Procesamiento de información topográfica mediante el software GPSeismic en programas de exploración sísmica

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(1)PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA MEDIANTE EL SOFTWARE GPSEISMIC EN PROGRAMAS DE EXPLORACIÓN SISMICA. CÉSAR ANDRÉS MEJÍA CONTENTO CODIGO: 20131032029. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA BOGOTÁ D.C. 2019. 1.

(2) PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA MEDIANTE EL SOFTWARE GPSEISMIC EN PROGRAMAS DE EXPLORACIÓN SISMICA. CÉSAR ANDRÉS MEJÍA CONTENTO CODIGO: 20131032029. Trabajo de Grado como requisito parcial para optar el título de Ingeniero Topográfico. Director ROBINSON QUINTANA PUENTES ING. CATASTRAL MAGISTER EN GEOFÍSICA. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA BOGOTÁ D.C. 2019. 2.

(3) AGRADECIMIENTOS. En primer lugar, doy infinitamente gracias a Dios, por haberme dado fuerza y valor para culminar esta etapa de mi vida. Agradezco también la confianza y apoyo brindado por parte de mi madre, que sin duda alguna en el trayecto de mi vida me ha demostrado su amor y entrega incondicional, corrigiendo mis faltas y celebrando mis triunfos. A mi hermano menor, que con su alegría, y ojos vivaces me fortalecieron en momentos difíciles. Al ingeniero Robinson Quintana por creer en mí, y por toda la colaboración brindada durante la elaboración de este proyecto, siendo el mejor profesor que he tenido hasta el momento, pues me brindo la posibilidad de soñar más alto y creer que puedo alcanzar grandes cosas si confío en mí. A mis compañeros y amigos David Ferro y Reynaldo Corredor porque con su ejemplo me dieron la fortaleza, para seguir adelante, y porque con sus valiosos aportes hicieron posible este proyecto, que siempre con su calidad humana, me demostraron el verdadero significado de la palabra amistad. Camila Latorre, quien con su paciencia ternura y ha sabido apoyarme para continuar y nunca renunciar, gracias por su amor incondicional y su ayuda en mi proyecto. Gracias a todos los que me brindaron su ayuda en este proyecto Dios los guarde y bendiga siempre.. 3.

(4) TABLA DE CONTENIDO. página. 1.. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 10. 2.. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 11. 3.. 2.1.. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 11. 2.2.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................ 11. PRINCIPIOS Y CONCEPTOS BASICOS DE LA EXPLOSIÓN SISMICA ................... 12 3.1.. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA................................................................. 12. 3.1.1.. CAPAS COMPOSICIONALES ............................................................................. 12. 3.1.2.. CAPAS MECÁNICAS ............................................................................................ 13. 3.2.. TECTÓNICA DE PLACAS ............................................................................................ 15. 3.3.. ROCAS............................................................................................................................. 18. 3.3.1.. TIPO DE ROCAS.................................................................................................... 18. 3.3.2.. CICLO DE LAS ROCAS ........................................................................................ 20. 3.3.3.. DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS ...................................................................... 21. 3.4.. PLIEGUES ....................................................................................................................... 21. 3.5.. FALLAS ............................................................................................................................ 22. 3.6.. GEOLOGÍA DE HIDROCARBUROS........................................................................... 23. 3.7.. EXPLORACIÓN .............................................................................................................. 25. 3.7.1.. MÉTODOS GEOFÍSICOS ..................................................................................... 26. 3.7.2.. MÉTODOS REMOTOS ......................................................................................... 27. 3.7.3.. MÉTODOS SUPERFICIALES .............................................................................. 27. 3.7.4.. IMÁGENES DEL SUBSUELO. ............................................................................. 29. 3.7.5.. ANÁLISIS Y MUESTREO DEL SUBSUELO ...................................................... 29. 3.7.6.. INTEGRACIÓN Y MODELAMIENTO. ................................................................. 30. 3.8.. SISMOLOGíA .................................................................................................................. 31. 3.9.. PRINCIPIOS Y LEYES FÍSICAS EN EL COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS ……………………………………………………………………………………………………………………………………..32. 3.9.1.. PRINCIPIO DE HUYGENS ................................................................................... 32. 3.9.2.. PRINCIPIO DE FERMAT ...................................................................................... 32 4.

(5) 4.. 5.. 3.9.3.. LA LEY DE REFLEXIÓN ....................................................................................... 32. 3.9.4.. LA LEY DE SNELL ................................................................................................. 33. 3.10.. PRINCIPIOS DEL REGISTRO SÍSMICO ............................................................... 33. 3.11.. METODOLOGÌA DE ADQUISICIÓN SÍSMICA ..................................................... 34. FASES DE LA EXPLORACIÓN SÍSMICA ........................................................................ 36 4.1.. FASE DE TOPOGRAFÍA .............................................................................................. 36. 4.2.. FASE DE PERFORACIÓN. .......................................................................................... 40. 4.3.. FASE DE REGISTRO .................................................................................................... 44. MARCO TEORICO ................................................................................................................ 52 5.1.. 6.. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 52. METODOLOGÌA..................................................................................................................... 56 6.1.. PROCESAMIENTO DATA CON QUIKCON VERSIÓN 14.3 (MAYO 2015) ......... 56. 6.1.1.. QUIKCON ................................................................................................................ 56. 6.1.2.. METODOLOGÍAS PARA LA DETERMINACIÓN DEL AZIMUT GEOGRÁFICO ………………………………………………………………………………………………………………………………85. 6.1.3.. MÉTODO CONVENCIONAL ................................................................................ 85. 6.1.4.. MÉTODO DEL ÁNGULO HORARIO ................................................................... 86. 6.1.5.. AZIMUT DE UNA DIRECCIÓN ............................................................................ 87. 6.1.6.. AZIMUT DE UNA DIRECCIÓN POR MEDIO DE OBSERVACIONES DEL SOL ………………………………………………………………………………………………………………………………91. 6.1.7.. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS EN CAMPO .................................. 92. 6.1.8.. PLANILLA DE OBSERVACIÓN SOLAR EN CAMPO ...................................... 93. 6.1.9.. CÁLCULO DE LA DISTANCIA CENITAL ........................................................... 94. 6.1.1.1. PROMEDIOS .......................................................................................................... 97 6.1.1.2. RESIDUOS .............................................................................................................. 97 6.1.1.3. ERROR CUADRÁTICO MEDIO ........................................................................... 97 6.2.. CÁLCULO DE OBSERVACIONES SOLARES .......................................................... 97. 6.3.. MÓDULO QUIKLOAD.................................................................................................. 110. 6.3.1. 6.4.. PROJECT MANAGER: ................................................................................................ 136. 6.4.1. 7.. DELIMITACIÓN DEL PERÍMETRO DEL BLOQUE ........................................ 125. CONFIGURACIÓN DE COPIA DE SEGURIDAD ........................................... 138. CONCLUSIONES................................................................................................................. 139 5.

(6) 8.. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 140. TABLA DE ILUSTRACIONES. página. Ilustración 1. Capas Mecánicas Fuente: Meteoroligared ____________________________________ Ilustración 2. Estructuras litosféricas intervinientes en la tectónica de placas. Fuente: Geología Estructural ____________________________________________________________________________ Ilustración 3. Tectónica de Placas Zonas de Subducción Fuente: Geología Estructural. _________ Ilustración 4. Distribución de Placas Tectónicas Fuente: Manusoci-Geografia _________________ Ilustración 5. Fase de formación de las Rocas. Fuente: Geografía ___________________________ Ilustración 6. Ciclo de las Rocas Fuente: ANH _____________________________________________ Ilustración 7. Falla Normal. Fuente: Geociencas UNAL _____________________________________ Ilustración 8. Falla Inversa. Fuente: Geociencias UNAL_____________________________________ Ilustración 9. Falla de Rumbo Fuente: Geociencias Unal ____________________________________ Ilustración 10. Exploración Geofísica de una cuenca Fuente: Sismopetrol_____________________ Ilustración 11. Mapa con anomalías Gravimétricas Fuente: Osinerg __________________________ Ilustración 12. Atlas geológico de Colombia 2015 Fuente: Servicio Geológico Colombiano ______ Ilustración 13. Línea Sísmica programa Llanos Fuente: Sismopetrol _________________________ Ilustración 14. Pozo Estratigráfico Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos ________________ Ilustración 15. Integración y Modelamiento Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos ________ Ilustración 16. Elementos consecutivos de un Sismo Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos Ilustración 17. Diagrama Ley de Snell Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos_____________ Ilustración 18. Esquema de procedimiento para adquisición de datos Sísmicos Fuente: Agencia . de Nacional de Hidrocarburos. _____________________________________________ Ilustración 19. Cronograma Fase Topográfica Fuente: Sismopetrol __________________________ Ilustración 20. Los 6 Orígenes en Colombia. Fuente: Magna Sirgas pro 4.2 ___________________ Ilustración 21. Grilla de Diseño Cartografía del área Fuente: Propia __________________________ Ilustración 22. Red GPS Fuente: Propia __________________________________________________ Ilustración 23. Perforación con agua Fuente: Sismopetrol ___________________________________ Ilustración 24. Perforación con aire Fuente: Sismopetrol ____________________________________ Ilustración 25. Verificación pozo Fuente: Sismopetrol_______________________________________ Ilustración 26. Carga de material fuente de energía Fuente: Sismopetrol ______________________ Ilustración 27. Carga material fuente de energía Fuente: Sismopetrol ________________________ Ilustración 28. Tacado del pozo hasta la superficie Fuente: Sismopetrol ______________________ Ilustración 29. Medición de continuidad Fuente: Sismopetrol ________________________________ Ilustración 30. Picada o alistamiento de terreno Fuente: Simopetrol __________________________ Ilustración 31. Regada de material Fuente: Sismopetrol ____________________________________ Ilustración 32. Regada de material Fuente: Sismopetrol ____________________________________ Ilustración 33. Plantado de Geófonos Fuente: Sismopetrol __________________________________ Ilustración 34. Chequeo de línea Fuente: Sismopetrol ______________________________________ Ilustración 35. Disparo o registro de fuente. Fuente: Sismopetrol_____________________________ Ilustración 36. Registro de un punto de disparo Fuente: Sismopetrol _________________________ Ilustración 37. Comportamiento de las ondas en un punto Fuente: Sismopetrol ________________ Ilustración 38. Apilada información línea sísmica Fuente: Sismopetrol ________________________ Ilustración 39. Análisis resultado final proceso sísmico Fuente: Sismopetrol ___________________ Ilustración 40. Cubo apilado estáticas residuales Fuente: Sismopetrol ________________________ Ilustración 41. Quikcon Fuente: Elaboración Propia ________________________________________. 14 15 16 17 19 21 22 23 23 26 27 28 29 30 30 31 33 34 36 37 38 39 40 41 42 43 43 44 44 45 45 46 47 48 48 49 49 50 50 51 56. 6.

(7) Ilustración 42. MBD QuikCon Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 57 Ilustración 43. Pestaña general MBD Fuente: Elaboración Propia ____________________________ 57 Ilustración 44. Configurar nuevo proyecto Fuente: Elaboración Propia ________________________ 58 Ilustración 45. Path for map direccionar mapas generados Fuente: Elaboración Propia. ________ 59 Ilustración 46. Configuración pantalla Fuente: Elaboración Propia ___________________________ 60 Ilustración 47. Ingreso de sistema de coordenadas Fuente: Elaboración Propia________________ 61 Ilustración 48. Ingreso de sistema coordenadas Fuente: Elaboración Propia __________________ 61 Ilustración 49. Parámetros para sistema de coordenadas Fuente: Elaboración Propia __________ 62 Ilustración 50. Curvatura y Refracción ____________________________________________________ 62 Ilustración 51. Parámetros tabla de coordenadas Fuente: Elaboración Propia _________________ 63 Ilustración 52. Fijar azimuts Fuente: Elaboración Propia ____________________________________ 63 Ilustración 53. Comprobación de cierres Fuente: Elaboración Propia _________________________ 64 Ilustración 54. Cierres de ángulos horizontales y verticales. Fuente: Elaboración Propia ________ 64 Ilustración 55. Comprobación azimut Fuente: Elaboración Propia ____________________________ 64 Ilustración 56. Columnas para reportes de Calculo Fuente: Elaboración Propia ________________ 65 Ilustración 57. Interactive Miscellaneous ajuste dentro del procesamiento: Fuente Elaboración Propia ………………………………………………………………………………………………………………....65 Ilustración 58. Caracteres excluidos del procesamiento Fuente: Elaboración Propia ____________ 66 Ilustración 59. Activación de ventanas Fuente: Elaboración Propia ___________________________ 66 Ilustración 60. Diagrama de flujo Procesamiento Fuente: GPSeismic _________________________ 67 Ilustración 61. Cargar crudo Fuente: Elaboración Propia ____________________________________ 67 Ilustración 62. Pantalla DCO Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 68 Ilustración 63. Importación archivos RAW. Fuente: Elaboración Propia _______________________ 69 Ilustración 64. Parámetros para desarrollo de archivos. Fuente: Elaboración Propia ____________ 69 Ilustración 65. Visualización de crudos Fuente: Elaboración Propia __________________________ 70 Ilustración 66. Promediar ángulos, alturas y distancias. Fuente: Elaboración Propia ____________ 71 Ilustración 67. Reemplazo de códigos. Fuente: Elaboración Propia __________________________ 71 Ilustración 68. Especificación de códigos. Fuente: Elaboración Propia ________________________ 72 Ilustración 69. Datos procesados. Fuente: Elaboración Propia _______________________________ 73 Ilustración 70. Cambio de código Fuente: Elaboración Propia _______________________________ 74 Ilustración 71. Consolidado de guardado Fuente: Elaboración Propia ________________________ 74 Ilustración 72. Guardado de archivo Fuente: Elaboración Propia _____________________________ 74 Ilustración 73. DCO completo Fuente: Elaboración Propia __________________________________ 75 Ilustración 74. Modificación de puntos duplicados. Fuente: Elaboración Propia ________________ 76 Ilustración 75. Archivo de control QCC. Fuente: Elaboración Propia __________________________ 76 Ilustración 76. Introducir coordenadas X, Y, Z. Fuente: Elaboración Propia ____________________ 76 Ilustración 77. Información de cada una de las filas Fuente: Elaboración Propia _______________ 77 Ilustración 78. Guardado de archivo Fuente: Elaboración Propia _____________________________ 78 Ilustración 79. Archivo extensión QCC. Fuente: Elaboración Propia __________________________ 78 Ilustración 80. Archivo QCN. Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 79 Ilustración 81. Guardado archivo QCN. Fuente: Elaboración Propia __________________________ 79 Ilustración 82. Cargando el archivo QCN. Fuente: Elaboración Propia ________________________ 80 Ilustración 83. Archivo QCN. Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 80 Ilustración 84. Datos QCN. Fuente: Elaboración Propia _____________________________________ 81 Ilustración 85. Promedio azimut. Fuente: Elaboración Propia ________________________________ 81 Ilustración 86. Fijar coordenadas. Fuente: Elaboración Propia _______________________________ 81 Ilustración 87. Realizar ajustes Fuente: Elaboración Propia _________________________________ 82 Ilustración 88. Botón Custom Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 82 Ilustración 89. Reporte estándar Fuente: Elaboración Propia ________________________________ 82. 7.

(8) Ilustración 90. Formato csv delimitado por comas Fuente: Elaboración Propia _________________ 83 Ilustración 91. Generación archivo CVX Fuente: Elaboración Propia _________________________ 83 Ilustración 92. Archivo CVX Fuente: Elaboración Propia ____________________________________ 84 Ilustración 93. Visualización de puntos levantados Fuente: Elaboración Propia ________________ 84 Ilustración 94. Triangulo Astronómico Fuente: GPSeismic __________________________________ 86 Ilustración 95. Acimut de una dirección de mira Fuente: GPSeismic __________________________ 88 Ilustración 96. Azimut de la mira AM Fuente: GPSeismic ___________________________________ 89 Ilustración 97. Triangulo de posición. Fuente: GPSeismic ___________________________________ 90 Ilustración 98. Bisección del sol en dos cuadrantes simétricos _______________________________ 91 Ilustración 99. Formato cartera de campo observación solar ________________________________ 93 Ilustración 100. Formato de cartera de campo observación solar 2013 _______________________ 95 Ilustración 101. Formato cartera de cálculo observación solar 2013 __________________________ 96 Ilustración 102. Observación solar Fuente: Elaboración Propia ______________________________ 98 Ilustración 103. Plantilla de observación solar Fuente: Elaboración Propia ____________________ 98 Ilustración 104. Opciones observación solar Fuente: Elaboración Propia ______________________ 99 Ilustración 105. Parámetros geográficos Fuente: Elaboración Propia _________________________ 99 Ilustración 106. Opciones pestaña Edit Fuente: Elaboración Propia _________________________ 100 Ilustración 107. Opciones pestaña preferencia Fuente: Elaboración propia ___________________ 100 Ilustración 108. Calculo observación solar Fuente: Elaboración Propia ______________________ 101 Ilustración 109. Carga de archivos solares Fuente: Elaboración Propia ______________________ 101 Ilustración 110. Creación archivo SST. Fuente: Elaboración Propia _________________________ 101 Ilustración 111. Cargar punto de toma solar Fuente: Elaboración Propia _____________________ 102 Ilustración 112. Archivo QCC Fuente: Elaboración Propia __________________________________ 102 Ilustración 113. Coordenadas X, Y punto armada Fuente: Elaboración Propia ________________ 102 Ilustración 114. Grilla de coordenadas Fuente: Elaboración Propia __________________________ 103 Ilustración 115. Cálculo de azimut Fuente: Elaboración Propia _____________________________ 103 Ilustración 116. Dato de tiempo Fuente: Elaboración Propia ________________________________ 105 Ilustración 117. Día Juliano Fuente: Elaboración Propia ___________________________________ 105 Ilustración 118. Transformación de coordenadas Fuente: Elaboración Propia ________________ 106 Ilustración 119. Valor de convergencia Fuente: Elaboración Propia _________________________ 106 Ilustración 120. Convergencia Fuente: Elaboración Propia _________________________________ 107 Ilustración 121. Datos de temperatura y presión Fuente: Elaboración Propia _________________ 107 Ilustración 122. Presión atmosférica según latitud. Fuente: Elaboración Propia _______________ 108 Ilustración 123. Observación por altitud Fuente: Elaboración Propia _________________________ 109 Ilustración 124. Observaciones Solares Fuente: Elaboración Propia _________________________ 109 Ilustración 125. Control de calidad de lectura Fuente: Elaboración Propia ____________________ 110 Ilustración 126. Módulo QuikLoad Fuente: Elaboración Propia ______________________________ 111 Ilustración 127. Barra de Herramientas. Fuente: Elaboración Propia ________________________ 112 Ilustración 128. Herramientas File Fuente: Elaboración Propia______________________________ 112 Ilustración 130. Zoom de la zona de trabajo Fuente: Elaboración Propia _____________________ 113 Ilustración 129. Visualización del archivo Fuente: Elaboración Propia _______________________ 113 Ilustración 131. Generación de base de datos ____________________________________________ 113 Ilustración 132. Programación de líneas a replantear Fuente: Elaboración Propia _____________ 115 Ilustración 133. Puntos levantados formato Ascii Fuente: Elaboración Propia _________________ 115 Ilustración 134. Parámetros Geográficos Fuente: Elaboración Propia ________________________ 116 Ilustración 135. Generación de archivo CMB. Fuente: Elaboración Propia ____________________ 116 Ilustración 136. Opciones de salida archivo CMB. Fuente: Elaboración Propia ________________ 117 Ilustración 137. Configuración de ítem Fuente: Elaboración Propia __________________________ 118 Ilustración 138. Configuración de formato y precisión Fuente: Elaboración Propia _____________ 118. 8.

(9) Ilustración 139. Archivo de salida por combinación Fuente: Elaboración Propia _______________ 119 Ilustración 140. Creación de diseños sísmicos Fuente: Elaboración Propia ___________________ 119 Ilustración 141. Generación de líneas Receptoras Fuente: Elaboración Propia _______________ 120 Ilustración 142. Líneas receptoras Fuente: GPSseismic ___________________________________ 121 Ilustración 143. Generación de línea y línea Fuente: Elaboración propia _____________________ 122 Ilustración 144. Intervalo de líneas receptoras Fuente: Elaboración Propia ___________________ 122 Ilustración 145. Guardado de parámetros Fuente: Elaboración Propia _______________________ 123 Ilustración 146. Generación de diseño del bloque Fuente: Elaboración Propia ________________ 124 Ilustración 147. Diseño de líneas de grillas fuente. Fuente: Elaboración Propia _______________ 124 Ilustración 148. Ingreso de coordenadas de delimitación del bloque. Fuente: Elaboración Propia 125 Ilustración 149. Configuración del archivo. Fuente: Elaboración Propia ______________________ 125 Ilustración 150. Coordenadas del perímetro del proyecto Fuente: Elaboración Propia _________ 126 Ilustración 151. Archivo de salida. Fuente: Elaboración Propia______________________________ 126 Ilustración 152. Generación perímetro del bloque Fuente: Elaboración Propia ________________ 127 Ilustración 153. Cantidad de puntos que quedan por fuera y por dentro del perímetro Fuente: Elaboración Propia ___________________________________________________________________ 127 Ilustración 154. Diseño del bloque a explorar Fuente: Elaboración Propia ____________________ 128 Ilustración 155. Delimitación real del bloque. Fuente: Elaboración Propia ____________________ 128 Ilustración 156. Eliminación de puntos que no corresponden al bloque Fuente: Elaboración Propia ____________________________________________________________________________________ 129 Ilustración 157. Eliminación de puntos fuera del polígono Fuente: Elaboración Propia _________ 130 Ilustración 158. Eliminación de puntos Fuente: Elaboración Propia __________________________ 130 Ilustración 159. Generación del bloque con el perímetro del proyecto Fuente: Elaboración Propia ____________________________________________________________________________________ 131 Ilustración 160. Parámetros puntos Cogo Fuente: Elaboración Propia _______________________ 132 Ilustración 161. Cálculo de azimut y distancia entre puntos Fuente: Elaboración Propia ________ 133 Ilustración 162. Cálculo de coordenadas de un circulo Fuente: Elaboración Propia ____________ 134 Ilustración 163. Determinación de distancias Fuente: Elaboración Propia ____________________ 135. ÍNDICE DE ECUACIONES. página. Ecuación 1. Ley de reflexión.............................................................................................................................. 33 Ecuación 2. Método Convencional.................................................................................................................... 85 Ecuación 3. Ecuación de Angulo horario........................................................................................................... 87 Ecuación 4. Corrección de Angulo horario ........................................................................................................ 87. ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Capas de la Tierra. Fuente: Elaboración Propia ....................................................................... 13 Tabla 2. Coordenadas Geodésicas de Orígenes en Colombia Fuente: Propia ................................... 37 Tabla 3. Valores para A y B en relación a la temperatura y presión...................................................... 95. 9.

(10) 1. INTRODUCCIÓN. La exploración sísmica es el procedimiento más utilizado en el mundo para obtener la estratigrafía del subsuelo. Este procedimiento consiste en detección de ondas acústicas generadas por una fuente artificial, las cuáles se propagan dependiendo de la elasticidad de las estructuras para refractarse o reflejarse y ser captadas por equipos de alta sensibilidad llamados geófonos. Estos equipos recepcionan y transmiten ésta información vía alámbrica o inalámbrica a una central de información donde se almacena, se procesa e interpreta con el fin de determinar las posibles fallas geológicas del subsuelo donde generalmente se depositan los hidrocarburos. Es necesario aclarar que dentro del proceso sísmico se desarrollan diferentes etapas, pero las fases más relevantes son las de topografía, perforación y el registro, sin desconocer la importante gestión de otros procesos complementarios que ayudan a la obtención del objetivo principal del estudio. El tema central de la monografía es la descripción de los procesos topográficos que se desarrollan en un programa de exploración sísmica y la necesidad de implementar un software altamente confiable, específico y que garantice la calidad, eficiencia y precisión de los datos topográficos que a diario son obtenidos por los diferentes grupos de topografía.. El principal objetivo de la elaboración de este trabajo es dar a conocer procesamiento de información topográfica en el software Gpseismic en sus diferentes módulos, la variedad de herramientas para método convencional, RTK, cartografía y bases de datos entre otros; y tratar de implementar parte de estos procedimientos en la vida laboral y profesional garantizando confiabilidad, eficiencia en el procedimientos y control de grandes volúmenes de información topográfica que permitirán realizar análisis y toma de decisiones.. 10.

(11) 2. OBJETIVOS. 2.1.. OBJETIVO GENERAL. Identificar el funcionamiento del software GPSeismic, sus componentes, herramientas y aplicaciones tanto en el área de la sismología como en la ingeniera topográfica, a través del diseño de una estrategia de entendimiento que permita conocer para que sirve y como obtener resultados óptimos.. 2.2.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. . Explicar de forma general el módulo, sus características y aplicaciones.. . Representar gráficamente los principales módulos que lo conforman con su respectiva terminología.. . Establecer una metodología y procedimientos para la exposición y aprendizaje de cada uno de sus módulos y herramientas.. 11.

(12) 3. PRINCIPIOS Y CONCEPTOS BASICOS DE LA EXPLOSIÓN SISMICA. 3.1.. ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA. El interior de La Tierra tiene una estructura concéntrica. Desde la superficie hacia el interior se pueden diferenciar tres capas o cinco, dependiendo del tipo de división que consideremos Composicional o Mecánica. (Wordpress, s.f.) 3.1.1. CAPAS COMPOSICIONALES La Corteza es la capa más superficial, la que se puede pisar en los continentes y la que tapiza el fondo de los océanos, aunque en unos y otros adquiere características diferentes. Es una capa sólida, rígida y poco uniforme, es decir que varía enormemente entre unos lugares y otros. Su límite con la siguiente capa forma la discontinuidad de Mohorovicic. (Wordpress, s.f.) Algunos datos sobre la Corteza Composición media: Andesítica estado de su materia constituyente: sólido Densidad media 2,9 gr/cc Espesor máximo' más de 70 kilómetros en el Himalaya Espesor mínimo: 5 kilómetros en los fondos oceánicos Espesor medio entre 5 y 10 kilómetros. (Wordpress, s.f.) El Manto es la capa intermedia. Sus materiales se encuentran en estado sólido y semisólido, y tienen un comportamiento plástico que les permite fluir bajo determinadas condiciones de presión y temperatura. Está localizado bajo la corteza y no aflora en casi ningún lugar de la superficie del planeta, excepto en algunos puntos especiales donde la corteza rígida es más débil y permite la salida de magma que procede del manto, como ocurre en las dorsales oceánicas y también en algunos volcanes con raíces tan profundas, que atraviesan la corteza y comunican el manto con la superficie terrestre. Su límite con la siguiente capa forma la discontinuidad de Gutenberg. (Wordpress, s.f.) El Núcleo es la capa más interna, siendo este el centro del planeta. Mide 3486 kilómetros de radio. Sus materiales están en estado sólido y fundido (líquido) dependiendo de la parte del núcleo que se trate. Son de composición metálica, muy similar a la de algunos meteoritos. (Wordpress, s.f.). 12.

(13) KILOMETROS. CAPA. DENSIDAD. 0-35. Corteza (varia localmente entre 5 y 70 Km.). 2.8. 35-660. Manto superior. 3.3. 660-2890. Manto inferior. 5.5. 2890-5100. Núcleo Externo. 9.9. Núcleo Interno. 13.6. 5100-6378. Tabla 1. Capas de la Tierra. Fuente: Elaboración Propia. 3.1.2. CAPAS MECÁNICAS La Litósfera es la capa "rígida" de la Tierra. su "caparazón" de roca. Comprende la corteza y la parte más superficial del Manto. (Wordpress, s.f.) La Astenósfera es la capa "blanda" de la Tierra. Su comportamiento es plástico Comprende parte del manto superior. La fusión de parte de sus materiales produce magma. (Wordpress, s.f.) La Mesósfera es una capa sólida equivalente al Manto Inferior. (Wordpress, s.f.) El Núcleo Externo es una capa metálica líquida. Es el causante del campo magnético terrestre. (Wordpress, s.f.) El Núcleo Interno es la capa más densa del planeta, se cree que su estado es sólido. (Wordpress, s.f.) En la siguiente ilustración se observa las partes anteriormente descritas.. 13.

(14) Ilustración 1. Capas Mecánicas Fuente: Meteoroligared. 14.

(15) 3.2.. TECTÓNICA DE PLACAS. La Litosfera no es una única capa continúa cubriendo toda la superficie del globo terrestre, como si fuera el cascarón de un huevo, sino que está formada por porciones de diferente tamaño y grosor localizadas unas junto a otras, que reciben el nombre de Placas. Las placas litosféricas se encuentran "flotando" y deslizándose sobre la astenósfera y la mesósfera, según un movimiento inducido por el calor interno de La Tierra y la diferencia de densidad y temperatura de los materiales Los contactos entre unas placas y otras reciben el nombre de límites. Los límites de placa pueden ser de tres tipos: convergentes, divergentes y transformantes. Las placas no permanecen invariables en el tiempo, es posible que se dividan para iniciar un proceso de "nacimiento" de otras nuevas, o bien que se destruyan en un proceso de subducción (hundimiento de una placa bajo otra) La formación de cadenas montañosas debido a la colisión entre placas tectónicas recibe el nombre de Orogénesis. (Wordpress, s.f.). Ilustración 2. Estructuras litosféricas intervinientes en la tectónica de placas. Fuente: Geología Estructural. 15.

(16) Ilustración 3. Tectónica de Placas Zonas de Subducción Fuente: Geología Estructural.. Estos procesos de formación y destrucción tienen lugar en los límites y no sucede al azar si no que depende del tipo de placa, de su posición y de los procesos que tenga lugar bajo ella en la astenósfera y mesosfera. Para que una placa nazca, es necesario que otra se destruya, pues el espacio disponible en la superficie terrestre es limitado. Al ciclo completo de nacimiento de una placa nueva a partir de la división de otra más antigua, la formación y desarrollo de esa placa y por último la desaparición por subducción o colisión entre placas se le conoce como ciclo de Wilson. (Wordpress, s.f.). 16.

(17) Ilustración 4. Distribución de Placas Tectónicas Fuente: Manusoci-Geografia. 17.

(18) 3.3.. ROCAS. Una roca es un agregado de uno o varios minerales que se encuentra de manera natural y en estado sólido en la corteza terrestre. Una roca es una sustancia sólida formada de manera natural.. 3.3.1. TIPO DE ROCAS . Rocas Sedimentarias: Composición de materiales procedentes de la erosión de otras rocas. Formadas a partir de materiales acumulados sobre la superficie de la tierra, proceso denominado deposición de los materiales consisten en productos de la meteorización y erosión y otros materiales disponibles en la superficie de la tierra tales como materiales orgánicos. Estos se depositan formando capas o estratos. Son detríticas o clásticas si se originan de fragmentos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos. Clásticas: Lodolitas, arenitas, conglomerados Químicas: Caliza bioclástica, caliza micritica, travertinos, dolomía entre otras.. . Rocas Metamórficas: Transformación de otras rocas que han sido sometidas a temperaturas y presiones muy elevadas. Formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse totalmente, han estado sometidas bajo la superficie de la tierra a altas presiones, altas temperaturas, o a ambas, y se han transformado. El proceso llamado Metamorfismo. Produce fundamentalmente cambios en la mineralogía y la textura de la roca. La roca original. Antes del Metamorfismo es denominada Protolito. Foliadas: Esquisto, neis, migmatita, etc. Masivas: Mármol, serpentinita, cuarcita, etc.. . Rocas Magmáticas o Ígneas: Compuestas por la solidificación del magma. Formadas a partir del enfriamiento de material fundido o parcialmente fundido, llamado Magma (comúnmente denominado Lava cuando se encuentra en superficie). Los magmas pueden enfriarse de manera rápida en la superficie de La Tierra originando las rocas denominadas volcánicas o extrusivas, o cristalizar lentamente en el interior, dando lugar a grandes masas de rocas llamadas plutónicas o intrusivas. Volcánicas: Basalto. Andesita, pórfido, etc. Plutónicas: Granito, sienita, gabro, etc. 18.

(19) Ilustración 5. Fase de formación de las Rocas. Fuente: Geografía. 19.

(20) 3.3.2. CICLO DE LAS ROCAS La Tierra está en continuo cambio Las rocas desde que se originan a partir de procesos de enfriamiento del magma sufren modificaciones. Todo ello, a través de un ciclo que puede tardar millones de años Las rocas magmáticas una vez toman contacto con la superficie del planeta sufren procesos erosivos y de desgaste, transformándose en sedimentos que pueden depositarse, cementarse y dar lugar a rocas sedimentarias. Por efecto de la presión y la temperatura éstas pueden sufrir cambios en su composición, consistencia. Textura, dando lugar a las rocas metamórficas. Todas las rocas pueden sufrir procesos erosivos si toman contacto con la superficie terrestre o pueden fundirse y dar lugar a nuevos magmas si están a profundidades adecuadas. (Anh Colombia, s.f.) Los procesos geológicos que actúan sobre la superficie de la Tierra reciben el nombre de exógenos. Erosión, transporte y sedimentación son los tres procesos responsables de la dinámica externa del planeta. (Anh Colombia, s.f.) Esculpir los relieves más elevados y transportar las partículas y sustancias erosionadas hasta depositarlas en el fondo de los mares es su función. Si tenemos en cuenta lo anterior, es fácil pensar que aplanando montañas y rellenando océanos llegaríamos, con el tiempo, a tener un planeta plano; y esto podría suceder, si no existieran los procesos internos (llamados endógenos) que, entre otras cosas, dan lugar a la elevación de terrenos y formación de cadenas montañosas, por una parte, y al hundimiento de determinadas zonas y formación de cuencas y océanos por otra. (Anh Colombia, s.f.) Los procesos endógenos son los originadores del relieve y los exógenos sus modeladores. (Anh Colombia, s.f.). 20.

(21) Ilustración 6. Ciclo de las Rocas Fuente: ANH. 3.3.3. DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS Las rocas se deforman cuando son sometidas a grandes esfuerzos. Dependiendo del tipo de esfuerzos, del tiempo de actuación, de la profundidad a la que se encuentren las rocas sobre las que actúan y, en menor medida, del tipo de roca, puede resultar que estas recuperen su geometría original, o que por el contrario la deformación sea permanente. (Wordpress, s.f.). 3.4.. PLIEGUES. La respuesta más frecuente de las rocas que son sometidas a una deformación plástica (o dúctil) es el plegamiento. Cuando un volumen inicial de roca es sometido 21.

(22) a una deformación dúctil, se flexiona y "arruga" formando pliegues donde antes había superficies planas. (Wordpress, s.f.) Anticlinal: Es una estructura plegada convexa hacia arriba, la cual forma arcos con los estratos más jóvenes (últimas en depositarse) sobre su centro o Charnela. (Wordpress, s.f.) Sinclinal: Un anticlinal es un pliegue cóncavo, con estratos que se inclinan hacia arriba al centro de la estructura. Los estratos en los sinclinales tienen capas de roca progresivamente más jóvenes hacia el centro del pliegue o Charnela. (Wordpress, s.f.) Los anticlinales son de particular interés para la exploración de hidrocarburos debido a que los más grandes campos petrolíferos en la tierra ocurren en anticlinales mayores y suaves en espesas secuencias de rocas sedimentarias. (Wordpress, s.f.). 3.5. . FALLAS. Normales: Se producen en áreas donde las rocas se están separando (fuerza extensiva). El bloque superior se desliza hacia abajo sobre el bloque inferior.. Ilustración 7. Falla Normal. Fuente: Geociencas UNAL. . Inversas: Ocurren en áreas donde las rocas se comprimen unas contra otras (fuerzas de compresión) El bloque superior se desliza hacia arriba (asciende) sobre el bloque inferior. Las Fallas de Cabalgamiento son un tipo especial de falla inversa y ocurren cuando el ángulo de la falla es muy pequeño.. 22.

(23) Ilustración 8. Falla Inversa. Fuente: Geociencias UNAL. . De Rumbo: El movimiento a lo largo del plano de la falla es horizontal. El bloque de roca a un lado de la falla se mueve en una dirección mientras que el bloque de roca del lado opuesto de la falla se mueve en dirección opuesta. Falla Normal. Ilustración 9. Falla de Rumbo Fuente: Geociencias Unal. 3.6.. GEOLOGÍA DE HIDROCARBUROS. El petróleo ("aceite de roca") es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que por estar compuesta de una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos 23.

(24) principalmente de hidrógeno y carbono se le denomina hidrocarburo. La composición elemental del petróleo normalmente es: C (8487%), H (11-14% ). S (0-2%) Y N (0.2%). (ANH, s.f.) El hidrocarburo puede estar en estado líquido, al que también se le dice crudo o en estado gaseoso, el cual se conoce como gas natural. (ANH, s.f.) Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos (pobres en oxígeno) de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. Según la teoría más aceptada, el origen del petróleo y del gas natural es de tipo orgánico y sedimentario, y es fruto de la transformación de materia orgánica. Denominada kerógeno, la cual fue sometida a un complejo proceso físico-químico bajo condiciones de presión y altas temperaturas. (ANH, s.f.) Junto a esa materia orgánica se depositaron capas sucesivas o secuencias de arenas, arcillas, limo y otros sedimentos que arrastran los ríos y el viento todo lo cual conformó lo que geológicamente se conoce como rocas o capas sedimentarias, es decir, formaciones hechas de sedimentos. Entre esas secuencias sedimentarias es donde se llevó a cabo el fenómeno natural que dio lugar a la creación del petróleo y el gas natural. (ANH, s.f.) Ese proceso de sedimentación y transformación es algo que ocurrió a lo largo de millones de años. Es por esto que la geología identifica hoy varios tipos de estructuras subterráneas denominadas trampas, donde se pueden encontrar yacimientos de petróleo, y entre ellas se destacan: anticlinales, fallas y domos salinos. (ANH, s.f.) En todo caso, el petróleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas. Principalmente de rocas como areniscas y calizas. Es algo así como el agua que empapa una esponja. (ANH, s.f.) En ningún caso hay lagos de petróleo. Por consiguiente, no es cierto que cuando se extrae el petróleo quedan enormes espacios vacíos en el interior de la tierra. (ANH, s.f.) Si se toma el ejemplo de la esponja, cuando ésta se exprime vuelve a su contextura inicial. En el caso del petróleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo petróleo que no alcanza a extraerse y por agua subterránea. (ANH, s.f.) Cuando se encuentra un yacimiento que produce petróleo y gas, a ese gas se le llama "gas asociado". Pero también hay yacimientos que sólo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas libre". Generalmente el petróleo líquido se encuentra acompañado de gas y agua. (ANH, s.f.) 24.

(25) 3.7.. EXPLORACIÓN. El petróleo puede estar en el mismo lugar donde se formó (roca generadora o madre) o haberse filtrado hacia otros lugares (roca reservorio o almacén) por entre los poros y/o fracturas de las capas subterráneas, en un proceso denominado migración. (Corporación Cepsa, s.f.) Por lo anterior, para que exista un depósito o yacimiento de petróleo, es necesario que las capas de roca sedimentaria estén selladas por rocas impermeables, generalmente arcillosas (roca sello) que impidan su paso. Lo anterior, asociado a estructuras en el subsuelo que impiden también la migración o escape del hidrocarburo a la superficie, dando lugar a acumulaciones locales de petróleo, es lo que se denomina una trampa, porque el petróleo queda atrapado allí. (Corporación Cepsa, s.f.) La exploración consiste básicamente en descubrir y localizar los lugares donde existen yacimientos de petróleo, para ello no existe un método científico exacto, sino que es preciso realizar multitud de tareas previas de estudio del terreno. Los métodos empleados, dependiendo del tipo de terreno, serán geológicos o geofísicos. (Corporación Cepsa, s.f.) Métodos Geológicos El primer objetivo es encontrar una roca que se haya formado en un medio propicio para la existencia del petróleo, es decir, suficientemente porosa y con la disposición estructural y estratigráfica adecuada para almacenar hidrocarburos Hay que buscar, luego, una cuenca sedimentaria que pueda poseer materia orgánica enterrada hace más de diez millones de años. (Corporación Cepsa, s.f.) Para todo ello, se realizan estudios geológicos de la superficie, se recogen muestras de terreno, se perfora para estudiar los estratos y, finalmente, con todos esos datos se realiza el mapa geológico de la región que se estudia. (Corporación Cepsa, s.f.) Luego de realizar los estudios sobre el terreno, que pueden sugerir la presencia o no de rocas petrolíferas alcanzables mediante prospección, la profundidad a la que se encontrarían, etc, se puede tomar la decisión sobre realizar o no la perforación de un pozo exploratorio. (Corporación Cepsa, s.f.) En uno de cada diez pozos exploratorios se llega a descubrir petróleo y sólo dos de cada cien dan resultados que permiten su explotación de forma económicamente rentable. (Corporación Cepsa, s.f.). 25.

(26) 3.7.1. MÉTODOS GEOFÍSICOS. Cuando el terreno no presenta una estructura igual en su superficie que en el subsuelo (por ejemplo, en desiertos, en selvas o en zonas pantanosas). Los métodos geológicos de estudio de la superficie no resultan útiles, por lo cual hay que emplear la Geofísica, para definir las características del subsuelo sin tener en cuenta las de la superficie.. Ilustración 10. Exploración Geofísica de una cuenca Fuente: Sismopetrol. 26.

(27) 3.7.2. MÉTODOS REMOTOS Satélites y aerogeofísicos (aerogravimetría y aeromagnetometría). Ilustración 11. Mapa con anomalías Gravimétricas Fuente: Osinerg. Permiten el conocimiento básico de la geometría del subsuelo. En la ilustración anterior los colores azules y verdes representan valores bajos de densidad relacionados a lugares donde el basamento es más profundo, es decir donde existe una mayor acumulación de rocas sedimentarias.. 3.7.3. MÉTODOS SUPERFICIALES Levantamientos geológicos y muestreo. Identificación de unidades estratigráficas y principales estructuras (mapas geológicos, muestras de superficie, geoquímica, etc).. 27.

(28) Ilustración 12. Atlas geológico de Colombia 2015 Fuente: Servicio Geológico Colombiano. En la ilustración anterior se puede observar la división del territorio colombiano en número de planchas, cada una de estas contiene las principales estructuras de mapas geológicos, mapas geoquímicos, muestras de superficie etc.. 28.

(29) 3.7.4. IMÁGENES DEL SUBSUELO. Prospección Sísmica y Batimetría Conocimiento de la cubierta sedimentaria y sus estructuras geológicas principales mediante la adquisición e interpretación de sísmica y otros métodos de visualización.. Ilustración 13. Línea Sísmica programa Llanos Fuente: Sismopetrol. 3.7.5. ANÁLISIS Y MUESTREO DEL SUBSUELO Pozos estratigráficos y análisis de laboratorio Definición de los sistemas a través de pozos estratigráficos ó exploratorios y diferentes análisis geológicos de muestras del subsuelo. (Geoquímica, Petrofísica y Bioestratigrafía).. 29.

(30) Ilustración 14. Pozo Estratigráfico Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos. 3.7.6. INTEGRACIÓN Y MODELAMIENTO. Integración e interpretación de nueva información para identificar áreas prospectivas.. Ilustración 15. Integración y Modelamiento Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos. 30.

(31) 3.8.. SISMOLOGíA. La Tierra es un planeta dinámico, más parecido a un rompecabezas tridimensional que a una esfera compacta. Debido a diferentes tipos de fuerzas, se producen variados movimientos tanto en la vertical como en la horizontal. Estas masas en movimiento generan presiones adicionales que pueden dar lugar a rompimientos repentinos en las rocas del entorno, generando los denominados "sismos tectónicos", La energía liberada en esos sismos, puede ser muy destructiva para el hombre, si su foco es relativamente superficial (unos pocos kilómetros) Son muchos los sismos que apenas son sentidos por el hombre y que pueden ocurrir en un día o en un mes. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.). Ilustración 16. Elementos consecutivos de un Sismo Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos. Este método se basa en la emisión y recepción de ondas sísmicas artificiales generadas en superficie, a partir por ejemplo, el de una explosión Estas ondas se transmiten hacia el interior de la Tierra en forma de ondas sísmicas, y regresan a superficie, después de ser reflejadas o refractadas por las discontinuidades que se encuentran en el subsuelo. La transmisión de las ondas es función de las características geomecánicas del subsuelo, principalmente contrastes de velocidad de propagación y densidad de los cuerpos de roca. A partir de estas definiciones se pueden enunciar dos tipos de estudios sísmicos' sísmica de reflexión y sísmica de refracción. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) Con la sísmica de reflexión se analizan las ondas que han sido reflejadas por las discontinuidades de la corteza, cuya causa son contrastes en las propiedades elásticas de los materiales. Estas ondas reflejadas son detectadas por medio de unos sensores llamados geófonos. Con este tipo de sísmica se cubren grandes profundidades. Este método es más utilizado en la prospección de hidrocarburos. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) Con la sísmica de refracción, las ondas sísmicas van atravesando cada una de las capas del subsuelo y recorren grandes distancias para luego ser detectadas por los 31.

(32) geófonos. Dado que en este caso las ondas viajan más horizontal que verticalmente, la información aportada por este método se refiere a áreas más extensas y permite obtener imágenes regionales de la corteza, aunque con una profundidad de penetración más somera. Por este motivo, en esta técnica se utiliza una mayor distancia fuente –receptor. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) En circunstancias adecuadas este método se utiliza en levantamientos de reconocimiento para determinar la profundidad y velocidad de miembros de alta velocidad, tales como capas de carbonatos, evaporitas o rocas de basamento. Éstas pruebas son muy útiles para establecer qué capas de "baja velocidad" existen y conocer en dónde hay apreciables espesores de roca. Puede ser muy útil para detectar fallas y para determinar el límite de la capa meteorizada. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) 3.9.. PRINCIPIOS Y LEYES FÍSICAS EN EL COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS. Algunas leyes físicas necesarias para entender el comportamiento de las ondas sísmicas son: 3.9.1. PRINCIPIO DE HUYGENS Cada punto alcanzando por una frente de onda actúa como una nueva fuente de ondas que se expande en todas direcciones. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) Fuente de Onda: Lugar geométrico que ocupa una deformación que se trasmite en un medio en un momento dado. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) 3.9.2. PRINCIPIO DE FERMAT Un rayo dado sigue de un punto a otro el camino que produce el tiempo mínimo en el recorrido. Este tiempo mínimo no siempre es una recta. (Rayo trayectoria seguida por una deformación al transmitirse en un medio. No tiene realidad física). (AnhCartilla geologia geofisica, s.f.). 3.9.3. LA LEY DE REFLEXIÓN Es la Ley física que establece que el ángulo de incidencia de una onda es igual al ángulo de reflexión de la misma. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) 32.

(33) Ecuación 1. Ley de reflexión. 3.9.4. LA LEY DE SNELL Esta Ley dice que el Seno del ángulo de incidencia i, es al Seno del ángulo de refracción r, como lo son sus respectivas velocidades.. Ilustración 17. Diagrama Ley de Snell Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos. 3.10.. PRINCIPIOS DEL REGISTRO SÍSMICO. Se genera una onda de energía por medio de una fuente y esta se transmite hacia el interior de la Tierra. Esta onda viaja por el interior de la corteza terrestre encontrándose con las discontinuidades presentes en el subsuelo. Las leyes que rigen el comportamiento de las ondas permiten que se identifiquen los límites entre cuerpos de diferentes propiedades físicas El método clásico de registro de datos sísmicos es el cubrimiento contÍnuo de ondas generadas a partir de una fuente de energía Las ondas reflejadas son registradas por grupos de geófonos que se han ubicado sobre una línea en la superficie de la Tierra. Los geófonos, así como las fuentes de energía se distribuyen sobre la superficie de múltiples formas. (AnhCartilla geologia geofisica, s.f.) Una manera común de hacerlo es la llamada distribución con disparo simétrico; éste es un arreglo donde la fuente se encuentra en el centro del grupo de geófonos. La porción mapeada del reflector en el subsuelo, es la mitad de la distancia sobre la cual el grupo de geófonos se ha distribuido. Para cubrir la porción adyacente del 33.

(34) reflector, se van moviendo, geófonos y fuente, la mitad de la distancia cubierta por el grupo de sensores. Otro arreglo es la distribución con disparo al extremo, en la cual la fuente está en un extremo del grupo de geófonos. De igual manera que el anterior, la porción del reflector involucrado es la mitad de la longitud del arreglo. Para mapear la otra mitad del reflector, se impacta una nueva onda el lado opuesto del arreglo. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) 3.11.. METODOLOGÌA DE ADQUISICIÓN SÍSMICA. El trabajo de campo de la adquisición sísmica, consiste en tender un cable con receptores, dispuesto éste en un arreglo predeterminado de líneas preferiblemente rectas, que se constituirán en líneas sísmicas. Los receptores llamados geófonos se ubican en intervalos regulares y se colocan sobre la superficie terrestre en caminos previamente existentes o en trochas abiertas exclusivamente para este fin. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.) La fuente de energía se mueve a lo largo de la línea y va generando ondas sísmicas a intervalos regulares, de tal manera que puntos en el subsuelo -en donde se encuentran discontinuidades -causan cambios en la trayectoria de las ondas y estas posteriormente son registradas por los receptores en superficie. (Anh-Cartilla geologia geofisica, s.f.). Ilustración 18. Esquema de procedimiento para adquisición de datos Sísmicos Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos.. 34.

(35) La mayoría de levantamientos sísmicos hoy en día, utilizan un arreglo de cubrimiento múltiple o Punto Común en Profundidad, PCP En éste, los geófonos y las fuentes de energía se acomodan de manera tal, que cada punto en el subsuelo es registrado más de una vez. Se trata de registrar en varios períodos de tiempo el mismo punto en el subsuelo Los datos obtenidos en esta etapa de adquisición son registrados en unidades de almacenamiento en formato digital. Posteriormente se procesan para obtener una imagen del interior de la corteza terrestre denominada Sección Sísmica, la cual es analizada por intérpretes. Estas personas hacen deducciones mediante la combinación de los siguientes criterios:   . La comprensión de las relaciones geológicas del sector estudiado El conocimiento de las diferentes litologías presentes en el área Las propiedades físicas de estas unidades de roca. Relacionando esta información, se hacen interpretaciones acerca de la disposición, geometría, relaciones y contornos de las rocas del interior terrestre.. 35.

(36) 4. FASES DE LA EXPLORACIÓN SÍSMICA Para el desarrollo de un estudio de exploración sísmica se requiere cumplir con las siguientes fases:    . Fase de Topografía (red de GPS, poligonales, corte y nivelación de la grilla) Fase de Perforación (apertura de los huecos, cargado y tacado de los pozos) Fase de registro (regada, chequeo, adquisición y recogida) Restauración.. Una vez está asignado el programa sísmico es importante desarrollar el cronograma de actividades con el fin de planificar la duración del programa, los números de grupos de trabajo en cada una de las fases, lo mismo que el tipo y número de equipos que se necesitarán, y el personal profesional, calificado y roll que se necesitará. Ejemplo de cronograma:. N OM B R E D E LA A C T IV ID A D. C A N T ID A D. U n.. PR OD U C C. GR U PO/ D IA. U n.. N U M ER O DE GR U POS. R EN D I M D IA R IO. U n.. TOTAL PROYECTO. D U R A C IO N D IA S. MES 1 1. 2. 3. MES 2 4. 5. 6. 7. MES 3 8. 9. 10. 11. MES 4 12. 13. 14. 15. MES 5 16. 17. 18. 19. 20. 128. MOVILIZACION. 45. PERMISOS Y COMUNIDADES. 128. GESTION AMBIENTAL CONTROL. 128. CONSTRUCCION BASE. 20. CONSTRUCCION VOLANTES. 20. RC - 7 3D OPCION 2 RED DE GPS. Glo. 10. TOPOGRAFIA. 1669.1. Km. 1.0. Km /dia. 22. 22. Km. 76. PERFORACION. 6,159. SP. 5.2. SP/dia. 20. 104. SP. 59. REGISTRO. 6,159. SP. 150. Poz/dia. 1. 150. SP. 48. PROCESO DE CAMPO RESTAURACION. Test. 51 1669.1. Km. 4. Km /dia. 8. 32. Km. 52. DESMOVILIZACION. Ilustración 19. Cronograma Fase Topográfica Fuente: Sismopetrol. 4.1.. FASE DE TOPOGRAFÍA. El departamento de topografía para desarrollar la fase de corte y nivelación debe realizar algunas tareas preliminares que le permitirán controlar el proceso y garantizar un resultado de alta calidad. Dentro de estas actividades se debe definir los vértices del IGAC tanto horizontal como vertical de donde se iniciará el traslado y amarre de coordenadas y elevación a la red de GPS que será posicionada mediante mojones en concreto dentro del polígono del programa sísmico. 36.

(37) De igual manera se deberá definir con el cliente el origen de coordenadas para ser aplicado al proyecto.. Ilustración 20. Los 6 Orígenes en Colombia. Fuente: Magna Sirgas pro 4.2. ORIGEN. LATITUD (N). LONGITUD (W). Este-Este. 4°35’46.3215”. 68°04’39.0285. Este. 4°35’46.3215”. 71°04’39.0285. Central. 4°35’46.3215”. 74°04’39.0285. Oeste. 4°35’46.3215”. 77°04’39.0285. Oeste-Oeste. 4°35’46.3215”. 80°04’39.0285. Insular. 4°35’46.3215”. 83°04’39.0285. Tabla 2. Coordenadas Geodésicas de Orígenes en Colombia Fuente: Propia. 37.

(38) Cartográficamente se deberá graficar el proyecto en los mapas de la zona donde se diseñó el programa con el fin de realizar el diseño de la red de GPS tratando de darle cobertura total, ubicación de puntos sobre las vías o de fácil acceso, vectores no mayores a siete u ocho kilómetros, geometría de red, origen y amarre de la misma.. Ilustración 21. Grilla de Diseño Cartografía del área Fuente: Propia. 38.

(39) Una vez realizada esta operación se obtiene el mapa preliminar de la red de GPS.. Ilustración 22. Red GPS Fuente: Propia. Una vez verificada en campo se procede a realizar la materialización y posterior posicionamiento para luego realizar los respectivos ajustes y comprobación. Ya con la red plenamente definida se procede a realizar la vectorización con las señales de azimut y la comprobación de las mismas mediante observaciones solares y posterior ejecución de poligonales perimetrales, de control, de inicio y ajuste de las líneas sísmicas, para finalmente realizar el trazado, corte y nivelación de las líneas sísmicas iniciando con las líneas fuentes para el caso de los programas 3D con el fin de iniciar de manera progresiva con la segunda fase del proceso de exploración sísmica la perforación.. 39.

(40) 4.2.. FASE DE PERFORACIÓN.. En este proceso se realiza la apertura de los huecos en cada uno de los puntos fuente o pozos demarcados con tarjetas rojas a las profundidades establecidas para cada programa. Se trata de un hueco de tres pulgadas de diámetro a profundidades que oscilan entre 5 a 60 pies (2 a 20 metros de profundidad). Estas perforaciones se realizan con diferentes equipos portátiles ó mecanizados y empleando diferentes metodologías dependiendo profundidad y litología del terreno ya sean equipos hidráulicos o neumáticos.. Ilustración 23. Perforación con agua Fuente: Sismopetrol. 40.

(41) Ilustración 24. Perforación con aire Fuente: Sismopetrol. . CARGADA DE POZO: Es el procedimiento de bajar la carga del material fuente de energía a la profundidad definida por diseño. Para realizar éste es necesario cumplir con el paso a paso del procedimiento.. . VERIFICACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DEL POZO: Haciendo uso de varas de madera previamente patronadas para garantizar la profundidad y con ganchos de bronce se procede a medir la profundidad del hueco.. 41.

(42) Ilustración 25. Verificación pozo Fuente: Sismopetrol. . ARMADO BAJADA DE LA CARGA O MATERIAL FUENTE DE ENERGÍA:. En los procesos sísmicos actuales se utiliza un material fuente de energía denominado SISMIGEL. Este material es un explosivo de alto riesgo por lo cual se requiere que esta operación la realice personal con entrenamiento y experiencia suficiente. Él deberá armar la carga del sismare con los respectivos detonadores y asegurar la correcta posición del material a la profundidad de diseño para posteriormente realizar el correcto tacado o tapada de la misma. 42.

(43) Ilustración 26. Carga de material fuente de energía Fuente: Sismopetrol. Ilustración 27. Carga material fuente de energía Fuente: Sismopetrol. 43.

(44) Una vez terminada esta parte del procedimiento se procede a tapar y realizar la prueba de continuidad del detonador mediante el equipo adecuado, un galvanómetro.. Ilustración 28. Tacado del pozo hasta la superficie Fuente: Sismopetrol. Ilustración 29. Medición de continuidad Fuente: Sismopetrol. 4.3.. FASE DE REGISTRO. Esta fase se subdivide en otras etapas como son: . La Pica (grupos de trabajo que hacen el alistamiento del terreno o los huecos donde se plantarán los geófonos). 44.

(45) Ilustración 30. Picada o alistamiento de terreno Fuente: Simopetrol. . La regada es el procedimiento en el cual se distribuye el material de registro (cables, ristras, cajas de cruce transversas, baterías a lo largo y ancho del tendido donde se va a realizar el registro.. Ilustración 31. Regada de material Fuente: Sismopetrol. 45.

(46) Ilustración 32. Regada de material Fuente: Sismopetrol. . El plantado de los geófonos se realiza dependiendo el arreglo geofísico diseñado para el programa generalmente son 6 geófonos distribuidos homogéneamente al lado y lado de cada punto receptor o estaca. Éste arreglo varía dependiendo del intervalo entre puntos receptores o el diseño (lineal o circular agrupado). . El chequeo plantado y armado de la línea se realiza una vez están dispuestos los geófonos plantados y chequeados en el sitio y conectados al sitio de recepción de información o casa blanca; el observador a realizar las pruebas correspondientes a continuidad, humedad, sensibilidad para verificar que el tendido este 100% listo para el inicio de la adquisición.. 46.

(47) Ilustración 33. Plantado de Geófonos Fuente: Sismopetrol. . La adquisición o disparo es el pazo que dará el resultado gráfico de todo el proceso sísmico. Se puede considerar que es el resultado de todos los demás procesos y razón por la cual las operadoras efectúan este tipo de estudios. Se realiza mediante un equipo especializado llamado Blaster al cual se le conecta los cables procedentes del pozo previamente cargado y con la orden del observador el operario del blaster activará la carga o material fuente de energía. Ésta al ser activada generará las ondas que se reflejarán y refractarán a tiempos y velocidades distintas dependiendo el medio en el que se desplacen. Los geófonos que son bovinas de alta sensibilidad captaran estas señales y las transmiten al centro de información o casa blanca y mediante un software especializado esta información grabada y representada gráficamente genera el registro de la información. Una vez realizado el trabajo de campo se procede a realizar el proceso o interpretación de la información.. . La recogida del material es la etapa final de la fase de registro y consiste en levantar todo el material de registro (ristras, cables, trasversas, cajas de cruce) con el fin de realizar el mantenimiento necesario y dejarlo listo para el siguiente trabajo que se presente.. 47.

(48) Ilustración 34. Chequeo de línea Fuente: Sismopetrol. Ilustración 35. Disparo o registro de fuente. Fuente: Sismopetrol. 48.

(49) Ilustración 36. Registro de un punto de disparo Fuente: Sismopetrol. Una vez realizado éste procedimiento con la totalidad de los puntos fuente se procede a realizar el proceso de la información mediante un software especializado donde se realizarán los controles de calidad de la información y se aplicarán una serie de filtros para depurar ruidos principalmente que distorsionan la calidad y la veracidad de la información con el fin de poder interpretar y dar aplicación a esta información.. Ilustración 37. Comportamiento de las ondas en un punto Fuente: Sismopetrol. 49.

(50) Ilustración 38. Apilada información línea sísmica Fuente: Sismopetrol. Ilustración 39. Análisis resultado final proceso sísmico Fuente: Sismopetrol. 50.

(51) Ilustración 40. Cubo apilado estáticas residuales Fuente: Sismopetrol. 51.