sísmica -clase 1-
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Sísmica-Clase 1-
INTRODUCCIÓN A LA SISMOLOGÍA
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Aplicaciones de la Sismología a la Prospección Geofísica
- Sísmica de Refracción
- Más barata y expeditiva que Sísmica de Reflexión
- Sísmica de Reflexión:- Alta resolución: oceanografía, geología marina y en
lagos, geotecnia marina, obras ingenieriles en mar- última etapa de prospección de hidrocarburos,
estructuras locales, optimización de la explotación
Somera
Profunda
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Sísmica de Refracción ProfundaHIDROCARBUROS:
– 1er etapa: estudios regionales• Cuencas sedimentarias-grandes estructuras• Bordes de cuenca• Profundidad al basamento cristalino• Estudios tendientes a determinar la sucesión
estratigráfica (profundidades, secuencia, acuñamientos)
– 2da etapa: algunas estructuras locales como domos salinos (casos históricos: Golfo de México)
INVESTIGACIÓN geológica-geofísica a escala regional:
- profundidades de discontinuidades sísmicas: Moho, Capa de Baja velocidad, otras.- identificación de formaciones geológicas profundas
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Sísmica de Refracción Somera• Hidrocarburos: determinación de la topografía del
techo de la roca consolidada y espesores de la capa meteorizada para contar con la información necesaria para las correcciones estáticas de los registros sísmicos de Reflexión.
• Obras ingenieriles: idem anterior, y además Ondas S para determinar las constantes elásticas del suelo portante. Determinación de paleocanales y fallas que
condicionen la estabilidad de las presas hídricas
• Hidrogeología: ídem Ingenieriles, sin Ondas S.Prospección de Oro aluvional.
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Deformación por esfuerzo de tracción
• Los desarrollos parten de que se está sometiendo al cuerpo a esfuerzos dentro de los límites elásticos
• Deformación por unidad de longitudεl = ∆l / l en la dirección del esfuerzoεt = Δt / t perpendicular a la dirección del esfuerzo
• σ = εl E E: Módulo de Young
– EFe≈2.104 kg/mm2 Egranito ≈ 2,5-5.103 kg/mm2
• η = εt / εl η: Módulo de Poisson
– El valor para sólidos elásticos es ≈ 0.25-0.43
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Deformación por Cizalla
• Φ: Deformación por esfuerzo de cizalla o corte
• ζ = μ Φ μ: Módulo de Rigidez• Por lo general, en la naturaleza, μ≈2.5E
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Deformación por esfuerzo hidrostático
p = k ∆v/v k: Módulo de compresión hidrostática
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Relación entre los módulos elásticos
• μ = E /2(1+ η)• k = E / 3 (1 - 2η)
• λ0 = ηE / (1 - 2η)(1 + η)
• μ y λ0 se las conoce como constantes de LAMÉ
• Se puede demostrar algebraicamente que siempre 0<η<0.5
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Ondas de CuerpoEn un movimiento oscilatorio la energía se entretiene entre energía cinética y
energía potencial. El movimiento oscilatorio armónico simple transmite energía sin transporte de masa.
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Ondas de CuerpoEn un movimiento
oscilatorio la energía se
entretiene entre energía cinética
y energía potencial.
El movimiento oscilatorio
armónico simple transmite
energía sin transporte de
masa.
Ondas S: las partículas se
mueven perpendicularmente a la dirección de propagación
Ondas P: las partículas se mueven en la dirección de propagación
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Ondas de Superficie
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Ondas de superficie
Ondas de superficie sólidas: se propagan a través de
discontinuidades, por ej. tierra-aire.
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Dispersión de las ondas superficialesPor lo general;
vR1< vR2vLo1< vLo2
Si λ<<Z vR1Si λ>>Z vR2 (Idem para vLo)
Las ondas más largas son más veloces que las cortas
Del análisis espectral se pueden obtener las velocidades de propagación de las capas
superficiales
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Movimiento Armónico Simple
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Dependencia de la velocidad de propagación de las ondas de
cuerpo con las constantes elásticas
Ondas Longitudinales
Ondas transversales
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Representación en números ComplejosSi estamos observando el paso de la onda
en un punto en el espacio (geófono):
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Velocidad de ondas elásticas longitudinales en rocas
Rocas Vp (m/s) Caliza 2140-6100
Mat. Sup. Meteorizado
305-610 Dolomita 4940-6150
Grava-Arena seca
468-915 Sal 4270-5200
Arena (húmeda) 610-1830 Granito 4580-5800
Arcilla 915-2750 Rocas MM 3000-7000
Agua de mar 1460-1530 Basalto 3800-7000
Arenisca 1830-3970 Gabro 6500
Lutita 2750-4270 Diabasa 6500
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Atenuación de la Energía Elástica
Ondas Esféricas: la energía en el ángulo sólido se conserva si no hay pérdidas. Por lo tanto, la energía que atraviesa la unidad de área llamémosla ε.
ε ≈ A02 A
0: Amplitud
A0 = k √ε
ε = α / r2 ε = k´.1/r La amplitud es inversamente proporcional a la distancia a la fuente
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Atenuación de la Energía ElásticaPérdida de energía por absorción elástica ≈ e-qr.
A = A0 e-qr / r
q: Constante de Absorción del medioDepende de f.
qh > ql: las altas frecuencias se absorben más que las bajas.
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Refracción-Ley de Snell
sen i = v1
sen r v2
i
rv1
v2
Deducción
Ángulo Crítico senic = v1/v2
icv1v2
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Reflexión
Relación entre la onda incidente y reflejada: relación de amplitudes para incidencia perpendicular (i=0)
(Ar/Ai)i=0 = (ρ2v2 – ρ1v1) / (ρ2v2 + ρ1v1) = R Coeficiente de
Reflexión
iρ1; v1
ρ2; v2
i
Ai Arρi : densidad del medio
Ar: amplitud onda reflejada
Ai: amplitud inda incidente
ρ.v = impedancia acústica
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AAPG – Memoir 26 (1977)
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Velocidad de Grupo –
Velocidad de Fase