitud de onda ( )λ , la frecuencia del ruido predominante ( )f , puedo calcular en base al número de geófonos y el espaciamiento entre ellos

ssn

.2min.max

==

λλ

fv×=λ

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Mapa estructural del tiempo

La relación de las líneas sísmicas con la orientación de la estructura

Orgánico estructural.- de acuerdo a la estructura

Orgánico funcional.- de acuerdo a la función

Supervisor.- jefe

Field manager.- administrador de campo

Permit man.- habla con las comunidades, permite el ingreso de la maquinaria

Observer.- registrador

Camp staff.- salarios, equipo

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Orgánico estructural

Topografía: levantamiento topográfico en latitud y longitud, elabora la malla sísmica

Perforación: perfora pozos en base al diseño

Artificiero: cargar el pozo, manejo de la dinamita

Registrador: técnico electrónico con conocimientos de sísmica de reflexión y refracción

Oficina: ayuda a realizar información topográfica

Aspecto Contractual

1. Antecedente: nombre del representante de cada una de las compañías

2. Objeto: la realización de 1) registro 2) registro+procesamiento 3) registro+procesamiento+interpretación, si es sísmica 2D o 3D el lugar donde se realizó los trabajos

3. Precio: $8000 Km2 (2D) y $25000-45000 Km2 (3D)

4. Plazo: el tiempo en realizar la adquisición sísmica

5. Multas: por incumplimiento contractual

6. Garantías: 1) serenidad de oferta.- tiempo 10% 2) técnica.- las mejores técnicas 3) cumplimiento contractual 4) anticipo hasta un 40%, estas 3 últimas solo con la empresa que se firme el contrato

7. Reportes: (entrega) reportes diarios, semanales, quincenales, mensuales y trimestrales de registros, mapa de tiros, supervisión

8. Fuerza mayor: un desastre natural, secuestro, paro externo, este tiempo perdido se añade al plazo

9. Impuestos: por utilización de la tierra, agua, IVA, ICE

10. Personal: la compañía es responsable del personal en cuanto a la paga de seguros, liquidaciones, buenos equipos, médicos

11. Anexos: parte técnica, telecomunicaciones, logística de equipos

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12. Terminación: normal, unilateral, mutuo acuerdo

13. Ampliación: al terminar el plazo del contrato, se lo puede ampliar con las mismas condiciones tanto técnicas como económicas del contrato original

14. Modificación: durante la vigencia del contrato

15. Supervisor: responsable de la parte técnica, reporta el incumplimiento contractual

16. Stand by: costos agregados por fuerza mayor (asuntos extremos) menor a lo normal, confidencialidad de la información, conflicto de intereses

Cronograma variado de trabajo: informe diario, semanal y/o quincenal de costos, actividades y gasto físico

Aspecto técnico: tipo de equipo, registros, campamento base, transporte, alimentación, tecnología de equipos, número de kilómetros, lugar donde se va a realizar la sísmica

Anexo Técnico

La compañía proveerá todo el instrumental y equipo para trocha, topografía, perforación, registro telemétrico-digital de transmisión por cable y procesamiento de campo, registro para pequeña refracción mantenimiento, reparación, comunicaciones equipos de oficina, cintas magnéticas, papel para cámara de impresión, explosivos de seguridad de alta velocidad, fulminantes sísmicos instantáneos, máquinas perforadoras, brocas apropiadas para el tipo de terreno, tubería, lubricantes, material de consumo y en general todo cuanto sea pertinente y necesario para la normal prestación de los servicios.

Garantía técnica.- La contratista podrá ofrecer equipos y software con nuevas tecnologías que estén involucradas en la optimización de las diferentes fases del levantamiento (planimetría, posicionamiento y grabación).

Permit man.- La contratista se obliga a tramitar y obtener por su cuenta todos los permisos bajo el régimen de importación temporal y definitiva requeridos para el cumplimiento del contrato, quedando de su total responsabilidad y cargo los atrasos y perjuicios que definen del incumplimiento de tales perjuicios.

Toda operación logística y de transporte deberá encontrarse dentro de lo recomendado por el estudio de impacto ambiental.

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Estudio de impacto ambiental

1. Línea base: Levantamiento de los sistemas ecológicos (flora fauna, atmósfera).

Si se produciría 5000bbpd y la compañía produce 6000bbpd se le paga a esta la diferencia de 1000bbpd, pues el resto ya está produciendo. Este es el volumen incremental.

2. Plan de manejo ambiental: Afectación al medio ambiente por las operaciones sísmicas.

Los helicópteros tendrán especificaciones para vuelo de alto riesgo para zonas selváticas y deberán ser equipados para operaciones con línea larga y GPS con servicios de apoyo, mantenimiento, dirección y supervisión de operaciones de helicópteros.

- Operaciones con línea larga

Debe existir una distancia considerable entre la superficie y el helicóptero para evitar que los vientos dañen a este, se baja un cable para transportar el equipo

- GPS: posicionamiento satelital

Los elementos del tendido sísmico (geófonos, cables), el equipo de perforación y el material explosivo serán transportados a mano, en vehículos donde existan rutas de acceso y apoyadas con helicópteros solo cuando sea necesario.

En los campos petroleros se hará un reconocimiento preliminar en la ubicación de las facilidades de producción y otras, para tomar con suficiente anticipación las normas de seguridad pertinentes previas a las de perforación y grabación de datos.

Trasladar a su costo hacia y desde las zonas de trabajo a todo el personal de técnicos y obreros, así como en todas las áreas de operación, las veces que fueran necesarias.

Es obligación de la contratista a su costo y responsabilidad el transporte de las cintas registradas y de la información sísmica para el procesamiento entre el campamento base a las oficinas del departamento de geofísica, y al lugar donde se encuentran

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las oficinas encargadas del procesamiento, la misma que deberá ser entregada en un tiempo máximo de 15 días después de haber terminado áreas completas de registración.

La movilización y desmovilización de todos los equipos y materiales de la contratista serán a su costo y responsabilidad.

La alimentación y alojamiento deberán ser albergados al sitio de trabajo cuidando de que tengan las comodidades y condiciones de salubridad requeridas.

Medicina e instrumental médico de primeros auxilios para uso de todo el personal de la brigada sísmica y la presencia permanente de personal de enfermería y médicos titulados.

La información geológica, geofísica y cartográfica entregada para la preparación de la oferta será de tratamiento confidencial y para cualquier uso adicional se deberá solicitar la autorización del gerente contratante.

- Licitación pública

En cualquier servicio que se requiera participan todas las personas.

- Licitación privada

La compañía tiene un listado de compañías clasificadas.

- Conflicto de intereses

Relación de consanguinidad y afinidad hasta 2do grado de consanguinidad y 4to de afinidad.

La información (monitores, cintas magnéticas de campo, cálculos resultados de los trabajos efectuados en mapa y demás generados en razón de la ejecución contractual) o documentación que la contratista y su personal obtengan como resultado de los trabajos que se ejecuten por el contrato, no podrán ser divulgados ni entregados a terceros.

Cualquier cambio o incremento en el programa de línea será comunicado por escrito, las decisiones que se tomen en el desarrollo del contrato serán únicamente por escrito para lo cual se utilizará el libro de obra, donde se anota diariamente todas las actividades de trocha, topografía, perforación y registro y esto se compara con el cronograma valorado de trabajo.

Obligaciones laborales.- Para el cumplimiento del contrato la contratista adquiere la calidad de empleador frente al personal nacional o extranjero que contrate directa o indirectamente (personal técnico, administrativo, médico y obreros) por tanto será responsable de las obligaciones ante el IESS y los

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impuestos por los códigos de trabajo de todas aquellas normas que regulen las relaciones laborales.

La contratista deberá presentar al empleador (contratante) para su aprobación por escrito la hoja de datos personales, certificados y títulos del personal técnico ofertado y que y que operará la brigada sísmica documentos que deberán estar válidos tanto para el personal nacional como para el extranjero.

Proveer a su costo, ajo su total y exclusiva responsabilidad para las operaciones sísmicas el siguiente personal técnico mínimo de preferencia ecuatoriano, a fin de entrenarle y calificarle para estas actividades. Un gerente, un jefe de brigada (geólogo o geofísico), un supervisor de operaciones con no menos de 5 años de experiencia, si es extranjero con conocimiento del idioma español, un jefe de campo con no menos de 5 años de experiencia, un sismólogo de campo con no menos de 5 años de experiencia en adquisición sísmica (2D o 3D), un jefe de topografía (ing. geógrafo con no menos de 5 años de experiencia) como supervisor de trabajos geodésicos topográficos y cartográficos, un dibujante con conocimientos de autocad y topografía, 2 digitadores con conocimiento de topografía, un operador de GPS con conocimiento de topografía y cálculos geodésicos, un ingeniero electrónico encargado del mantenimiento del equipo sísmico telemétrico digital de trasmisión pon cable con no menos de 5 años de experiencia, 2 observadores y sus alternos con no menos de 3 años de experiencia un mecánico y su alterno, supervisores de perforación, topógrafos de campo, un inspector de seguridad industrial con no menos de 2 años de experiencia, un supervisor de manejo ambiental, un asesor geofísico, un médico con experiencia en enfermedades tropicales y su alterno, un jefe de personal con no menos de 5 años de experiencia.

Responsabilidad por los trabajos la contratista será la única responsable de la correcta ejecución de los trabajos desde el punto de vista técnico y por tantos será responsable por los daños y perjuicios que por la incorrecta ejecución de los trabajos cause a la contratista o a terceros hasta que hubieran sido realizado los trabajos y canceladas las garantías.

Cuando los trabajos no se hayan ejecutado de acuerdo con el contrato o con las órdenes escritas del contratante, esta última dispondrá que se repita y la contratista acatará tal disposición por su cuenta sin que tenga derecho a pago.

Si por causas derivadas de alguna información errónea de campo suministrada por el contratista los trabajos de procesamiento fueron afectados, el costo que implique la

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corrección del error correrá a cargo de la contratista encargada del registro.

Inicio de operaciones y primer disparo de producción

La contratista se compromete a iniciar las operaciones de campo dentro de los 30 días posteriores a la fecha de la firma del contrato debiendo efectuar las pruebas y el primer disparo de producción en un máximo de 90 días, el mismo que será supervisado y autorizado por la compañía contratante (petrolera).

Custodia, compra o importación de explosivos

La compra, conservación, cuidado y custodia de los explosivos será la responsabilidad exclusiva de la contratista, la misma que da las autorizaciones de la contratante, obtendrá de las autoridades competentes los permisos del caso, la importación y compra de explosivos, se hará en cantidades suficientes y se evitará las importaciones retardadas.

Reportes

La compañía implementa el correo electrónico desde el campamento base a Quito, la compañía contratante y contratista.

Reportes diarios y semanales. Presentar diariamente en quito a las 9:00 horas el avance provisional de cada uno de los grupos (trocha, topografía, perforación, registro y control de calidad) y cada día lunes entregará al supervisor en el campamento un resumen del avance en todos los frentes de trabajo y las proyecciones para la semana siguiente.

Reporte mensual. Presentar mensualmente y a satisfacción del contratante el DK y papel el informe de acuerdo a los siguientes requerimientos:

1. Cronograma de avances, mapas de avance, perforación para el siguiente mes, problemas encontrados y sus soluciones, informe resumen de sismología, de control de calidad, informes de pruebas de campo, cintas enviadas al centro de procesamiento, resultados de las pruebas de instrumentos, rotación de geófonos y cables, listado del personal del staff, funciones y nacionalidad.

Informe final de adquisición sísmica. La contratista entregará a la compañía contratante el original y tres copias y el DK, el informe final de operación de campo en idioma castellano dentro de 60 días a partir de la última fecha de disparo de registro.

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1. Características del área de estudio

Aquí se señalará la cobertura total del área y la cobertura final migrada

2. Aspectos geológicos y geofísicos

Se determinan los siguientes parámetros: el nombre del campo, el reservorio, la variación en profundidad, variación del espesor total, el arenoso y del espesor neto.

Se determinará de igual manera la profundidad de investigación mínima desde el nivel del mar.

La profundidad máxima de investigación se definirá de acuerdo a la presencia de los reflectores precretásicos, se debe considerar el nivel del suelo promedio, se debe encontrar las frecuencias en sísmica 2D de las zonas de interés, se debe de señalar las líneas sísmicas 2D registradas anteriormente en la zona de interés, la geometría de tendido debe ser simétrica.

3. Generales

Las recomendaciones del plan de manejo contractual deberán ser acatadas en todos sus aspectos dando cabal cumplimiento para una óptima relación con los finqueros, colonos y agrupaciones indígenas que permitan el normal desarrollo de prospección sísmica.

Aspectos técnicos del proyecto

1. Trocha y topografía

Con el objeto de optimizar el diseño operativo dando cumplimiento con el plan de manejo ambiental se llevará un estricto control de levantamiento con cuadrillas de topografía que indicarán y puntualizarán los obstáculos, caminos, carreteras, tuberías, etc. la contratista utilizará conjuntamente con la supervisión del contratante antes y durante las operaciones los paquetes computacionales pertinentes para la generalización del modelaje de disparo, recuperaciones, recepción que permitan obtener la mejor respuesta del subsuelo.

La planificación deberá generar un formulario para cada actividad que será aprobada por la supervisión del contratante cada vez que avance a la actividad siguiente.

Los trabajos del equipo de trocha deberán considerar la implementación de facilidades de pasos en zonas de quebradas y ríos para los grupos de topografía y perforación así como de la implementación de receptores en las líneas correspondientes.

El equipo mínimo topográfico requerido y que la contratista de registro se responsabilizará de dotarlos y mantenerlos en uso

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permanente las herramientas necesarias para las aperturas de picas (motosierras, lentes, cascos de protección, protección de oídos, hachas, machetes, líneas, cintas métricas, brújulas, cadenas metálicas, clinómetros, etc.), teodolitos y niveles, calculadoras de bolsillo para topografía, transmisores y receptores, computadoras para cálculos topográficos y elaboración de mapas autocad , ploter y mesas digitadotas, equipos de procesamiento, paquetes computacionales para control de topografía.

Los teodolitos, brújulas, y otras deberán estar debidamente calibradas.

El cálculo y control de calidad de las coordenadas se efectuará diariamente y al inicio de cada jornada, se presentarán mapas en autocad del programa original y de avance a colores en que consten diferencias en coordenadas y desplazamientos.

Se presentarán mapas de acuerdo al mapa de índice sismográfico a diferentes escalas.

2. Topografía

Perforación de pozos sísmicos

De acuerdo al diseño superando siempre cada capa de baja velocidad cargado 100 libras de explosivos (de acuerdo al diseño) de alta velocidad mínima de 6000m/s, taponado con material sólido y uso del cable fulminante mayor a 20m o según la profundidad del pozo y se mantendrán las recomendaciones del estudio del plano de manejo ambiental para presentación del medio ambiente.

Se proveerá de perforadoras portátiles con accionamiento hidráulico equipadas para perforación rotaria convencional u otra tecnología que sea aplicada a la zona de trabajo con sus respectivos requisitos y accesorios.

Los pozos o perforaciones desplazados serán definidos con suficiente anticipación por el equipo de control de calidad con la aprobación del supervisor de la contratante.

La ubicación de la perforación para el punto de tiro se harán en el lugar que indique la estaca respectiva debiendo respetarse el tipo de suelo perforado la profundidad de la carga y la longitud del cable fulminante que sobresalga de la boca del pozo.

La producción de áreas de pozos perforados debe ser adecuado para obtener la más certera profundidad de carga.

Se debe mantener un 30% de vértigo a la perforación sobre el registro.

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Transporte, manejo y almacenamiento de los explosivos deben cumplir las leyes y regulaciones que establezca el gobierno así como las normas de seguridad y el impacto ambiental.

Tipos de ruidos generados por la fuente

Tipo Descripción Forma en el sismograma

Ondas directas Ondas propagadas directamente

Los primeros eventos de gran amplitud en trazas cercanas

Ondas superficiales Ondas propagadas a lo largo de la superficie de la tierra

Usualmente de baja frecuencia y baja velocidad aparente

Ondas aire Ondas sonoras desde el disparo

Velocidad aparente muy baja 100ft/s

Refracciones superficiales

Ondas refractadas cerca de la superficie

Gran amplitud, a menudo los primeros eventos en trazas lejanas

Reverberaciones Fantasmas, colas en el pulso de disparo

Colas en los eventos reflejados

Múltiples de períodos largos

Reflexiones repetidas

Reflexiones al mismo intervalo de campo después de la primera reflexión

Difracciones

Energía de onda propagada en todas las direcciones desde un punto tal como una falla

Eventos hiperbólicos coherentes

Tipos de ruidos generados por el ambiente

Tipo Descripción Forma en el sismograma

Tráfico Carros, animales, gente y objetos que se muevan

A menudo aparecen como picos

Viento Corrientes de aire Alta frecuencia

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Terremotos

Cualquier movimiento producido desde la tierra por otra que la fuente sísmica

Usualmente de muy baja frecuencia

Ruido en las líneas Ruido inducido desde líneas de poder cercano

De 50 a 60Hz

Ruidos del disparo Falla desde la explosión en el pozo de disparo

Alta y baja frecuencia abanico desde el punto de emisión

Ruido de los instrumentos

Desde los instrumentos de grabación

Usualmente de alta frecuencia, podría ser de muy bajo nivel

3. Registro

Equipo de grabación

Se requerirá un equipo completo con capacidad de 1500 canales, deberá disponer de 5 canales auxiliares para registrar en papel y en cinta.

La compañía deberá proveer un sistema de reparación completa de laboratorio.

Se utilizará geófonos de 10Hz en sartas de 12 geófonos en traza conectados en serie-paralelo.

El número de sartas de geófonos deberá ser suficiente para un normal desarrollo de las funciones.

La contratista tendrá disponibles geófonos para tierra y pantalla en caso de ser necesario, hidrófonos para causa de agua permanente.

Previo al registro de producción se realizarán pruebas de campo y su procesamiento en un lugar predeterminado tanto para ruido como para carga.

Asimismo deberá entregar el informe preliminar en base a la información de campo con sus conclusiones y recomendaciones antes del inicio de la perforación.

Se realizarán trabajos de pequeña refracción en los cruces de líneas, fuentes con líneas receptoras (3D).

Se generará un formato para la aprobación del supervisor de la compañía contratante.

Los parámetros y demás consideraciones técnicas estarán presentes en el formato.

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El informe de las pruebas bajo la responsabilidad del jefe de brigada así como del supervisor será discutido y aprobado hasta una semana más tarde después de las pruebas, primero al inicio del disparo, se procederá a registrar en las líneas cuyos cierres topográficos cumplan con las especificaciones de tolerancia y únicamente con autorización escrita del supervisor de la compañía contratante.

Antes del inicio del registro los resultados de las pruebas serán impresas en papel y presentados al supervisor, sino cumplen con las especificaciones técnicas del fabricante deberán ser desechadas.

En ningún momento se podrá empezar el registro si los instrumentos no cumplen con las especificaciones mismas del fabricante.

El observador deberá disponer de toda la información topográfica (esquemas, perfil topográfico con ubicación de helicópteros) sismología (listado de pozos con profundidades, arreglo de fuentes y receptores, mapa base del proyecto a escala adecuada, listado de pruebas de chequeo del material, etc.).

No se permitirá pozos soplados en el registro sísmico diario, caso contrario se volverá a perforar y registrar diariamente, todo error de disparo en el registro sísmico cualquiera sea sus causas, será motivo de nueva perforación y registro.

Debe hacerse pruebas rutinarias de geófonos de tal modo que al memos una vez cada 15 días cada grupo de geófonos sea chequeado en el campamento, los resultados de las pruebas debe ser llevados en un cuadro de control y presentadas al supervisor de la compañía contratante dentro de los plazos indicados.

Los geófonos deberán implantarse verticalmente, se realizarán pruebas de geófonos a ser utilizados.

Los geófonos en su totalidad deberán rotarse obligadamente al menos una vez, al menos línea-campo base para chequeo.

En terreno pantanoso se utilizará equipos que permitan profundizar el geófono hasta obtener un óptimo acoplamiento, se utilizarán helicópteros en áreas de río.

Las pruebas de operabilidad de todos los instrumentos se hará diariamente con el equipo instalado en el área de registro en presencia del supervisor las mismas que deberás ser grabadas e impresas y anexadas al registro diario.

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Previo a las operaciones de registro, mensualmente y cuando el supervisor lo requiera se realizarán pruebas rutinarias de instrumentos bajo las especificaciones dadas por el fabricante.

Un ingeniero de instrumentos especialista en el equipo estará disponible para asegurar cualquier reparación, mantenimiento y pruebas especiales de instrumentos y accesorios.

Diariamente y al inicio de la jornada todos los programas necesarios para chequear que los mismos estén dentro de las especificaciones.

Queda terminantemente prohibido registrar con lluvia, viento, ruido de helicóptero o cualquier otra causa que afecte la relación señal-ruido.

De extrema lluvia o viento en la zona, para reiniciar el registro deberá realizarse pruebas de ruido ambiental, el tiempo de pérdida por lluvia, viento y tormentas eléctricas no se tomarán en cuenta para el pago de compensación por paralización.

El grupo o grupos de disparadores estarán integrados a diario por un mínimo de 2 grupos de perforación permanente, en caso de registros de mala calidad se recarga el pozo a la profundidad contractual y se registrará con dicho pozo.

Los registros que por mala calidad no permitan un óptimo procesamiento e interpretación en campo, debido a disparos deficientes, se repetirá el registro del tramo afectado.

El equipo de control de calidad reportará obligadamente estas deficiencias.

Si el observador detecta problemas tanto en los sistemas, en emisores como en receptores y continúa disparando se solicitará un cable del observador y el jefe de campo de la contratista actuará inmediatamente.

El formulario del reporte del observador deberá ser llenado en su totalidad incluyendo gráficas y observaciones, debiendo anotar la función de cada canal auxiliar.

Cuando la supervisión lo requiera se harán pruebas de la unidad de disparo y de ruptura de tiempo.

El tiempo de pozo, los pulsos de la ruptura de tiempo deberán ser grabados en cintas y papel.

El tiempo cero de sistema de instrumentos estará indicado en los registros por un pulso o una línea de tiempo.

El reloj de la ruptura de tiempo será la señal que inicie el tiempo cero del sistema.

El grupo de obreros de sísmica que recoge los cables no caminará sobre la línea en los tramos de registro, se designarán

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obreros permanentes para chequera y limpiar las conexiones de cables y geófonos antes de ser tendido en la línea.

Se harán disparos por medio para salvar obstáculos previos a la planificación del dispositivo del registro.

Se realizará un segundo nivel de control de calidad en comunicación diaria entre el supervisor y el sismógrafo utilizando la mini central de procesamiento.

El sismólogo comunicará al observador los problemas detectados para que éstos sean corregidos antes de iniciar los disparos, se llevará un cuadro de control de calidad por día, el mismo que no debe tener retrasos y entregar al supervisor.

Las cintas magnéticas y la documentación sísmica de soporte debe ser completa y aprobada por el supervisor, que dentro de lo principal deberá contener reporte del observador, geometría, detalles de las líneas sísmicas 2D, detalle de cruce de líneas registradas, cruce con carreteras, ríos, pozos, estaciones, etc. mapa integrado preliminar a escalas de acuerdo a especificaciones técnicas, altimetría, informe de sismología el mismo debe integrar el control de calidad de trocha, simulación, perforación registro de reflexión, pequeña refracción correcciones estáticas, etc.

Parámetros de grabación

Dentro de los aspectos se debe considerar los siguientes parámetros:

Ganancia del pre amplificador, filtros, formato de grabación, tipo de cinta, densidad de grabación, canales de grabación, tiempo de registro, intervalo del muestreo, polaridad, límite de atenuación.

Pruebas de instrumentos

Las pruebas especiales que deberán realizarse son calibraciones de caja, nivel de señal, resistencia de línea sísmica, prueba de pulso, desempeño de filtros, prueba de polaridad, ruidos de instrumentos, etc.

Control de calidad

La contratista deberá tener todo el tiempo necesario para efectivizar las pruebas requeridas por el fabricante, para mantener el equipo e instrumental dentro de sus especificaciones y en óptimo estado de funcionamiento, debiendo anexar catálogos y especificaciones técnicas del equipo.

La contratista deberá tener un sistema de control de calidad de datos de campo con un analista capaz de procesar las pruebas instrumentales el equipo de grabación y los datos sísmicos de

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reflexión así como analizar pruebas que puedan planificarse durante la ejecución del levantamiento sísmico.

El área de sismología debe realizar el control de calidad de las operaciones referentes a todos los aspectos que involucren una buena adquisición.

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SÍSMICA MARINA

1. Cables marinos

• Cable de tracción

• Elementos neutros

• Elementos amortiguadores

• Elementos de peso

• Elementos activos

• Elementos de cola

2. Equipos complementarios del cable marino

• Water-breaks (rompedores de agua)

• Sistemas de mando y medidas de profundidad

• Sistemas de localización del cable

• Sistemas precisos de posicionamiento del cable

• Sistemas de acoplamiento cable-laboratorio

Los elementos que tenemos en sísmica marina son el buque, la fuente, el cable marino entre los más importantes

El buque debe ir por la línea que hemos planificado

Enviando ondas sonoras desde la costa al buque se pude determinar la posición del barco, ondas como (hipérbolas, doppler, círculos)

El cable marino es muy importante en sísmica marina la cual va a través de una vaina plástica, se llena ésta con kerosén para que flote

La cuadrilla topográfica ayuda al personal que corre registros

El buque está en movimiento las 24h, nosotros podemos realizar sísmica (2D – 3D)

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Elementos de Tracción (cable)

Es un elemento de peso cuya finalidad es la sumergir el cable marino, su longitud varía según sus cables marinos de 100 a 200m

Elementos Neutros

Son elementos que sirven de prolongadora y que se usan para alejar las trazas cercanas al barco. Su longitud va de 25 a 50m

Elementos de Peso

Son elementos que sirven para asegurar la inmersión del cable marino lo más cerca del barco, se colocan en la cabeza del cable pesas de bronce de 30, 50, o 75kg con una longitud de 5 a 10m

Elementos Amortiguadores

Son elementos cuyas dos extremidades están equipadas por conectores, estos elementos se interponen entre el barco y la cabeza del cable, así mismo entre la boya de cola y el último elemento activo, con el propósito de desacoplar el cable marino y de atenuar cualquier ruido y todas las vibraciones procedentes del barco. Su longitud es de 50m

Elementos Activos

Los hidrófonos se encuentran colocados al interior de los elementos activos (cada 75 cm.)

Elementos de Cola

Consta de una boya de cola, de una sección amortiguadora de cuerda de nylon y algunas veces de un áncora flotante

Los elementos complementarios del cable marino son:

Water Break

Es un hidrófono sobre el cable marino el cual permite el control de la distancia fuente-traza

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Sistemas de mando de profundidad del cable marino

Estos sistemas son automáticos. Permiten bajar o subir el cable actuando sobre cada uno de los aparatos de control, o sobre todos a la vez

Se fijan sobre el cable marino repartiendo de 6 a 12 unidades por cable, tienen una forma alargada como pasta y llevan aletas cuyos cambios de inclinación obligan al cable a sumergirse o a subir

Sistemas de medición de la profundidad del cable

A lo largo del cable se colocan los captadores de profundidad para conocimiento de la profundidad del mismo

Dispositivo de evaluación de la posición del cable marino

Permite evaluar de manera continua los ángulos de curva y de cabeceo de la parte del cable marino vecina al barco

Compases del cable marino

Sirven para mejorar la geometría horizontal del cable, se interponen de 6 a 10 compases o brújulas a lo largo del cable

Pájaros: Controladores de profundidad manejados por el cable marino

Ruidos

Los ruidos pueden ser:

Ambientales

Generados por la fuente

Radiales

Los ruidos pueden producirse por:

- El desplazamiento del buque así como también el desplazamiento de los cañones, de los cables marinos

- Los generadores eléctricos

- El movimiento de las hélices del barco

- Equipos fuente (compresores, cañones, generadores)

- Movimiento de las olas

- Ruidos ambientales como un avión, una plataforma cerca del borde donde se está haciendo sísmica

- Equipo fuente explosivos ( electrodos, térmicos, dinamita)

- Equipo fuente implosivos (cañones de agua, inyección de vapor)

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Adquisición sísmica Generalidades:

Los trabajos se hacen de manera similar a la sísmica terrestre, necesitamos la fuente de energía que produce las ondas símicas y los hidrófonos, los cuales se encuentran dentro de un cable impermeable o vaina

Al interior se colocan los hidrófonos, los caquillos y los cables de enlace

Al interior de la vaina se introduce kerosén para conseguir flotabilidad nula

En los hidrófonos para transformar la energía acústica en corriente eléctrica se aprovecha de la piezoelectricidad de ciertos cristales o cerámicas

La parte activa del hidrófono se deforma a razón de las variaciones de la presión acústica del agua y genera una tensión de salida proporcional a la tensión instantánea del agua

o Localización

o Fuentes

o Cables y equipos

o Registro y rendimiento

Registro Marino

Las condiciones de trabajo son diferentes entre los equipos de sísmica marina y terrestre

La sísmica marina se realiza con un barco especialmente equipado donde viven juntos marineros y técnicos del equipo sísmico

Problemas de navegación

Conocer donde estamos con buena exactitud, amarrar con los otros levantamientos, conocer la localización de las torres de perforación y los límites del bloque

Navegar el barco tan cerca de la línea planeada en presencia de los vientos, corriente y olas

Disparar los cañones en los lugares correctos para permitir el la minar mid-points (CDP) preferentemente a intervalos regulares sobre el nivel del mar

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Localización

Siempre con el receptor satélite con Doppler (GPS)

Se escoge el tipo de radiolocalización en relación con el estudio geométrico, costa, distancia, etc.

Siempre el sistema de radionavegación integrado (microondas)

Cuadrilla Topográfica

La localización en mar se lleva a cabo sobre la base de sistemas a fase diferencial (hipérbolas) o por medidas de distancias (círculos) que utilizan emisores o estaciones intermediarias fijas montadas sobre la costa.

Para los equipos que trabajan lejos de la costa, el sistema SONAR DOPPLER (medida continua de la velocidad respecto al fondo) viene a suplir los otros sistemas, con calibraciones repetidas sobre satélites.

Los medios de control son casi todos mecanizados, y la mayoría de los equipos trabajan con piloto automático y sistemas integrados para registro y encendido de la fuente, ambos automatizados.

El punteo de los registros continuos de localización suministra la lista de post cálculos o coordenadas para el piloteo de los planos de posición

Estos post cálculos están realizados en tiempo diferido en los centros de cálculo.

Cuadrilla Fuente

Lo constituye el personal cuyo cometido es de hacer funcionar y de mantener el sistema de fuente (cable marino).

Su número es variable como la capacidad técnica

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Cuadrilla Laboratorio

Formado por los técnicos: operadores, de práctica, técnicos electrónicos para la explotación continua día y noche

El dispositivo de registro lo constituye el cable marino (streamer) largo tubo de plástico remolcado por el barco al interior del cual están colocados los hidrófonos (captadores sensibles a la presión como los geófonos lo son a la velocidad)

Cuadrilla Fuente-Laboratorio

El cable está rellenado por kerosén, lo que permite controlar su profundidad de inmersión.

La puesta en obra del cable necesita un guinche especial para su tendido y su recogida por la popa del barco.

Un técnico del equipo sísmico dirige las operaciones del enrollado y desenrollado del guinche para conseguir un perfecto arrastre del cable

Oficina de Cálculo

No se calculan correcciones estáticas

La oficina de cálculo de abordo queda reducida al jefe calculador siempre embarcado

Controla la firma de la fuente y vigila la cantidad de los registros ayudándose de los documentos de control que suministran las cámaras automáticas.

Al equipo ya lo incumbe la mayoría de las obligaciones impuestas en la sísmica terrestre por el tendido de cables y geófonos, y tampoco ningún otro tipo de obligaciones geográficas o topográficas, el rendimiento kilométrico alcanza miles de kilómetros, lo que disminuye mucho el precio kilométrico respecto al precio de adquisición terrestre y eso a pesar de los honorarios elevados correspondientes a los gastos de la empresa naviera.

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Fuentes de Energía Sísmica

El funcionamiento de cualquier fuente marina equivale a la trasformación de una energía potencial de naturaleza química, eléctrica, neumática, termodinámica o mecánica en una energía sísmica, pero cualquiera que sea la forma original de almacenamiento de la energía, dicha transformación pasará en todos por la etapa intermedia de la energía cinética

Cuando se dé esta etapa cinética nacerá en un momento preciso un espacio de vacío de agua cuyo volumen variará rápidamente, generando en su periferia a un frente de fuente gradiente de presión que a su vez generará las ondas sísmicas.

Existirá en estado libre del agua, tratándose entonces de una burbuja o bien nacerá en el interior de un armazón metálico con paredes móviles

En este caso de la burbuja el agua será expulsada por el escape brutal de una cierta cantidad de gas procedente de la vaporización del agua (vaporchov, sparkes) en otro caso, la cavidad nacerá sea por el escape de un gas o por un dispositivo mecánico (fuentes mecánicas)

Fuentes de Energía Química

Son en su mayoría las fuentes explosivas. La dinamita al inicio de la prospección marina fue la única fuente utilizada

Las cargas se sumergían hasta profundidades calculadas, merced a las boyas de flotabilidad.

El efecto burbuja es tremendo pero se puede remediar fácilmente ajustando la inmersión de modo que la burbuja saliera al aire inmediatamente después de la explosión

El Flexotir

La obligación de reducir la profundidad de inmersión tenía sin embargo el inconveniente de disminuir el rendimiento sísmico de la dinamita, ya que la obligación de tirar a un nivel de poca presión hidrostática, tenía como consecuencia generar ruido aéreo. Remedia los inconvenientes, permitiendo la explosión de pequeñas cargas de dinamita (50g) al interior de una esfera agujereada.

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Implosiones

Los agujeros permiten la expulsión del agua y la burbuja cuya expansión máxima corresponde al tamaño de la esfera, queda así frenada, resultando rápidamente amortiguado el fenómeno de vuelta del efecto burbuja.

Fuentes Eléctricas (electrodos)

Sparkers

Son principalmente condensadores sumergidos y cargados a millares de voltios que destellan entre dos electrodos, generándose repentinamente una burbuja de vaporización.

La instantaneidad de la descarga eléctrica da a los sparkers una firma impulsional consiguiéndose así una buena resolución.

La potencia y el poder de investigación son los puntos flacos de las fuentes eléctricas para las cuales la multiplicación será casi imprescindible.

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Fuentes Neumáticas

Airgun (compresor) Cañón de Aire

Están basadas en la norma de expansión y contractibilidad de una masa de aire bajo presión que se escapa repentinamente en el agua.

La expansión del aire comprimido será generalmente menos veloz que la de una explosión y consecuentemente la mayoría de los airguns, tendrán firmas con pocas HF(altas frecuencias) y serán además poco resolutivas.

Son capaces de desarrollar potencias elevadas con la correspondiente profundidad de investigación.

La norma del aire comprimido y expansivo hace que este tipo de fuente sea sensible al efecto burbuja

El cañón de aire convencional es la puesta en obra de la expansión del aire comprimido. El "encendido" corresponde a la entrada de una presión adicional que provocará la apertura de la válvula de la cámara bajo presión.

Tal procedimiento se llama Airgun y designa a la vez la categoría de los cañones de aire y el tipo particular de cañón.

El Simplón (Cañón de agua)

Utiliza un cañón de aire clásico para mover a fondo un pistón en un cilindro, en cuya extremidad un tope lo para instantáneamente.

Se trata pues de una fuente que, si bien es neumática, recoge las ventajas de una buena resolución (fuente implosiva) y las correspondientes a la gran potencia de los cañones de aire

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El Vaporchoc

Consiste en que una burbuja de vapor es colapsada en el agua del mar.

La burbuja crece lentamente mientras que el tanque suministra vapor. La presión es ligeramente superior a la presión hidrostática.

Cuando se pare la inyección de gas iniciará un déficit térmico, lo que generará la condensación rápida y el colapso repentino de la burbuja.

La reducción total del vapor en agua, hace que sea resuelto radicalmente el problema del efecto burbuja.

El vaporchoc es una fuente implosiva y el tiempo de tiro corresponde al uso de emisión de vapor

El punto débil de este procedimiento es la mediocre fidelidad, debido a la dificultad de hacer funcionar una válvula bajo las siempre idénticas condiciones de altas presiones.

Fuentes Termodinámicas

Cañones de Gas

Energía cinética por la explosión de una mezcla de gas

Se utiliza propano (C3) y oxígeno (O2) remoldeados en cañones detrás del buque

Lo repentina reacción química confiere generalmente a estas fuentes, firmas muy breves y por consiguiente un poder resolutivo mucho mayor respecto a las otras fuentes neumáticas.

La onda de choque procede de la explosión de una mezcla oxígeno-propano en cañones neumáticos

Los gases llegan a la cámara de combustión y mezclan antes del encendido que inicia una chispa localizada entre dos electrodos.

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Un sistema automático procede a la expulsión de los gases quemados al aire libre, la cual remedia el efecto burbuja

La potencia de estas fuentes de energía es buena pero no necesita la puesta en obra de un equipo pesado y costos cuyo manejo puede además resultar peligroso

Se generan burbujas de alta presión en el agua, se controla la cantidad de aire para generar un espectro de frecuencia deseable

Se utiliza en sísmica marina 2D para levantamiento de regiones

En los levantamientos marinos 3D sirve para con seguir una interpretación integrada y definir el tamaño de los yacimientos y detalles estratigráficos de distribución de los reservorios

El Aquapulse o Sleeve Exploder

La cámara de explosión está alargada por una caja metálica con rejas, ella misma envuelta por una membrana cilíndrica de Goma que actúa como un diafragma.

La energía sísmica nace sobre la membrana en expansión al exterior de la caja.

Al retraerse la membrana se para contra la caja lo que contribuye a eliminar el efecto burbuja.

El Fairflex

Es una miniaturización del aquapulse realizada con el objetivo de mejorar su poder resolutivo

Este si permite eliminar el efecto burbuja

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Fuentes de energía mecánica

En este caso, la energía potencial procede de un proceso mecánico

El Flexichoc

La norma consiste en hinchar lentamente una burbuja, cuajar su envolvente bloqueándola, vaciándola a su vez de su contenido de gases y consiguiéndose su contracción brutal tras suprimir el cerrojo.

Es una fuente implosiva, suministra una buena firma, muy impulsional con un buen poder resolutivo e ignora el efecto burbuja.

Su fidelidad es excelente, sin embargo su potencia es baja y necesita ser multiplicada

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Cables Marinos

En prospección sísmica marina, los captadores llamados hidrófonos van repartidos en el cable marino.

Dicho cable va tractado a la velocidad de 4 a 6 nudos por el barco sísmico que lleva a bordo las fuentes de energía, el laboratorio de registro numérico y el sistema de navegación.

El cable marino tiene varios elementos

• Cable de tracción (lead in cable)

• Elementos neutros (dead section)

• Elementos amortiguadores (stretch section)

• Elementos activos (active section)

• Elemento de cola

Los hidrófonos están colocados dentro de los elementos activos.

El elemento activo corresponde a una vaina de poliuretano para aguas frías larga de 50 a 1000m

Al interior de dicha vaina van colocados los hidrófonos, casquillos, cables de enlace y cables de tracción.

Se rellena el interior de la vaina con kerosén para conseguir una flotabilidad nula

El conjunto de cable marino (24 a 240) trazas queda equilibrado ajustándose la cantidad de kerosén en cada elemento

Los captores de profundidad esparcidos a lo largo del cable permiten visualizar la geometría del mismo sobre una pantalla colocada en la sala de registro

Varios captores van colocados en el cable marino

Water breaks

Compases o brújulas

La parte activa del hidrófono se deforma a razón de las variaciones de la presión acústica en el agua y genera una tensión desconocida proporcional a la presión instantánea del agua y genera una tensión de salida proporcional a la tensión instantánea del agua

El cable marino es típicamente de 2400m ( millas411 ) de largo, para

objetivos muy profundos puede ser de 3600m ( millas412 )

El cable marino es fabricado en secciones de 50, 25, 12.5 metros de largo (164, 82, 41ft)

Las secciones tienen conectores que permiten el reemplazo fácil de la sección que falla

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Los hidrófonos son sensibles a la presión acústica que a la velocidad de partícula

Los hidrófonos típicamente están separados a 75cm. (30in) permitiéndose el arreglo de 64 hidrófonos en una sección de 50m

El cable marino es una distribución de arreglos de geófonos mas los cables necesarios para llevar la señal capturada en hidrófonos hasta el buque

La señal es trasmitida desde el agua al hidrófono a través de la vaina y del kerosén

Ruidos Sísmicos

La calidad de los datos en símica marina queda limitada por el ruido

Ruido Eléctrico

Producido por los generadores del barco y su red de instalación (50 a 60Hz)

Ruido del Mar

Se genera por las olas, el oleaje, el tráfico marino, las cercanías de las plataformas de perforación

Para disminuir los ruidos generados por ese conjunto barco-cable se desacopla mecánicamente dicho enlace incorporado entre el barco y el cable de la sección amortiguadora, a la vez que se utilizan hidrófonos con poca aceleración o con poca sensibilidad a las aceleraciones longitudinales

El ruido es más o menos sensible según la profundidad del cable marino y el estado del mar

Ruido de Desplazamiento

Es generado por el desplazamiento del cable marino en el agua y depende de la velocidad de desplazamiento de 4 a 6 nudos

Ruido Radial

Es transmitido por el agua a los hidrófonos del cable, las principales causas de este tipo de ruido son: cable de tracción, los controladores de inversión, la boya de cola, el barco siendo el más importante, este último ya depende de la firma del barco, de la velocidad y de su tamaño incluyéndose el ruido de los motores y de las hélices.

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Ruido mecánico

Es el ruido causado por los movimientos transversales y longitud del cable marino, se puede controlar calculando la distancia barco-traza, arreglo de los hidrófonos

Control de Ruido

Durante la campaña de sísmica marina se puede controlar el nivel del ruido del cable marino en los siguientes casos

Inicio del perfil

Final del perfil

Durante el perfil

Cambios del estado del mar

Sísmica en aguas poco profundas

Entre la tierra y alta mar (profundidad de 20m de mar) existe una zona de transición, entre difícil de cubrir en sísmica, no es por la poca profundidad, sino por los obstáculos cuando se avance hacia alta mar arrecifes, montículos, deslizamientos, etc.

Entre 20, 10 metros de profundidad, a veces 7m seguimos utilizando el cable marino

Entre 10, 5 y a veces 2.5m si el mar está en calma se recurre a un cable de fondo vacío o más pesado remolcado en el fondo o por elementos atados al cable de remolque

La radiolocalización necesita de un sistema de corto alcance, los captores son tipo presión o mixtos sensibles a la presión o sensibles y a la velocidad

Entre 5 y 0m se utiliza un cable sumergido puesto en el fondo o boyas emisoras de radar, los captores son de tipo mixto o velocímetro-geófono

Para profundidades de al menos 10m, a menudo entre 10 y 8m la fuente de energía utilizada es el cañón de aire, en aguas menos profundas se utiliza una carga suspendida o un primacord

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Supervisión Marina

Radiolocalización

Fuente

Cable

Registro equipo

Presentación de los perfiles

Elementos del informe del supervisor

Radiolocalización

Control de los puntos topográficos utilizados

Control de la posición de las antenas

Control conformidad de la red

Calibración de los equipos

Control de la señal (estabilidad)

Posición del barco (xy antena)

Posición de la fuente (offset)

Posición conjunto trazas

Posición boya de cola (offset)

Fuente

Localización de la fuente

Control de parámetros específicos

• Presión

• Volumen total

• Número de cañones

• Profundidad de cañones

Disparos nulos

Cable

Profundidad del cable

Boya de cola (deriva)

Compases – brújulas

Localización fuente primera traza

Trazas nulas

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Ruido

Ruido otros barcos sísmicos

Equipo de Registro

Pruebas antes del inicio

Pruebas estadísticas

Pruebas nivel del ruido y velocidad del barco

Presentación de los Perfiles

Control de la presentación

Informes del Supervisor

Descripción de la estación radio navegación

Pasos del satélite

Condiciones metereológicas

Diario de a bordo

Fecha de registro

Pueden existir fondos múltiples pero no son anticlinales

SÍSMICA TERRESTRE Antecedentes

o Prospección petrolera

o Sísmica de prospección

o Adquisición de datos

o Procesamiento de datos

o Interpretación de datos

o Detectores de ondas (sismómetros)

o Geófonos, hidrófonos

Geófonos

Aparato que detecta la energía sísmica en la superficie de la tierra

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Transforma el desplazamiento del área concernida (tierra o mar) como consecuencia de la energía sísmica, primero en energía mecánica y luego en energía eléctrica

Los geófonos son transductores de movimiento de tierra muy sensible que han sido usados por sismólogos y geofísicos durante décadas

Tipos de Geófonos

o Por construcción

Los más utilizados son los electromagnéticos de bobina móvil para trabajos en tierra y el tipo piezoeléctrico para trabajos en pantanos y en mar llamado hidrófono

También hay los capacitivos de reciente diseño

o Por aplicación

- Elongaciómetro

Produce tensión eléctrica (voltaje) de salida proporcional a la longitud de desplazamiento del suelo

- Velocidómetro

Produce tensión eléctrica de salida proporcional a la velocidad del suelo

- Acelerómetro

Produce tensión eléctrica de salida proporcional a la aceleración del suelo

Los más utilizados son los de velocidad

Geópono Tipo

Un geópono tipo como el OYO Geospace GSIID usado en muchas medidas de grupo cuesta $50, tiene una frecuencia resonante de 4.5Hz, una masa de prueba de 23g una sensibilidad pico de 20V/g

La relación convencional del geófono del costo al rendimiento, incluye el ruido la linealidad y el rango dinámico, es incomparable por moderno a los acelerómetros micromaquinados

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Partes principales

- Imán permanente en forma de cilindro

- Un resorte soportando a una bobina en el campo del imán permanente

- Bobina con un gran número de vueltas de conductor fino suspendido por el resorte

Funcionamiento

El geófono se coloca verticalmente en la tierra

Cuando la tierra se mueve verticalmente el imán se mueve con él, pero la bobina por su inercia tiende a permanecer fija

El movimiento del campo entre la bobina y el campo magnético genera un voltaje en los terminales de la bobina

La salida del geófono para movimiento horizontal es cero porque la bobina permanece fija relativa al imán

El voltaje de salida es directamente proporcional a la fuerza del campo magnético del imán permanente

Al número de vueltas en la bobina

El radio de la bobina

La velocidad de la bobina relativa al imán

Los geófonos modernos de alta sensibilidad tienen una salida de 0.5 a 0.7V para una velocidad de tierra de 1cm/s

La bobina y los resortes constituyen un sistema oscilatorio con una frecuencia natural en el rango de 4 a 15Hz para reflexión y de 1 a 10Hz para refracción

Puesto que la bobina tiende a oscilar después que el movimiento de la tierra ha terminado es necesario atenuar o amortiguar el movimiento

Esto se logra desvariando la bobina en un metal en el cual se introducen corrientes (Eddy) oponiéndose al movimiento del campo magnético, por tanto produciendo amortiguamiento

También se puede producir amortiguamiento conectando una resistencia en paralelo con la bobina para cambiar la corriente a través del geófono

Con una resistencia alta permite que la bobina oscile por un tiempo

Con una resistencia pequeña oscilará menos debido al incremento del amortiguamiento

Cuando existe una sola oscilación el geófono es críticamente amortiguado

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A más del amortiguamiento

La respuesta del geófono es una señal armónica, depende de la relación entre la frecuencia de la señal y la frecuencia natural del geófono (por ej. 7Hz)

Curva amplitud de corriente vs. Frecuencia de una señal de una señal de entrada armónica para diferentes valores de amortiguamiento, dado por la relación entre la cantidad de amortiguamiento relativo y el amortiguamiento crítico (h=1)

La máxima velocidad del geófono es igual para todas las curvas

h=0 salida infinita en la frecuencia natural la cual es teórica, nunca existe cero amortiguamiento

h>0 el pico de salida disminuye, se mueve lentamente a altas frecuencias

Entre h=0.5 a h=0.7 el pico desaparece

h=0.7 la respuesta de baja frecuencia gradualmente disminuye

Por lo tanto el 70 de amortiguamiento crítico es aceptado para geófonos en una operación óptima con respecto a la distorsión de la amplitud en la salida del geófono

Usualmente se colocan los geófonos en serie o en paralelo para producir una salida compuesta siendo el equivalente un geófono colocado en el centro del grupo, sin embargo el amortiguamiento (c/una) será afectados por los otros por el cambio de resistencia del circuito

La excepción es cuando se tienen en ramas en paralelo cada una con un geófono en serie, todos idénticos que implican una misma resistencia y por ende un único amortiguamiento

Conclusiones

Un geófono se usa típicamente solo para experimentos sismológicos de frecuencias altas (4Hz – 400Hz) porque su resolución degrada a frecuencias bajas. El rendimiento pobre en baja frecuencia (10mHz – 1Hz) se eleva porque la salida es directamente a la velocidad de la masa de prueba, en este caso el cilindro y el montaje de la bobina

Actualmente se está investigando métodos para mejorar el rendimiento de un geófono a través de la realimentación y la posición de censado en varias combinaciones

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La geofísica aplicada aplica 3 fases:

Procesamiento Básico

Objetivo

Extraer la señal o mejorar la relación señal-ruido

Proveer un análisis objetivo de los datos como ayuda a las preguntas del intérprete qué, cómo, cuánto?

El primer proceso es largamente mecánico y eléctrico para el geofísico de campo

El segundo proceso es puramente matemático para el procesador de datos, las técnicas para resolver son nuevas especialmente en contestar qué y cómo?

El intérprete debe desarrollar soluciones subjetivas y encontrar otras fuentes de información como registros, reportes geológicos y mapas.

Organizar la información sísmica en función de la geometría y recubrimiento múltiple, configurar el CDP Gethering normalizar la amplitud-ganancia en función del tiempo

Para entender el método de procesamiento de datos únicamente se muestra dentro de algunas fases:

Aplicar la deconvolución para comprimir la señal

Aplicar las correcciones en tiempo por elevación “Datum” y “NMO” correcciones dinámicas normal mueveout

Aplicar los filtros, algoritmos de coherencia en presentación, ganancias, etc. de modo que la señal final de apilamiento “Staching” y migración tengan un significado estructural y estratigráfico de alta confiabilidad.

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Para entender del procesamiento de datos usualmente se muestra dentro de algunas fases y el orden en las cuales son ejecutadas dependiendo del tipo de procesamiento disponible

Todos los sistemas de procesamiento son diseñados para completar los objetivos

Las fases y sus prioridades son aplicables en general hasta la técnica más avanzada de la mayoría de sistemas de procesamiento

Demultiplexaje: Es poner las trazas en un formato de trazas secuenciales

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Reducción de datos

Demultiplexaje

Edición

Suma

Ganancia

Mejoramiento de los datos

Apilamiento

Ecualización de la traza

Aplicación de filtros pasabanda

Filtros espaciales

Correcciones geométricas

CDP

Datum

Correcciones dinámicas

Correcciones residuales

Correcciones estáticas

Procesamiento adicional

Migración: Colocar los eventos en suposición estacional real

Ondas Sísmicas

Existen 2 tipos de ondas sísmicas

Internas Superficiales

Primarias Rayleigh

Secundarias Love

Velocidad de transmisión de las ondas λ⋅= fC fV

=λ

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Buscamos la longitud máxima y la longitud mínima de la onda

Ondas Internas

Se trasmiten en cualquier dirección

Hay 2 clases

Longitudinales o primarias

Transversales o secundarias

Ondas Longitudinales o Primarias

Similares a las ondas de sonido

Son ondas de comprensión (sólido, líquido y gas)

“Push Pull” se trasmiten en todo medio de propagación

El periodo deminente aumenta mientras se aleja del origen

Ondas secundarias o transversales de cizalla

El movimiento es transversal a la dirección de propagación

No se propagan en medios líquidos

La velocidad de propagación es menor a las ondas P

Efecto de cizalla o corte

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Ondas Superficiales

Se propagan por la superficie de la tierra

Su velocidad es menor a la de las ondas internas

Son de 2 tipos:

Rayleigh

Love

Ondas Rayleigh

Es un movimiento rodante como las olas del mar

Sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical

V rayleigh = 0.9Vs

Dobrin

Ondas Love

Requieren un gradiente de velocidad positivo en la profundidad

El movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación

Se mueven en el plano horizontal

Ondas de cizalla horizontalmente polarizadas

Reflexión y Refracción de las Ondas sísmicas

1. En la superficie terrestre y en los límites entre los estratos de roca

2. En las discontinuidades entre formaciones geológicas

=1θ ángulo crítico

CDBCABAD tttt ++=

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Conclusiones

La velocidad de las ondas P siempre es mayor a la de las ondas S

La velocidad de las ondas superficiales siempre es menor que la velocidad de ondas S

Las ondas primarias son las que primero se reciben en un sismógrafo

→Vp Longitudinales

→Vs Transversales: Horizontales (L) SH

Verticales (R) SV

Conceptos Generales

Geofísica

Etimológicamente, geofísica sería la ciencia que estudia la física de la tierra, en un sentido más propio, es el estudio de los fenómenos de la naturaleza que se refieren a la tierra, especialmente a sus propiedades físicas, estructuras y composición

Prospección Geofísica

Es el arte de aplicar las ciencias físicas al estudio de la parte más superficial de la corteza terrestre que puede ser explotada por el hombre

Principales Métodos Geofísicos de Prospección

Gravimétrico (geología)

Magnético (geología)

Eléctrico (petróleos)

Sísmico de reflexión (petróleos)

Sísmico de refracción (petróleos y geología)

Gravimétrico

Mide análisis de la gravedad producida por diferencias en densidades de formaciones y estructuras (péndulo, gravimétrico, balanza de torsión)

Magnético

Mide análisis de campo magnético de la tierra debido a cuerpos geológicos de diferente grado de para o diagmagnetismo (brújula, magnetómetro)

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Eléctrico

Mide la distribución de la energía cinética de las corrientes naturales del terreno o también la resistencia del terreno al paso de la corriente eléctrica aplicadas ya sean continuas o alternas, ya sean de alta o baja frecuencia (electrodos, potenciómetros, generadores)

Sísmico

En el que aplica energía por medio de explosiones de dinamita y se mide el tiempo y distancia en la propagación de las ondas de reflexión y refracción (sismógrafos o geófonos)

Las primeras experiencias se deben al irlandés Robert Mallet quien en 1846 publicó un estudio sobre la Dinamita de los Terremotos. Allí surgió las ideas de generar terremotos artificiales por medio de explosiones de pólvora y apuntando ya que las diferentes rocas debían tener velocidades características distintas

La prospección petrolera utiliza todos los métodos aunque es el método de la sísmica el que más se emplea aprox. un 95%

Métodos Sísmicos

Reflexión: es el más empleado

Refracción: para reconocimiento general

Principio Físico

Luego de la explosión o vibración provocada, todas las partes del suelo vibran y definen una superficie de onda la misma que se la representa teóricamente como rayos vectores que señalan la trayectoria sísmica.

Al contacto con dos medios heterogéneos caracterizados por tener diferentes velocidades en función de la densidad de las capas, las trayectorias símicas se refractan y se reflejan de acuerdo al ángulo con que los rayos inciden sobre la superficie denominado reflector

En los receptores ubicados en la superficie las ondas reflejadas son transformadas en señales eléctricas que después de determinado tiempo (5, 6 segundos) genera un registro continuo que se llama “traza sísmica”

La representación en papel de la suma de las diferentes trazas sísmicas generada por cada punto de tiro a lo largo de una línea sísmica es la denominada “sección sísmica”

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Método de Reflexión

Consiste en registrar los tiempos de llegada de las ondas reflejadas en los contactos del subsuelo a una serie de detectores superficiales o geófonos

En función de los tiempos de llegada de las ondas y las distancias superficiales medidas se puede llegar a conocer la posición de los estratos en profundidad

Método de Refracción

Consiste en generar ondas símicas en superficie y registrar las que experimenta la refracción total o a lo largo de los contactos de velocidades distintas en los diferentes medios del subsuelo

En la mayoría de las veces este método es exacto y por eso se utiliza solo cuando el de reflexión no da resultados

Método Sísmico 2D

Para la sísmica 2D, el geofísico trata de generar una malla de líneas sísmicas independientes en las que están ubicadas emisores y receptores y que se cubre determinada área para mapear estructuralmente el suelo y definir las zonas más prospectivas en donde se recomendará un legar par perforar y así confirmar como el único método directo, la presencia o no de hidrocarburos

Método Sísmico 3D

Para estudios más en detalle, características complejas presentadas por la geología de determinado campo de producción, se ha desarrollado la denominada sísmica tridimensional, en la cual se involucran las tres dimensiones, largo, ancho, y profundidad, las 2 primeras en longitud y la última en tiempo

La diferencia se introduce en la disposición de la fuente de emisión y de los receptores

Para cada disparo se activan los receptores ubicados en varias líneas de geófonos

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Con esta metodología se teoriza en el sentido de que la reflexión en subsuelo ya no es un solo punto (como en 2D) sino es de un área denominada BIN o celdas de dimensiones que están dadas por la relación directa de distancia entre los puntos emisores y la distancia entre receptores, esta permite registrar no solo los eventos localizados en el plano vertical (como en 2D) sino también las que proceden de planos laterales mas o menos distantes con la posibilidad de ubicarles en su posición real

En la técnica de adquisición 3D se conoce como “Swath” la registración de varias líneas de recepción (2,4,5,6) paralelas con grupos de puntos de tiros (salvos) orientados perpendicularmente a la línea de receptores

La ventaja de las líneas 3D se manifiesta perpendicularmente en que el conocimiento del subsuelo es más real pudiendo interpretarse con más precisión los aspectos estructurales y estratigráficos, siempre y cuando en superficie las fases operativas tengan un buen control de calidad

Método Sísmico 4D

Una vez que se realiza un programa de sísmica 3D donde se conoce exactamente el sitio de emisión y recepción de señal y si es que esta campaña ha permitido definir los diferentes contactos entre fluidos en un yacimiento particular

Se puede repetir la adquisición añadiendo un elemento más, que es el del tiempo calendario, ésta da origen al denominado método sísmico 4D que en general está orientado a controlar la evolución de un yacimiento en el tiempo.

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Procesamiento Básico

Organizar la información sísmica en función de la geometría y recubrimiento múltiple, configurar el CDP-Gathering, normalizar la amplitud y ganancia en función del tiempo.

Aplicar la deconvolución para comprimir la señal

Aplicar las correcciones en tiempo por elevación. “Datum” y “NMO”

Evaluación de la información sísmica de campo

Client área Line Shot by

La relación señal-ruido y el concepto de evaluación de calidad, se aplica en plenitud desde la etapa inicial al ingresar toda la información sísmica, datos topográficos, cálculos de correcciones y estáticas de campo.

Arreglo de la información de acuerdo a la geometría y recubrimiento múltiple.

La evaluación de calidad hecha en el campo base operaciones orienta al equipo de procesamiento y grupo de interpretación para definir cada etapa de procesamiento.

La mejor estrategia es planificar las operaciones de campo y de procesamiento en forma de hacer las comparaciones de calidad de secciones nuevas, versus antiguas.

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Diagrama de Flujo

Reducción de Datos

La reducción de los datos y las correcciones geométricas son dos fases y contienen algunos pasos que se pueden requerir en orden de mejorar los datos y las fases de procesamiento.

Las dos últimas fases diseñadas para cumplir con los dos últimos objetivos, mejoramiento de la relación señal-ruido y proveer un análisis objetivo al intérprete.

Llave de mano. Recibir el trabajo total

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Lucro cesante. Lo que debía haber ganado si la obra fuese entregada a tiempo, cobra (interese, multas por mora).

Cabotaje o alije. Filtrar crudo, de los barcos grandes a barcos pequeños, que llevan el combustible a mar abierto.

LPG significa gas licuado de petróleo.

Correcciones Geométricas

Mejoramiento de Datos

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Procesamiento Adicional

1. Modelamiento

2. Migración

3. Procesamiento de amplitudes verdaderas

4. Estimación de la ondícula

5. Análisis de frecuencia y velocidad continua posterior al apilamiento

6. Sismograma sintético

Impedancia acústica

sónicoVdensidad

V

→→⋅

ρρ

Sismograma sintético (registro eléctrico)

1122

1122

VVVVC

ρρρρ

+−

=