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trabajo especial de grado

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Academic year: 2023

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Instrucciones para obtener el gráfico del espectro de amplitud del . guión que muestra la serie animada de olas en la pantalla. Enumere el contenido de la carpeta elastic-marmousi-model……. a) en el dominio del tiempo (b) espectro.

Planteamiento del problema

Objetivo general

Evaluar el desempeño y efectividad del programa de modelado de ondas P sufdmod2 de la plataforma de software libre Seismic Un*x aplicándolos a un modelo de velocidades de ondas P y densidades de rocas pertenecientes al modelo geológico complejo Marmousi2.

Objetivos específicos

Justificación

Origen y ubicación del modelo Marmousi2

Evaluar la capacidad y eficiencia del programa de modelado de ondas P sufdmod2 de la plataforma de software libre Seismic Un*x, aplicándolos al modelo de velocidad de ondas P y densidades de rocas pertenecientes al modelo geológico complejo Marmousi2.. 1 ), sobre el La costa atlántica de África occidental tiene aproximadamente 300 km de largo en dirección norte-sur y 170 km de ancho en dirección este-oeste (Brognon y Verrier, 1966). Desde su creación, el modelo y sus datos acústicos sintéticos de diferencias finitas se han utilizado para numerosos fines geofísicos, en particular su uso para el taller sobre los aspectos prácticos de la inversión de datos sísmicos para encontrar números.

Figura 1. Ubicación de la cuenca de Cuanza en Angola en el continente africano. Fuente: Wiltshire y Write  (2016)
Figura 1. Ubicación de la cuenca de Cuanza en Angola en el continente africano. Fuente: Wiltshire y Write (2016)

Historia Geológica

Modelo Marmousi vs. Marmousi2

Modificación del modelo

Extensión de los horizontes

Configuración de la capa de agua

Capas de transición por encima del fondo marino

Trampas de hidrocarburos

Propiedades de las capas

Todas las demás capas son arena o esquisto, y la mayoría de las capas son esquisto. Las capas de arena se eligieron partiendo del supuesto de que la arena suele ser menos densa que el esquisto.

Figura 8. Modelo Marmousi2, elementos estructurales, horizontes y litologías. Fuente: Tomado y modificado  de Martin, Marfurt, y Wiley (2006)
Figura 8. Modelo Marmousi2, elementos estructurales, horizontes y litologías. Fuente: Tomado y modificado de Martin, Marfurt, y Wiley (2006)

Acumulaciones de hidrocarburos

Además, se supone que las velocidades reales de las capas permanecerán constantes al aumentar la profundidad. Por su parte, también comenta que utilizó las transformadas de Greenburg y Castagna (1992) para obtener la velocidad de la onda S a partir de la velocidad de la onda P, y las "Transformadas ARCO" de Castagna et al. 1993) para obtener la densidad a partir de la velocidad de la onda P.

Figura 9. Unidades de hidrocarburos. (a) Descripción general que muestra la ubicación de las unidades y  áreas  de  hidrocarburos  que  se  muestran  con  mayor  detalle  en  (b)  y  (c)
Figura 9. Unidades de hidrocarburos. (a) Descripción general que muestra la ubicación de las unidades y áreas de hidrocarburos que se muestran con mayor detalle en (b) y (c)

Método de reflexión sísmica

En este caso utilizó el método de Triangulación Ajustada de Delaunay y la simulación de la propagación de ondas mediante el esquema de diferencias finitas. Para ello utiliza ejercicios que permiten modelar estructuras con distintos grados de complejidad y pocas interfaces, como la construcción de perfiles cuadráticos de velocidad, densidad e inercia mediante el método de Triangulación de Delaunay y el método de diferencias finitas de segundo orden.

Figura 11. Rayos generando CMP en el subsuelo en ángulos de incidencia crecientes para las fuentes  S1-4 y  los receptores R1-4
Figura 11. Rayos generando CMP en el subsuelo en ángulos de incidencia crecientes para las fuentes S1-4 y los receptores R1-4

Conceptos

Aproximaciones de diferencias finitas

Afirmó que los modelos desarrollados no son tan complejos como la realidad geológica en el subsuelo, y enfatizó la importancia del modelado directo por trazado de rayos para conocer qué sucede con la propagación de la energía sísmica en ambientes con diferentes estructuras, que promueve la acumulación de hidrocarburos. Todos los métodos de diferencias finitas se basan en aproximaciones de series de Taylor, y la precisión de la solución depende del número de términos utilizados en la representación de la función en series de Taylor. Extrapolación del campo en el nivel de tiempo n+1, considerando los niveles n y n-1 (Tomado y modificado del curso "del Profesor Heiner Igel).

El fenómeno numérico llamado dispersión significa que la fase de velocidad de una onda es función de la frecuencia, incluso cuando las propiedades del material no dependen de la frecuencia. Tasa de dispersión (𝑣𝐹𝐷 = Por lo tanto, se observa una dispersión numérica dependiente de la frecuencia debido a un muestreo inadecuado de los campos de ondas en el espacio y el tiempo.

Además, pueden aparecer errores debido al truncamiento de términos de orden superior en el desarrollo de la serie de Taylor. Es posible determinar cuántos puntos de red se necesitan en términos de longitud de onda en la mitad superior de la frecuencia eléctrica. Los valores de 𝐶𝑚𝑎𝑥 varían según el método utilizado para resolver la ecuación discretizada y nunca deben ser mayores que 1.

Figura 12: Coordenadas en el dominio discreto. (Tomado y modificado  del  curso  " del profesor Heiner Igel)
Figura 12: Coordenadas en el dominio discreto. (Tomado y modificado del curso " del profesor Heiner Igel)

Condiciones en los bordes del modelo

Como se indicó anteriormente, es necesario elegir un tamaño de cuadrícula preciso para evitar la dispersión numérica. Los mejores resultados para rejillas gruesas, utilizando un método explícito de segundo orden, se obtienen con al menos 10-11 puntos de rejilla por longitud de onda. Mientras que para esquemas de cuarto orden o métodos implícitos, es posible utilizar una cuadrícula fina que contenga aproximadamente 5 puntos de longitud de onda.

Por otro lado, se debe garantizar que la relación entre el muestreo temporal y el muestreo espacial sea limitada.

Seismic Un*x

Modelado sísmico por diferencias finitas con Seismic Unix: esquema sufdmod2sufdmod2

Equipos informáticos

Sistema Operativo

Zorin OS es una distribución del sistema operativo GNU/Linux de fabricación irlandesa basada en Ubuntu, dirigida principalmente a usuarios nuevos en GNU/Linux y familiarizados con el sistema operativo Windows.

Programas adicionales

Ubicación y descarga de los datos de Marmousi2

Descompresión del archivo descargado

El comando tar -xzvf elastic-marmousi-model.tar.gz, es otra función de GNU/Linux que descomprimirá el archivo .tar.gz.

Resultados de la descompresión

Preparación de los datos para el modelado

Los archivos finales m2-densidad-1.25m.bin y m2-velocidadP-1.25m.bin son datos acústicos representados por una cuadrícula a intervalos de 1,25 m de profundidad (z) y 1,25 m (x) de distancia horizontal, en forma binaria. .

Graficación

Remuestreo de los modelos de densidades y velocidades P

Modelado sísmico con Seismic Un*x: sufdmod2

Archivo de entrada (infile): es el nombre del archivo binario que contiene la malla uniforme de valores de velocidad (vfile [nx][nz]). La densidad es opcional y se introduce estableciendo el parámetro dfile= igual al nombre del archivo binario correspondiente (dfile [nx][nz]). Corresponde al tiempo más largo en el que se resolverá la ecuación de propagación de ondas acústicas.

Archivo de salida (outfile): archivo con formato "su", que contiene la caracterización de las ondas sonoras desde el tiempo cero hasta "tmax" con incremento "mt". El archivo de salida (outfile) de sufdmod2 se visualizará con la ayuda de una película que muestra la posición de las ondas acústicas en todos los momentos. Esto se hace mediante el comando suxmovie, que muestra la película en pantalla, o el comando supsmovie, que genera un archivo PostScript con las imágenes que componen la película.

Vea los dos primeros archivos usando los programas suximage (en pantalla) o supsimage para obtener un archivo PostScript.

Generación de los datos sintéticos

En todas las pruebas, la fuente fue una wavelet de Ricker con una frecuencia máxima de 40 Hz y una frecuencia máxima de 80 Hz ubicada en la posición 7100 m (xs=7100).

Resultados

Efecto de la dispersión

El programa sufdmod2 calcula una traza sísmica en cada posición vertical de la grilla del modelo, obteniendo un total de 13601 trazas al modelar Δx=Δy=1,25 m. Idealmente, basándose en el modelo original de Marmousi2, la traza sísmica se calcula en un intervalo más práctico, como por ejemplo 12,5 m. Dado que sufdmod2 no tiene esta flexibilidad, la única forma de aumentar los intervalos es remuestreo.

El efecto del cambio en el espaciamiento se hace evidente cuando la ola todavía viaja en el agua. La Figura 21 muestra con los intervalos del modelo original cómo el frente de onda viaja en la capa de agua sin perturbaciones. Las Figuras 22 y 23, correspondientes a las mallas de 12,5m y 50m, muestran los frentes de onda secundarios, este fenómeno se conoce como dispersión del campo de onda, y se produce cuando aumentamos el intervalo de la cuadrícula manteniendo la misma frecuencia máxima del campo de onda. recurso.

Donde Vmin es la velocidad mínima en el patrón, fmax es la frecuencia máxima y NLO es el número de muestras por longitud de onda. Los efectos creados por la dispersión son evidentes cuando comparamos los aciertos calculados con diferentes intervalos de cuadrícula.

Figura 21: Malla 1,25 m, tiempo aproximado del fotograma 300 ms
Figura 21: Malla 1,25 m, tiempo aproximado del fotograma 300 ms

Tiempo de Ejecución

Validación de los resultados

  • Ondícula Ricker Prueba 02
  • Ondícula Ricker Prueba 03
  • Ondícula Ricker Prueba 07-08-09
  • Ondícula Ricker: análisis espectral
  • Perfil sísmico vertical (VSP)
  • Frente de ondas
  • Modelado utilizando fuente sísmica horizontal

La firma de la fuente, u onda fuente, es un parámetro importante en el modelado sísmico. a) dominio del tiempo (b) espectro de amplitud. La Figura 28 nos muestra el espectro de amplitud donde la frecuencia máxima es superior a la frecuencia máxima de 80 Hz. Figura 28: Espectro de amplitud de la onda de la figura 27. La Figura 30 presenta toda la traza con poco ruido después del pulso principal.

La figura 31 muestra los primeros 100 ms, aquí notamos que la onda es más similar a la onda teórica de Ricker, pero difiere de la del ensayo 01 figura 29-a)-b). La onda de la prueba 09 es la que muestra mayor concordancia con la onda teórica de Ricker. Para completar el estudio de la onda fuente, vamos a analizarla en el dominio de la frecuencia.

La Figura 40 muestra en comparación los resultados de Martin (2004) en (a) y en (b) obtenidos del modelado sufdmod2 de la prueba 06. La Figura 41 muestra en comparación los resultados de Martin (2004) en (a) y en (b ) lo que se obtuvo del modelado con sufdmod2 de la prueba 09. La Figura 44 es el resultado de esta opción que se parece a una sección recopilada antes de la migración.

Figura 25: Ondícula fuente Ormsby. (a) en el dominio del tiempo (b) espectro de amplitud
Figura 25: Ondícula fuente Ormsby. (a) en el dominio del tiempo (b) espectro de amplitud

Conclusiones

El modelado con ondas planas horizontales produce como registro de disparo una sección similar a la obtenida después del apilamiento y antes de la migración. Colocar la línea de receptores horizontales en la superficie libre calcula el VSP y los fotogramas, pero no produce los archivos de toma y wavelet.

Recomendaciones

Sufdmod2_pml, que utiliza condiciones de absorción de bordes utilizando el método PML de "capas perfectamente combinadas". Castagna, J.P., Batzle, M.L. y Kan, T.K., 1993, Rock Physics – The link between rockproperties and AVO Response: en Castagna, J.P. y Backus, M.M., eds., Offset-dependent reflectivity – Teoría y práctica de AVO- anomalías, Sociedad de Geofísica de Exploración. Modelado Sísmico con Seismic Unix: Modelado sísmico basado en perfiles de velocidad generados por el método de triangulación utilizando el paquete informático Seismic Unix.

El modelo Marmousi2, datos sintéticos elásticos y una imagen y análisis de Avo en un entorno estructural complejo. Modelado básico de datos sísmicos pre-recogidos y su correspondiente secuencia de procesamiento utilizando programas del paquete Unix Seismic.

ANEXOS

En las líneas de “DATOS DE USUARIO”, el usuario debe ingresar el nombre de los archivos de densidad y velocidad, así como los valores para la malla original y la nueva malla. GUIÓN DE MODELADO SÍSMICO UTILIZANDO LA MALLA MARMOUSI2 ORIGINAL. UN ÚNICO DISPARO POR. CONDUCIENDO. El usuario deberá sustituir nombreondicula.su por el nombre correcto del archivo que quiere analizar.

Figure

Figura 1. Ubicación de la cuenca de Cuanza en Angola en el continente africano. Fuente: Wiltshire y Write  (2016)
Figura 3. Mapa geológico de la cuenca de Cuanza. Fuente: http://www.geologicallocations.com/africa/ angola/
Figura 4. Velocidad de la onda P para (a) Marmousi original y (b) Marmousi2. Fuente: Martin, et al.,  2006
Figura 6. Capas de transición Marmousi2. Fuente: Tomado y modificado de Martin (2004)
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Referencias

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