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En la exploración petrolera los métodos sísmicos han jugado un papel fundamental en la ubicación en el subsuelo de grandes reservorios de hidrocarburos, cuyos beneficios han significado el avance y progreso de la humanidad.

Debido a la importancia de los métodos sísmicos, se han desarrollado técnicas e instrumentales con el propósito de optimizar los procesos de adquisición de los datos necesarios para una ubicación cada vez más precisa de estos reservorios.

En las áreas de estudio, los registros de velocidad de las ondas sísmicas obtenidos a partir del método sísmico de reflexión y refracción por equipos especializados son esenciales, dada la relación existente entre la velocidad y las propiedades físicas y litológicas de los materiales por los que la onda sísmica viaja.

Debido a la relevancia de los registros de velocidad y a la necesidad de una correcta medición que permita una interpretación e identificación confiable de los materiales por los que la onda viaja, en las áreas de estudios se realizan verificaciones de los valores de velocidad arrojados por la sísmica de superficie, usando registros sónicos puntuales en los pozos disponibles del área, los cuales permiten la testificación y calibración de los datos de velocidad derivados de la sísmica de superficie, permitiendo además, la determinación de cambios laterales relevantes de velocidad que estén asociados a cambios estructurales o litológicos en el subsuelo.

Ahora bien, la obtención de estos registros sónicos de pozos representan para la industria costos muy elevados y dada la ausencia de un criterio que indique los puntos del área en los que estos registros deben ser obtenidos, en muchos casos dichos registros son medidos en zonas donde no aportan información relevante, dando lugar a gastos innecesarios.

En esta publicación presentaré una metodología desarrollada en una de mis investigaciones, donde se determina a partir de la construcción de secciones laterales de velocidad entre dos puntos pilotos de un medio isotrópico estratificado horizontalmente, las zonas donde existe un mayor gradiente de velocidades, siendo estas regiones hacia las cuales deben apuntar la adquisición de registros sónicos de pozos.

Fundamento Teórico

A continuación se muestran los métodos de adquisición de valores de velocidad a partir de la sísmica de superficie y la sísmica de pozo.

Sísmica de Pozos

Registros Sónicos (Registros de Velocidad en pozo)

Este método consiste en la medición de las velocidades verticales de las ondas sísmica a lo largo de todo el pozo.

El instrumento utilizado esta formado por un transmisor y un receptor separados una determinada distancia. Una vez que el instrumento se adhiere a las paredes del pozo, los pulsos transmitidos penetran las paredes del pozo viajando a través del material existente en el subsuelo y son recibidos en un tiempo determinado por el receptor, dando lugar a una relación tiempo–distancia que permite conocer de manera continua las velocidades interválicas “V_int” de la onda sísmica a lo largo de toda la profundidad del pozo (ver figura 1).

^{Figura 1. Instrumento de medición de velocidades interválicas en pozo

Pixabay CC0 modificada por @lorenzor}

Sísmica de Superficie

El proceso de adquisición de datos a partir de la sísmica de superficie consiste en la transmisión de ondas sísmicas generadas en superficie por fuentes vibradoras o explosivos, las cuales se propagan a través del subsuelo generándose distintas reflexiones y refracciones en cada una de las interfaces, tal y como lo establece las leyes de Snell. Estas reflexiones son registradas en superficie por equipos receptores, permitiendo conocer el tiempo total de viaje de las ondas sísmicas. Este proceso es realizado en distintos puntos del área generando una amplia base de datos.

En la siguiente imagen se ilustra el proceso de adquisición en superficie.

^{Figura 2. Modelo isotrópico de capas horizontales

(Elaborada por @lorenzor)}

Una vez obtenido los valores de tiempo de transito total “t_X,N” de las ondas sísmicas desde la fuente hasta el receptor, son calculados los valores de velocidad promedio “V_N” hasta las distintas interfaces, usando la siguiente expresión:

t _0,N = tiempo de trayectoria vertical hasta la capa n-enésima

Con los datos de velocidades promedios derivados de la expresión anterior, se obtienen las velocidades interválicas a partir de la Ecuación de Dix, según se expresa a continuación:

Donde V_a y V_b representan las velocidades promedio entre dos interfaces consecutivas.

Metodología

Para el desarrollo de este trabajo se seleccionó un área con registros de velocidades interválicas derivadas de registros sónicos de pozos y registros de velocidades interválicas de Dix, obtenidas de la sísmica de superficie.

De los datos de velocidades interválicas dados por ambos métodos de adquisición, se determinaron las diferencias entre ambas velocidades, creando de esta forma una función de corrección “∆V_INT” que aplicada a las velocidades interválicas de Dix en las direcciones A-B y B-C, mostradas en la figura 3, permitieron la construcción de pseudoregistros de velocidades interválicas.

^{Figura 3. Modelo geológico del área de estudio

(Elaborada por @lorenzor)}

Para una visualización detallada del comportamiento de las velocidades interválicas obtenidas en las direcciones indicadas, se construyeron secciones de velocidad a partir del software Surfer.

La componente horizontal representa la separación entre los pozos, la vertical los puntos de profundidad común de velocidades interválicas y las líneas de contornos definen los valores de velocidad asociados a las distintas profundidades.

^{Figura 4. Sección de Velocidades Pseudosónicas en la dirección A-B

(Elaborada por @lorenzor)}

^{Figura 5. Sección de Velocidades Pseudosónicas en la dirección B-C

(Elaborada por @lorenzor)}

Conclusiones

De esta forma, se puede apreciar que el método propuesto en esta investigación conduce a la determinación de variaciones laterales de velocidad las cuales están asociadas a cambios estructurales o litológicos, convirtiéndola en una herramienta valiosa para una interpretación mas confiable del área de estudio.

Basados en los gradientes de velocidad visualizados en las secciones obtenidas, el método propuesto permite la planificación de futuros registros sónicos en los pozos disponibles del área, permitiendo además, minimizar el riesgo en esfuerzo y costos al obtenerlos en zonas donde estos no aporten información relevante.

Referencias

Dix C. H., Geophysics. 20, p.68, 1955.
Levin, F.K.,1971, Apparent velocity from dipping interface reflection: Geophysics, 36, 510-516.
Taner, M. T. and Koehler, F., Geophisics, 34, p. 859, 1969.
Hansen K. M., Velocities from Surface Measurements. Geophysics. 1.947.
José Cantos Figuerola. Tratado de Geofísica Aplicada. Librería Ciencia-Industria, S.L. Pl. San Luis de la Cruz, Madrid. 520 pag.
Carlos Fimlay, Lorenzo Rivero. Uso de velocidades sísmicas en la programación de registros sonicos de pozos. Julio 1997, LUZ.