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1.- Establecer veinte (20) diferencias entre la tcnica
Q-marine y la ssmica marina tradicional.
LevatamientoQ- Marine
Levantamiento conMarina Tradicional
Los sensores del sistema Q-marine a diferencia de loslevantamientos ssmicostradicionales son estables entiempo
No se cuenta con el control detiempo en el registro de datos
Pueden operar por ms de 40horas sin energa del cable.
No cuenta con la tecnologa Q-finpor lo tanto debe operar confuentes de alimentacin
energticaPermite un arrastre mximo de20 cables
En una adquisicin de altorendimiento se remolcan de 12 a16 cables ssmicos
Presenta una adquisicin dedatos con gran resolucin muchomayor que la ssmica marinaconvencional e insuperable hastaahora
La resolucin en 3D no es tanoptima como las nuevastecnologas
Arrastra ms de 4000 Hidrfonospor cable ssmico
Arrastra grupo de receptores de12 a 24 Hidrfonos.
Cuenta con un mximo de80.000 canales de registro Se tiene un nico canal deregistro
La separacin de los cables en eltendido es de 25 m
La separacin entre cables es de50 a 100 m.
Se cuenta con una precisinabsoluta de posicionamientodentro de los 4 m, en cualquierpunto a lo largo de los cablesssmicos
Las posiciones delanteras ytraseras de los cables se conocecon precisin y los puntos dentrode ellos se estima a partir de laforma del cable ssmico
Las fuentes acsticas distintivasestn ubicadas cada 800 m a lo
largo de los cables ssmicos
Las fuentes pueden ser hasta 6caones de aire separados por
unos 3 m.Permite un direccionamientohorizontal activo y el control deprofundidad del cable a travs dela aleta Q-fin
Solo permite el control deprofundidad del cable ssmico.
Los receptores son hidrfonostubulares de alta fidelidad conespecificaciones de sensibilidad
Uso de Hidrfonos receptoresconvencionales
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estricta y estable y cuentan con 4componentesson 3 gefonos oacelermetros y unhidrfono ortogonalesentre si
El levantamiento cuenta con unmenor tiempo de ejecucin
Mayor tiempo de ejecucin portanto mayor tiempo sinproductividad.
Los cables ssmicos y las fuentesremolcados por la embarcacinpara adquisicin ssmica siguen elrecorrido de sus predecesoresindependientemente de losvientos, el oleaje, las corrientesmarinas y otras variables
Los cables ssmicos y las fuentesde energa acstica por no serdireccionadas son perturbados ensu recorrido especialmente enaguas con corrientes de granintensidad y fuertes vientos.
Utiliza una red deposicionamiento totalmenteintegrada, fuentes marinascalibradas y registro consensores unitarios.
No utiliza redes deposicionamiento integradas, loscables ssmicos empleados noson estables en tiempo yprofundidad.
La intervencin oportuna paraincrementar la produccin ymaximizar la recuperacin de lasreservas depende del envo dedatos en tiempo real o casi real
Los dato obtenidos en campo soloson registrados en el momentodel estudio y son analizados yconocidos de forma autenticacuando se ejecuta elprocesamiento de datos ssmicos
Realiza el estudio ssmico enreas donde la tcnicaconvencional es inadecuada
Se limita por algunascaractersticas fsicas de la zona
Q-Marine incluye una tcnicanovedosa para monitorear laposicin de los cables. Estenuevo sistema provee una redacstica a lo largo del cable,independiente de la longitud deste.
utiliza los compases para estimarla forma del cable
Permite una gran atenuacin delruido ssmico debido a larepetitividad de los datosobtenidos
El ruido ssmico no es tratado encampo de una manera eficiente
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2.- Describir detalladamente mediante el uso de
grficos ilustrativos el procedimiento operativo de
campo para la adquisicin de datos ssmicos
mediante la tcnica Q-marine.
ADQUISICION DE DATOS
Etapas de la prospeccin ssmica marina usando la tcnica Q -marine
La prospeccin ssmica marina tiene cuatro etapas:
1. Recopilacin de informacin y planificacin
2. Adquisicin de datos en campo
1.Recopilacin de informacin y planificacinEn esta etapa se obtienen todos los datos disponibles relevantes
sobre la zona de prospeccin, ello incluye:
- Registros e informes geofsicos previos- Cartas nuticas existentes de la zona- Estudios de mareas y corrientes del rea.En base al objetivo de la prospeccin y la informacin disponible
se disean los parmetros de adquisicin, en este caso se utilizara la
tcnica Q-marine:
- El rumbo de la embarcacin depende de la zona a estudiar.- El nmero de los cables ssmicos, la distancia entre receptores
(aleta Q-fin) y la cantidad a utilizar, la distancia entre cables
ssmicos y su longitud, la distancia fuente-primer receptor
vienen dada por la configuracin de arreglo Q-marine.
- Intervalo de muestreo
Los informes geofsicos previos permiten preveer la relacin
seal/ruido del sitio, los requerimientos de energa, posibles
dificultades de adquisicin, cantidad de estratos detectables y susvelocidades y tiempo de registro.
- Cartas nuticas existentes de la zona.Estas se usan para tener el rumbo de la navegacin y las
caractersticas de los canales de la zona ya que las
embarcaciones son de gran calado.
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- Estudios de mareas y corrientes del rea: esto es para obtenerparmetros de la salinidad, temperatura y corrientes de agua
de la zona a prospectar para hacer una relacin seal-ruido del
sitio.
La separacin entre cables debido a la configuracin del Q-
marine es de 25m entre ellas debido a que en levantamientos de
detalle se necesitan pequeas distancias. La distancia entre
receptores, arrastra mas de 4000 receptores en un cable de
12.000m de longitud
Las fuentes acsticas distintivas estn ubicadas cada 800m a lo
largo de los cables ssmicos. Que pueden ser:
Pistola de agua
Estas fuentes acsticas generan un pulso de frecuencia de
alrededor de 20-1500 hz. Dependiendo del tamao de la camara de
aire y el numero de fuentes del arreglo, la pistola de agua se divide
en dos camaras, la cmara superior dispara y contiene aire
comprimido y la cmara inferior se llena de agua. Cuando es
disparada las fuerzas de aire comprimido se conectan descienden y
expelen el agua desde la camara inferior.
El disparo de agua abandona la pistola creando un volumen detrasde esta y el colapso de agua dentro de este volumen crea una onda
acstica.
Pistolas de aire:
Este sistema consiste en un compresor de aire y tanques de
almacenamiento, con un circuito controlado de disparo que se
controla desde el sismgrafo y una o mas pistolas de aire arrastradas
por el barco explorador. La pistola de aire libera un volumen
especfico de aire de alta presin dentro del agua. La explosinproduce un frente de onda seguido por muchas oscilaciones resultado
del colapso repetido y expansin de la burbuja de aire.
2- Procedimiento de adquisicin
El proceso tpico es el siguiente:
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- Generar fuente y energa que ser grabada en el sismgrafo.- Se obtiene mediante barcos que remolcan cables ssmicos o
instrumentados
- Los cables se mantienen en posicin mientras el barco navega- Para reducir el ruido por oleaje los cables se remolcan a una
profundidad especificada en el planeamiento (de 6 a 10m)
- Las embarcaciones pueden remolcar de 12 a 16 cablesssmicos, las separaciones varan de 50 a 150m entre s.
Luego de generado el frente de onda con los caones de aire o
agua, se procede al registro de los datos a travs del sismgrafo
para su procesamiento en tiempo real mientras el barco navega
sobre la zona de inters y estos datos y su procesamiento son
guardados en la unidad de almacenamiento a utilizar
Graficos ilustrativos de las configuraciones
Aleta Q-fin
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3. Ex u n un f uj
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Q
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s que en tierra un gefono registra variaciones en el
movimiento, en mar el hidrfono registra variaciones en la presin, como
consecuencia de la excitacin del medio debido a inyeccin de energa
ac&stica liberada por los caones de aire u otro m
'todo que genere un
frente de ondas(
Estas variaciones de presin se convierten en pulsos
elctricos que a travs de pre-amplificadores y filtros especficos
proporcionan un evento ssmico. Un registro ssmico completo consiste en la
energa liberada por un disparo (o varios) y que reflejado en las distintas
interfaces(variaciones de impedancia ac&stica)se registra en una ristra de
Configuracion de los streamers
Configuracion para la recoleccin
de datos
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hidrfonos . As pues, la seal registrada por el sensor es una
superposicin de la energa liberada por el can de aire y la devuelta por el
subsuelo.
La representacin de la variacin de presin en funcin del tiempo sele denomina representacin espacio-temporal, y representa la evolucin de
la energa (reflejada/refractada en el fondo marido) en funcin del tiempo.
Mientras que la representacin de las amplitudes en funcin de su de su
repeticin, se denomina representacin en funcin de la frecuencia, o
espectro de amplitudes. El tratamiento correcto de estas series de datos
temporales es lo que conformar una imagen o radiografa del subsuelo
marino. Los eventos registrados consisten en seales coherentes (seales
ssmicas) y ruido que tambin puede ser coherente. Una vez realizados lo
oportunos filtros para realzar la relacin seal/ruido, y despus de eliminar
trazas errneas, se analizan los datos en el dominio temporal y en el
frecuencia. Para ello es necesario aplicar una transformada de Fourier al
objeto de pasar del dominio de tiempos al dominio de frecuencias, y aplicar
una convolucin (que en el dominio de frecuencias es una simple
multiplicacin) o filtro lineal, entendiendo que la Tierra acta de filtro para
las ondas ssmicas. Por tanto el registro ssmico registrado ser el
sumatorio de las sucesivas convoluciones entre el disparo (o pulso ssmico)
y la respuesta del impulso de la tierra (distintas capas) a travs de la cual
se propaga el frente de ondas. Para medir similitudes entre dos conjuntos
de datos, se utilizar la autocorrelacin que permite saber la repeticin de
una secuencia determinada de amplitudes dentro de un mismo sismograma.
El sistema de adquisicin en ssmica de reflexin bsicamente est
compuesto por un modelo de fuentes, una dispersin de receptores y un
conjunto de instrumentos digitales de registros.
En ssmica marina usualmente se utilizan los mtodos de cobertura
mltiple. El significado fundamental del CDP (Common Depth Point) o punto
de profundidad comn (mejor traducido, punto de reflexin comn), se
basa en registrar en los hidrfonos las reflexiones de diferentes tiros que
corresponden al mismo punto del terreno. Las reflexiones pertenecern,
pues, al mismo punto del subsuelo o punto de profundidad comn (CDP)aunque vengan de disparos realizados desde diferentes ngulos dentro del
perfil.
En un modelo de capas plano paralelas el CDP corresponde al punto
situado a la mitad de distancia entre emisor-receptor (offset), de ah su
denominacin como CMP. Para explicar este concepto de CDP, primero
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representaremos una reflexin tpica en un modelo plano paralelo con una
pareja emisor-receptor.
El aspecto de un CDP antes del stack ser anlogo al de un disparo.
En un disparo, cada traza muestrea un punto diferente del subsuelo,
mientras que en un CDP cada traza muestrea n veces el mismo punto del
subsuelo. Al nmero de trazas que componen el CDP se le denominar fold(cobertura).
El motivo de generar el CDP en la ssmica multicanal es el de sumar
(stack), convenientemente corregidas, todas las seales que pertenecen a
un CDP (y que corresponden, pues, al mismo punto fsico del terreno) con la
intencin aumentar la relacin seal/ruido. No obstante, para pode r sumar
las trazas correctamente es necesario corregir previamente los tiempos de
llegada de las reflexiones debidos a las variaciones de distancia entre los
pares disparos-hirdrfonos. Esta correccin se denomina NMO, y paraaplicarla es necesario conocer la velocidad del medio en que se propagan. Si
colocamos las trazas que forman un CDP veremos que guardan una forma
hiperblica.
Con la aplicacin del demultiplexado se convierten los datos
secuenciales en tiempo, en datos secuenciales en trazas (todos los datos
del primer hidrfono antes que los del segundo), que son los que forman el
sismograma. As pues, la adquisicin de datos de ssmica de reflexin
multicanal se realiza en coordenadas de fuente-receptor o shot-gathers. Los
datos estn grabados en formato SEG-D 8015,0015 (2.5-byte binary
exponent) demultiplexado. Cada registro est formado por dos cabeceras,una global para el registro completo y otra individual para cada una de las
trazas. Esta informacin es fundamental para la introduccin de la
geometra del dispositivo de adquisicin y que servir para la construccin
de los CDP gathers.
El anlisis frecuencial es fundamental para el estudio de las seales y ,
en particular, de las ondas ssmicas. Existen dos razones importantes para
realizar este anlisis: la primera, es la distincin segn su rango de
frecuencias de las diferentes componentes de la seal, y la segunda el
amplio abanico de algoritmos para trabajar en este dominio.
Una vez realizado el anlisis frecuencial se pueden realizar distintos
tipos de filtrados. Por conveniencia el filtrado de datos en ssmica, se realiza
en el dominio de las frecuencias ya que se trata de una simple
multiplicacin en lugar de una convolucin en el dominio temporal (en
ssmica, filtrar es prcticamente sinnimo de una multiplicacin del espectro
de un sismograma en el dominio de las frecuencias. Igualmente, la
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convolucin en el dominio frecuencial es equivalente a la mu ltiplicacin en
el dominio temporal.
Matemticamente la representacin de una traza ssmica en el
espacio de Fourier (frecuencias) puede describirse perfectamente mediante
una suma de sinusoides, cada una de las cuales contiene una, frecuencia,
fase y amplitud determinada. En el procesado de ssmica multicanal estoresulta muy til pues es la razn ltima para eliminar ruido e incrementar la
relacin seal/ruido. La transformada de Fourier constituye la base para el
anlisis y clculo de dicho tratamiento ssmico. Despus de lo tratado
anteriormente, en nuestros datos hemos utilizado un filtro pasabanda
trapezoidal especificado mediante las 4 frecuencias de esquina.
En este punto se realiza una visualizacin de los shot-gathers o
conjunto de registros de todos los sensores empleados para cada tiro de
manera individual. El objetivo es aumentar la calidad de los datos iniciales
para obtener mejores resultados en etapas posteriores y para ello se
eliminarn las trazas que contengan un alto nivel de ruido, alguna s de las
cuales se repiten en todos los tiros lo que es sntoma de un funcionamiento
defectuoso (una sola frecuencia o polaridad invertida) de un canal en el
streamer, o bien por un exceso de ruido, o simplemente ausencia de seal,
todo ello debido a errores en el dispositivo de registro.
La tcnica de perfiles de ssmica de reflexin est diseada para
obtener reflexiones en profundidad en un mismo punto denominado CDP En
realidad, hablar de punto de reflexin comn no es estrictamente correcto
ya que ste nicamente existira si se dispusiera de una geometra plana y
regular.
Las correcciones dinmicas resuelven las diferencias en el tiempo que
existen en las trazas ssmicas que forman parte de un CDP debido a las
distintas distancias existentes entre punto emisor y receptor. Ello permite
que todas las trazas sean equivalentes, y por tanto poder sumarlas (stack).
En realidad, sern todas equivalentes a la que obtendramos si la distancia
entre fuente y receptor fuese nula, es decir, la explosin y el recept or en el
mismo punto. A esta correccin se le llama Normal Moveout (NMO) y su
nombre es muy grfico ya que lo que se observa al realizar la correccin es
un movimiento perpendicular a la superficie de los reflectores hacia arriba.
Esta etapa el procesado es una de las ms delicadas (y que ms tiempo
consume al operador) ya que nos llevar al posicionamiento final de los
reflectores a lo largo del perfil.
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RESULTADOS
Variacion de la velocidad en los distintos etsratos que forman la estructurageologica, perfil litologico de la zona
PROCESO
Apicacion de correciones NMO yreducciones CMP y CDP
Demultiplexado
Proceso
Representacion presion-tiempo= evolucion de la energia respecto al tiempo
Representacion amplitud-repeticion
Entrada
Frecuencia de la onda, amplitud de la onda, longitud, tiempo de viaje de la onda,
variacion de a presion como consecuencia de la inyeccion de energia