resumen reynolds

7/24/2019 Resumen Reynolds

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Sismologa aplicada

Introduccin

El principio bsico de la sismologa de exploracin es una seal que se genera enun momento en que se conoce con exactitud y por las ondas ssmicas resultantespara viajar a travs de los medios de comunicacin del subsuelo y se reflejan yrefractan de nuevo a la superficie, donde se detectan las seales de retorno.

ONDAS SSMICAS

Ondas P.

as ondas ! son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que elsuelo es alternadamente comprimido y dilatado en la direccin de la propagacin

"ndas #

as ondas # son ondas transversales o de corte, lo cual significa que el suelo esdespla$ado perpendicularmente a la direccin de propagacin, alternadamente%acia un lado y %acia el otro. as ondas # pueden viajar &nicamente a travs deslidos debido a que los lquidos no pueden soportar esfuer$os de corte

"ndas 'ayleig%

as ondas 'ayleig% son ondas superficiales que viajan como ondulacionessimilares a aquellas encontradas en la superficie del agua

"ndas ove

as ondas (ove( son ondas superficiales que provocan cortes %ori$ontales en latierra

Trayectoria de rayo en capas planas

El principio de )uygens nos dice que todo punto alcan$ado por una onda secomporta como un emisor de ondas.

as ecuaciones de *oepprit$ son las formulas que permiten relacionar, en funciondel angulo de incidencia, cuanta energ+a se transmite y cuanta se refleja, tanto

para la componente compresiva como de ci$alla.

a impedancia ac&stica, el producto de la densidad por lavelocidad ssmica, quevara entre las diferentes capas de rocasy se indica generalmente con el smbolo*. a diferencia de impedancia ac&stica entre las capas de rocas afectael coeficiente de reflexin
http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/s/seismic_velocity.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/rock.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/reflection_coefficient.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/rock.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/r/reflection_coefficient.aspxhttp://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/s/seismic_velocity.aspx


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Difraccin

Es un tipo de evento producido por la difusin radial de una onda que formanuevos frentes de onda despus que encuentra una discontinuidad, tal como unasuperficie de falla, una discordancia o un cambio abrupto del tipo de roca. as

difracciones se ven como eventos %iperblicos o en forma de paraguas en un perfilssmico. a migracin correcta de los datos ssmicos %ace uso de la energadifractada para posicionar correctamente las reflexiones.

P!DIDA D" "N"!#A SSMICA

a prdida de la amplitud con la distancia recorrida por una onda ssmica sepresenta en tres formas principales la divergencia esfrica, atenuacin intrnsecay de dispersin. a cantidad de energa transmitida tambin disminuye cada ve$que un lmite en la impedancia ac&stica es atravesado desde proporcin deenerga se refleja.

Di$ergencia esf%rica o& propagacin geom%tricaa energa de onda ssmica se propaga radialmente lejos de la fuente y disminuyeen amplitud al aumentar la distancia. a prdida de la amplitud puede serconsiderada como referencia a la figura -./. a energa total 0E1 generada en elinstante disparo se extiende sobre una cscara esfrica con un radio 0r1 queaumenta con el tiempo. a energa se extiende sobre la superficie de la esfera detal manera que la densidad de energa 0es decir, la energa por unidad de rea1 esE 2 -3r 4. 5lg&n tiempo despus, cuando la cscara tiene radio ', la densidad deenerga es (E 2 -pi4(. 6omo '7 r, la densidad de energa es a%ora ms pequeo.!or tanto, la energa disminuye en proporcin a 2 r4. 5mplitud, que esproporcional a la ra$ cuadrada de la densidad de energa, por lo tanto vara enproporcin a 2 r4.

'uentes de energa ssmica

El objetivo de utili$ar cualquier fuente ssmica es producir una seal losuficientemente grande en la tierra para garanti$ar la suficiente profundidad depenetracin y alta resolucin suficiente para obtener imgenes del subsuelo. )ayun gran n&mero de diferentes fuentes que se pueden utili$ar en una ampliavariedad de entornos, y una gran cantidad de desarrollo %a sido y est siendo%ec%o para %acer fuentes ssmicas ms eficiente y efica$. #eleccin del tipo de

fuente ms apropiada para un estudio en particular es muy importante. Entrminos generales, existen tres tipos de fuente ssmica 8mpacto, impulsivo yvibrador. !ueden ser utili$ados en tierra, en el agua y, en perforaciones.

Deteccin y registro de las ondas ssmicas

os estudios ssmicos no seran posibles sin sensores para detectar las sealesdevueltas. Estos detectores son llamados gefonos y se utili$an en un sustrato de


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alg&n tipo, normalmente la superficie del suelo, o %acia abajo po$os de sondeo. #eutili$an para convertir la energa ssmica en una tensin elctrica medible. 9naforma especial de gefono es el acelermetro que, como su nombre indica, seutili$a para medir la aceleracin. El equivalente transmitidas por el agua de ungefono es un %idrfono y stos, tambin, puede ser utili$ado por los po$os llenos

de agua.

#efonos

9n dispositivo utili$ado en la adquisicin ssmica de superficie, tanto en tierra firmecomo en el lec%o marino, que detecta la velocidad del terreno producida por lasondas ssmicas y transforma el movimiento en impulsos elctricos. os gefonosdetectan el movimiento en una sola direccin. os levantamientos ssmicosconvencionales en tierra firme utili$an un gefono por posicin de recepcin paradetectar el movimiento en la direccin vertical. !ara recolectar datos ssmicos de/6, %abitualmente se utili$an en combinacin tres gefonos mutuamente

ortogonales. os %idrfonos, a diferencia de los gefonos, detectan los cambios depresin en ve$ de detectar el movimiento.

Acelermetro

9n dispositivo utili$ado durante las operaciones de prospeccin para medir laaceleracin de una embarcacin o una aeronave, o para detectar la aceleracindel terreno en los po$os o en la superficie terrestre, producida por las vibracionesac&sticas.

(idrfono

9n dispositivo diseado para ser utili$ado para la deteccin de la energa ssmica,que se manifiesta como cambios de presin debajo del agua durante laadquisicin ssmica marina. os %idrfonos se combinan para formar los cablesssmicos marinos que son remolcados por las embarcaciones de adquisicinssmica o se despliegan en un po$o. os gefonos, a diferencia de los %idrfonos,detectan el movimiento en ve$ de detectar la presin.

Sismgrafos

9n dispositivo o sistema que registra las oscilaciones del terreno que conformanlos datos ssmicos de exploracin o los terremotos, utili$ado a veces

incorrectamente como sinnimo de gefono. 9n sismgrafo puede incluiramplificadores, receptores y un dispositivo de grabacin 0tal como un disco decomputadora o una cinta magntica1 para registrar los sismogramas. 9nsismgrafo crudo fue construido en el ao :;; por el fsico italiano uigi !almieri0::?@1. El sismgrafo moderno, que utili$aba un pndulo, fue inventado en elao ::< por Aames EBing, 3%omas Cray y #ir Ao%n Dilne.


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"studio ssmico de refraccin

INT!OD)CCI*N

Experimentos de refraccin ssmica pueden llevarse a cabo en tres escalas

distintas global 0utili$ando ondas ssmicas1, la corte$a 0utili$ando explosinsismologa1, y 0aplicaciones de ingeniera1 cerca de la superficie. !ara lospropsitos de este libro, se %ace %incapi en las investigaciones poco profundas.a mayor fortale$a del mtodo de refraccin ssmica es que puede ser utili$adopara resolver cambios laterales en la profundidad a la parte superior de unrefractor y la velocidad ssmica dentro de ella.

Principios generales de refraccin

>ey de #nell

>ngulo crtico

Arreglos de campo

!ara un estudio de refraccin ssmica en tierra, el diseo bsico es una serie degefonos, generalmente 4 o 4-, se establecen a lo largo de un cable con unn&mero correspondiente de medidores lo largo de una lnea recta. Este conjuntode gefonos constituye un arreglo, cabe sealar que esto no es una matri$gefono . a fuente ssmica 0tiro1, cualquiera que sea el tipo que pasa a ser de unestudio dado, se encuentra en uno de los cinco lugares. El caso ms sencillo espara el plano a ser posicionado en el inicio y el final de la propagacin. 6omo sedescribir en secciones posteriores, para cada disparo, los tiempos de viaje

apropiados pueden ser recogidos en cada rastro en el registro ssmico obtenidoscon cada lugar de inyeccin en la misma extensin, los datos adicionales seadquieren para proporcionar informacin suficiente para la reduccin de datos yanlisis detallados

"studios en agua

'efraccin ssmica tambin puede llevarse a cabo en un medio acutico, pero serequieren sistemas especiales. )ay dos mtodos principales de deteccin de lasseales refractados crticamente una es utili$ar un cable %idrfono y el otro es eluso de sonoboyas.

#eometra de los rayos refractados

El supuesto bsico para la interpretacin ssmica de refraccin es que las capaspresentes son %ori$ontales o &nica inmersin en ngulos poco profundas y son, enprimera instancia, las superficies planas.


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"studio ssmico de refle+in

Introduccin

Es la tcnica geofsica ms utili$ado, y %a sido desde la dcada de ?/sima1. a amplitud de la onda reflejada es descritopor el coeficiente de reflexin.

El punto de reflexin es medio camino entre la fuente y el gefono de deteccin.a distancia entre los puntos de reflexin en la interfa$ es siempre la mitad de ladistancia gefono. En consecuencia, la cobertura total de una interfa$ de sub>superficie es la mitad de la longitud total propagacin gefono. a distancia desdela fuente a cualquier gefono se conoce como el despla$amiento

#i se utili$a ms de una ubicacin tiro, reflexiones que surgen desde el mismo

punto en la interfa$ sern detectados en diferentes gefonos. Este punto dereflexin com&n se conoce como el punto medio com&n 06D!1.

El n&mero de veces que el mismo punto en un reflector se muestrea es conocidocomo Hold de cobertura. #i un punto de sub>superficie se muestrea slo unave$, , entonces esto se denomina cobertura 0fold1 de


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cualquier etapa, conmutatividad significa que los resultados finales se puedenlograr con independencia del orden en que se llevan a cabo los procesos.

a deconvolucin, o filtrado inverso, puede mejorar los datos smicos afectadosadversamente por el filtrado, o la convolucin que se produce naturalmente amedida que la energa ssmica es filtrada por la 3ierra. a deconvolucin tambinpuede efectuarse en otros tipos de datos, tales como datos gravimtricos,magnetomtricos o de registros de po$os.

El aplimaniento es un registro ssmico procesado que contiene las tra$as que %ansido sumadas a partir de registros diferentes para reducir el ruido y mejorar lacalidad general de los datos. El n&mero de tra$as sumadas durante el apilamientoes el (apilamiento nominal( 0fold1.

a migracin ssmica es un paso del procesamiento ssmico en el que lasreflexiones en los datos ssmicos se despla$an a sus locali$aciones correctas enel espacio x, y, tiempo de los datos ssmicos, incluido el tiempo de viaje doble 0ida

y vuelta1 y la posicin respecto de los puntos de tiro. a migracin mejora lainterpretacin ssmica y el mapeo porque las locali$aciones de las estructurasgeolgicas, especialmente las fallas, son ms precisas en los datos ssmicosmigrados. 9n proceso de migracin adecuado colapsa las difraccionesprovenientes de las fuentes secundarias, tales como las terminaciones de losreflectores contra las fallas, y corrige las colas para formar los sinclinales. Existennumerosos mtodos de migracin la migracin para la correccin de ec%ados0KD"1, el dominio de la frecuencia, el tra$ado de rayos y la migracin porecuacin de ondas.

!rocesado

, Demultiple+ing

as seales recibidas de los detectores son digitali$adas en pequeosincrementos en el tiempo, conocido como el intervalo de muestreo. En los estudiosssmicos de gran escala que esto puede ser de 4 ms o - ms ms de una de dosvas rango total el tiempo de viaje de @>= segundos. !ara las encuestas de mayorresolucin del intervalo de muestreo podr reducirse a L, que se supone que esuniversalmente compatible. #in embargo, en la sismologa ingeniera, fabricantesde sismgrafos %an desarrollado instrumentos que siguen el formato #EC>L sinoen sus propias formas modificadas que pueden causar problemas cuando setransfieren datos al softBare de procesamiento. 8ndividuales salas de tratamientode datos demultiplexan datos al formulario de #EC>L cual es el ms apropiadopara su sistema de procesamiento


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, ,"dicin

9na ve$ que los datos %an sido demultiplexada, pueden ser editados para eliminarlas tra$as muertos 0aquellos que no contiene la informacin1 o aquellos con formasde onda monocclicos causados por interferencias electrnicas 0por ejemplo, una

forma de onda sinusoidal con una amplitud y longitud de onda constante, parainvertir la polaridad de tra$as, o aquellos con un ruido excesivo. Edicinefectivamente est limpiando el conjunto de datos de malas tra$as que de otromodo contaminarian la calidad de los datos restantes si se utili$a en elprocesamiento posterior de los datos.

, !ecuperacin de ganancia

La se explic cmo se pierde energa en forma de una onda ssmica viaja lejos desu fuente por la dispersin geomtrica o esfrica divergencia. 6omo se puedecalcular la tasa de prdida de energa, puede ser compensada mediante la

aplicacin de una funcin de ganancia a los datos con el fin de restaurar lasamplitudes de seal con el aumento de los tiempos de viaje de dos vas.

5s como, las seales geolgicamente significativas de reflexin, son amplificadaspor la aplicacin de una funcin de ganancia, tambin lo es el ruido esto es unadesventaja del proceso.

, Correcciones est-ticas .est-tica de campo/

6orrecciones estticas estn %ec%os para tener en cuenta el efecto sobre lostiempos de viaje de topografa irregular o de cambiar y de variaciones de lavelocidad cerca de la superficie. En las descripciones anteriores de diseos deestudio se %a supuesto que la fuente y los receptores estn situados en lasuperficie del suelo 0o agua1. #i bien esto puede ser cierto para los estudiosssmicos utili$ando un impacto o fuente vibrador en una extensin de gefonosestablecido en la superficie, en muc%os casos la fuente y 2 o los detectores puedenestar situados en diferentes niveles dentro de la tierra.

, #eometra 'uente,receptor

En un estudio llevado a cabo sobre una superficie irregular, las diferencias en laelevacin de la fuente y los receptores individuales tienen que ser tomadas encuenta con el fin de compensar las diferencias en los tiempos de viaje causadospor la topografa irregular.

, Con$olucin y decon$olucin

9na forma de onda inicial 0M1 de propagacin en el suelo es filtrada por capas condiferentes impedancias ac&sticas 0que forman una serie de tiempo reflectividaddenotada por '1 a travs del cual pasa la seal, dando como resultado una formade onda modificada 0#1 observada en un sismograma. Este proceso de


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(convolucin( se denota por #M N ', donde representa el proceso de convolucin.El mtodo ssmica genera una forma de onda cuya forma inicial debe ser conocidoy el sismograma resultante # se mide.

En consecuencia, el proceso de deconvolucin requiere mtodos de eliminacin osupresin de seales no deseadas y de la compresin de la forma de onda inicial%asta lo ms cercano a un pico 0Kirac1 de impulsos posible. Ke este modo, loscomponentes geolgicamente significativos de la serie de tiempo ' puedenentonces convertirse en ms clara. Keconvolucin es un procedimiento analticopara eliminar los efectos de filtrado previo como el que surge de la convolucin.

, 'iltrado

os filtros se aplican a los datos ssmicos antes de ser digitali$ados con el fin deeliminar 0entre otras cosas1 las frecuencias por encima de la frecuencia de Oyquistutili$ado para la discreti$acin.

, Migracina migracin es el proceso de restauracin de las relaciones geomtricas entreeventos ssmicos en una seccin de tiempo para tener en cuenta lascomplejidades estructurales y bu$amiento interfaces

El propsito del proceso de migracin es colocar un evento ssmico dado en suposicin geomtrica correcta en la seccin de tiempo.

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