¡Saludos cordiales, querido lector, estés donde estés! La búsqueda de recursos energéticos ha sido un motor clave para el desarrollo de la geociencia, y la interpretación sísmica ha jugado un papel fundamental en esta búsqueda. Desde los primeros intentos en las décadas de 1920 y 1930, cuando se utilizaban métodos rudimentarios para identificar estructuras subterráneas, hasta las técnicas avanzadas que se emplean hoy en día, la interpretación sísmica ha evolucionado de manera espectacular.
Este artículo explora la historia de la interpretación sísmica, destacando sus orígenes, los avances tecnológicos que han transformado la industria, y los principios fundamentales que sustentan esta disciplina.
A través de un recorrido por las décadas, examinaremos cómo la interpretación sísmica ha permitido a los geocientíficos descubrir y explotar recursos hidrocarburíferos en entornos cada vez más complejos, y cómo sigue siendo una herramienta indispensable en la exploración moderna.
ANTECEDENTES DE LA INTERPRETRACIÓN SÍSMICA
La interpretación sísmica es una técnica crucial en la exploración de hidrocarburos, que ha evolucionado significativamente desde sus inicios. La historia de la interpretación sísmica para fines petroleros se remonta a principios del siglo XX, cuando los primeros métodos de sísmica de reflexión se utilizaron para identificar estructuras geológicas favorables para la acumulación de petróleo.
Inicios y Desarrollo Temprano
Década de 1920: El uso de métodos sísmicos comenzó a ganar popularidad en la exploración petrolera con la introducción de la sísmica de reflexión. Esta técnica fue inicialmente aplicada en la Costa del Golfo de Texas, donde se utilizaron perfiles sísmicos para identificar trampas estructurales asociadas con la acumulación de petróleo.
Décadas de 1930 y 1940: Durante este período, la sísmica de reflexión se estableció como una herramienta estándar en la industria petrolera. La mejora en las técnicas de adquisición y procesamiento de datos permitió obtener imágenes más precisas del subsuelo, facilitando la identificación de estructuras como anticlinales y fallas.
Evolución Tecnológica y Metodológica
Década de 1960: La introducción de la sísmica 3D revolucionó la interpretación sísmica al proporcionar imágenes tridimensionales del subsuelo. Esto permitió una mejor definición de las estructuras geológicas y una reducción significativa de los riesgos asociados con la exploración.
Década de 1970 y 1980: El procesamiento digital de datos sísmicos y la introducción de técnicas avanzadas como la migración y la inversión sísmica permitieron obtener imágenes más detalladas y precisas. Esto facilitó la identificación de reservorios más complejos, como trampas estratigráficas y reservorios no convencionales.
Aplicaciones Modernas
Presente: Hoy en día, la interpretación sísmica es una disciplina altamente avanzada que integra datos de múltiples fuentes (sísmica, registros de pozos, datos de producción) y utiliza sofisticados algoritmos de modelado e inversión. La interpretación sísmica es fundamental para la caracterización de reservorios, la evaluación de riesgos y la planificación de perforaciones.
Importancia para la Industria Petrolera
La interpretación sísmica ha sido clave en la localización de la mayoría de los grandes campos petroleros del mundo y sigue siendo una herramienta indispensable para la exploración y desarrollo de nuevos recursos hidrocarburíferos. Su evolución ha permitido a los geocientíficos descubrir recursos en ambientes cada vez más complejos, incluyendo aguas profundas y reservorios no convencionales.
BASES
Como se ha discutido en la historia de la sísmica de reflexión, es posible obtener información sísmica en formato 2D o 3D, lo que nos permite generar una imagen del subsuelo conocida como sección sísmica.
Una sección sísmica o imagen del subsuelo es una representación visual del subsuelo obtenida a partir de datos sísmicos procesados. Estas imágenes se utilizan para interpretar las estructuras y propiedades geológicas debajo de la superficie terrestre, y son fundamentales en la exploración de hidrocarburos, así como en otros campos de la geociencia.
Sección Sísmica 2D
Una sección sísmica 2D es una imagen bidimensional que muestra una "corte" del subsuelo a lo largo de una línea específica. Se obtiene colocando una serie de fuentes y receptores (geófonos o hidrófonos) alineados en una sola línea sobre la superficie.
Esta imagen muestra las interfaces entre capas de rocas, que se visualizan como reflejos o eventos sísmicos. Los reflejos se producen cuando las ondas sísmicas encuentran una diferencia en las propiedades físicas (como densidad o velocidad sísmica) entre dos capas de roca.
Las secciones sísmicas 2D son útiles para interpretar la geometría de estructuras geológicas, como pliegues, fallas, y otras características lineales del subsuelo.
Sección Sísmica 3D
Una sección sísmica 3D es una imagen tridimensional del subsuelo, obtenida mediante la adquisición de datos sísmicos en una malla de líneas que cubren un área en lugar de solo una línea. Esto permite obtener un volumen de datos, que puede ser cortado en diferentes direcciones para observar el subsuelo desde múltiples ángulos.
El resultado es un cubo de datos que puede ser visualizado en "slices" (cortes) o como volúmenes completos, proporcionando una visión más detallada y precisa del subsuelo.
Las imágenes sísmicas 3D permiten una interpretación más precisa y detallada de las estructuras geológicas complejas. Son esenciales para identificar trampas estructurales y estratigráficas, y para planificar pozos de perforación con mayor precisión.
Importancia de las Secciones Sísmicas
Estas imágenes son la base para la interpretación geológica en la exploración de recursos naturales. Permiten a los geocientíficos visualizar y mapear las estructuras del subsuelo, evaluar la continuidad de las capas y estimar la presencia y volumen de hidrocarburos. La interpretación correcta de estas imágenes es crucial para reducir los riesgos asociados con la exploración y explotación de recursos energéticos.
Polaridad de una Onda
La polaridad de una onda sísmica es crucial en la interpretación sísmica porque ayuda a identificar y diferenciar entre los distintos tipos de interfaces geológicas y sus propiedades. La polaridad se refiere a la dirección en la que una onda sísmica se desplaza, lo que influye en cómo se registra en los sensores y cómo se interpreta en los datos.
En términos prácticos, la polaridad de una onda puede proporcionar información sobre:- Tipo de Contraste de Impedancia: La polaridad puede indicar si una capa de roca tiene una impedancia mayor o menor en comparación con la capa subyacente. Esto ayuda a distinguir entre los tipos de interfaces, como la presencia de una capa de carbón frente a una capa de roca más dura.
- Identificación de Características Geológicas: Las inversiones en la polaridad pueden indicar la presencia de fallas o pliegues. También es útil para identificar la presencia de formaciones de interés, como reservorios de hidrocarburos.
Fig. 4 La deflexión positiva o negativa máxima de una onda en torno al cruce por cero es su amplitud.
- Tipo de Contraste de Impedancia: La polaridad puede indicar si una capa de roca tiene una impedancia mayor o menor en comparación con la capa subyacente. Esto ayuda a distinguir entre los tipos de interfaces, como la presencia de una capa de carbón frente a una capa de roca más dura.
- Identificación de Características Geológicas: Las inversiones en la polaridad pueden indicar la presencia de fallas o pliegues. También es útil para identificar la presencia de formaciones de interés, como reservorios de hidrocarburos.
Fig. 4 La deflexión positiva o negativa máxima de una onda en torno al cruce por cero es su amplitud.
Polaridad Positiva
Descripción: En la polaridad positiva, un aumento en la impedancia acústica (producto de la densidad de la roca y la velocidad de la onda) genera un pico positivo en la traza sísmica. Es decir, cuando la onda sísmica atraviesa un límite donde la roca subyacente es más densa o más rápida en comparación con la superior, se registra un pico hacia arriba.
Uso Común: Esta convención se utiliza en muchos casos, especialmente en la interpretación donde la polaridad de pico positivo se asocia con un incremento en la densidad o velocidad de la roca.
Polaridad Negativa
Descripción: En la polaridad negativa, un aumento en la impedancia acústica genera un valle o depresión en la traza sísmica. Esto significa que un aumento en la densidad o velocidad de la roca subyacente respecto a la roca superior se registra como un pico hacia abajo.
Uso Común: En algunos casos, se adopta la polaridad negativa, dependiendo del sistema de adquisición o la preferencia del procesador de datos.
Importancia de la Polaridad
La polaridad es crucial porque afecta la interpretación de los datos sísmicos. Si la polaridad no se maneja correctamente, se pueden cometer errores significativos al identificar y caracterizar reflectores. Por ejemplo, un mismo límite geológico podría ser interpretado de manera opuesta dependiendo de la polaridad aplicada.
Es por eso que, durante la interpretación, es importante conocer la convención de polaridad utilizada para evitar malinterpretaciones. Algunos sistemas de procesamiento de datos permiten ajustar la polaridad para que se adapte a las convenciones preferidas por los intérpretes o para cumplir con los estándares de la industria o del proyecto en particular.
La forma más simple de determinar si la polaridad es positiva o negativa es observando los colores en una sección sísmica, que generalmente son rojo o azul, como se ilustra en la imagen siguiente imagen, el cual te da una idea de la forma geometrica del subsuelo.
Fig. 5 Sísmica 3D de ultra alta resolución del piso marino
Principios Estadísticos
La aplicación de estadísticas en la sísmica implica el uso de métodos cuantitativos para analizar y modelar datos sísmicos, ayudando a manejar la incertidumbre y mejorar la precisión de la interpretación. En general y de manera resumida son los siguientes:
- Correlación: Ayuda a identificar patrones en los datos sísmicos comparando diferentes registros.
- Promedio y Desviación Estándar: Miden el valor medio y la variabilidad de las amplitudes sísmicas.
- Histogramas: Muestran la distribución de las intensidades de las ondas reflejadas.
- Transformada de Fourier: Analiza las frecuencias de las ondas para mejorar la resolución de los datos.
- Modelos Estocásticos: Predicen propiedades del subsuelo y modelan incertidumbres.
- Regresión: Establece relaciones entre variables sísmicas para predecir características geológicas.
Estos principios ayudan a interpretar y analizar los datos sísmicos de manera más efectiva, proporcionando una visión clara del subsuelo.
Ruido Sísmico
El ruido sísmico es cualquier señal no deseada que se superpone a las ondas sísmicas de interés, como interferencias provenientes de fuentes naturales o artificiales. Afecta la interpretación sísmica al dificultar la identificación clara de reflectores y estructuras geológicas, reduciendo la precisión y la calidad de los datos.
El ruido sísmico, como el causado por tráfico, maquinaria o fenómenos naturales, puede enmascarar o distorsionar las señales sísmicas. Esto complica la detección y el análisis de las características geológicas reales, llevando a interpretaciones menos precisas y potencialmente erróneas de los datos sísmicos.
Además, si la información sísmica no es procesada correctamente, los datos pueden estar mal interpretados o ser imprecisos. Esto puede llevar a errores en la identificación de estructuras geológicas, fallas o reservas de hidrocarburos, afectando la toma de decisiones y la planificación en proyectos de exploración y producción. La precisión en el procesamiento es crucial para obtener resultados confiables y útiles.
En la figura a continuación, a la izquierda se muestra una sísmica bien procesada, mientras que a la derecha se observa una sísmica mal procesada. La diferencia en calidad y definición es evidente, lo cual mejora y aumenta la precisión en la interpretación sísmica.
¿QUÉ ES LA INTERPRETACIÓN SÍSMICA?
La interpretación sísmica es un proceso de análisis para los datos sísmicos de reflexión debidamente procesados, que es uno de los elementos que conforman el flujo de trabajo de la caracterización estática de Yacimientos. El propósito es analizar el comportamiento estructural y estratigráfico del subsuelo mediante secciones sísmicas 2D-3D, en la prospección de recursos hidrocarburos. Para llevar a cabo la interpretación sísmica, los conocimientos precedentes son: tectónica, geología superficial, ambientes sedimentarios, sistema petrolero, cronoestratigrafía teoría sísmica y física de rocas.
La secciones o cubos sísmicos contienen información indirecta de las rocas del subsuelo, con ello se conoce si un estrato difiere de otro por las características de roca-fluido. La relevancia de conocer formaciones productoras en el sistema petrolero convencional o no convencional, se basa en la interpretación sísmica.
Los datos de entrada para realizar interpretación sísmica a través de un software especializado consideran: la localización del área, secciones sísmicas en tiempo o en profundidad, parámetros de adquisición, secuencia de procesado (dato importante, ya que, generalmente la interpretación difiere de la responsabilidad del procesamiento), datos de pozo, entre otros.
Criterios para interpretar Información sísmica
La interpretación sísmica es una herramienta esencial en la exploración y producción de hidrocarburos. Este proceso implica la evaluación detallada de los datos sísmicos para identificar estructuras geológicas y características del subsuelo que podrían contener hidrocarburos. A continuación se detallan algunos de los criterios fundamentales para la interpretación de datos sísmicos 2D y 3D con fines petroleros.
1. Calidad de los Datos Sísmicos
Adquisición y Procesamiento: La calidad de la adquisición y el procesamiento de datos sísmicos es crucial. Un diseño óptimo del levantamiento sísmico, que incluye la selección adecuada de parámetros como la frecuencia, la cobertura, y la disposición de los receptores, puede mejorar significativamente la resolución de las imágenes.
Correcciones y Procesamiento: Las correcciones por estática, migración y desdoblamiento son vitales para obtener una imagen clara del subsuelo. El procesamiento avanzado, como la migración pre-apilado en profundidad (PSDM), puede mejorar la precisión en áreas complejas.
2. Integración de Datos
Datos Geológicos y Pozos: La interpretación sísmica debe integrarse con datos de pozos y modelos geológicos. Los registros de pozos, como los de sondeo y los registros geofísicos, proporcionan puntos de calibración cruciales.
Datos Geofísicos Complementarios: El uso de datos magnéticos, gravimétricos y electromagnéticos puede mejorar la interpretación sísmica, proporcionando una visión más holística del subsuelo.
3. Análisis de Fases y Polaridad
Fase Sísmica: Es fundamental determinar la fase de los datos sísmicos, ya que esto afecta la interpretación de las interfaces de reflectividad. La coherencia en la fase a lo largo de la sección sísmica asegura la consistencia en la interpretación.
Polaridad de la Señal: La polaridad estándar es que un aumento de impedancia acústica resulta en un pico positivo, y una disminución en un valle. Sin embargo, las variaciones de polaridad pueden inducir errores en la interpretación si no se comprenden y manejan correctamente.
4. Identificación de Reflectores
Continuidad y Alineación: Los reflectores continuos y bien alineados suelen indicar capas geológicas horizontales o poco plegadas, mientras que los reflectores discontinuos o caóticos pueden sugerir fallas, fracturas o cambios de facies.
Amplitude vs. Offset (AVO): El análisis AVO es una técnica avanzada que permite diferenciar entre tipos de fluidos y litologías basándose en cómo cambia la amplitud de la reflexión sísmica con el ángulo de incidencia.
5. Interpretación de Fallas y Fracturas
Modelado Estructural: La identificación y mapeo preciso de fallas y fracturas es crítico, ya que estas estructuras controlan la migración y acumulación de hidrocarburos. El uso de atributos sísmicos como la coherencia y la curvatura puede ayudar a delinear estas características.
Zonas de Falla: Es importante evaluar la continuidad y el desplazamiento de las zonas de falla. Las fallas pueden actuar como conductos o barreras para el flujo de fluidos.
EJEMPLOS DE INTERPRETACIÓN EXPLICADOS
¿Que pasa si existe un domo salino?
- Reflexión Sísmica Distorsionada: La sal tiene propiedades acústicas distintas a las de las rocas circundantes, lo que puede causar una fuerte reflexión sísmica en la interfaz entre la sal y las rocas adyacentes. Esto puede generar imágenes sísmicas que parecen "distorsionadas" o confusas, dificultando la interpretación precisa de la estructura subsalina.
- Sombras y Difracción: El domo salino puede crear sombras sísmicas y efectos de difracción debido a su geometría. Esto puede hacer que las estructuras subsuperficiales aparezcan deformadas o difusas en los datos sísmicos.
- Cambios en la Velocidad de Propagación: La velocidad de propagación de las ondas sísmicas varía considerablemente en la sal, lo que puede afectar la precisión de las mediciones sísmicas y la calidad de la imagen obtenida.
- Efectos en la Identificación de Otras Estructuras: Las características geológicas adyacentes al domo salino pueden ser difíciles de identificar debido a las distorsiones en los datos sísmicos causadas por la presencia de la sal.
MAPAS SÍSMICOS ESTRUCTURALES Y MODELO ESTRUCTURAL
Con base en las fallas y reflectores de interés o capas interpretadas según la explicación anterior, es esencial construir un modelo integral de la zona para evaluar cuáles son las mejores áreas. Como se observa, dependiendo del número de horizontes interpretados, se generan distintas capas que pueden ser visualizadas en un software especializado para analizar un Modelo 3D del área y determinar las zonas de mayor interés.
Este modelo se elabora a partir de las fallas interpretadas y modeladas, así como de los mapas de superficie que representan la geometría del subsuelo y la disposición de las capas en la zona de estudio.
¿CÓMO SE CLASIFICA LA INTERPRETACIÓN SÍSMICA?
Se reconoce 2 tipos de interpretación sísmica de datos de reflexión, la interpretación cualitativa y la interpretación cuantitativa, que podríamos denominar, interpretación tradicional y de nueva generación o innovación tecnológica.
Interpretación cualitativa
Es la interpretación tradicional que genera un modelo Geológico estructural (aunque también se realiza interpretación cualitativa para modelos estratigráficos, petrofísicos, etc.) basado en procesos de análisis que no aplica procesos especiales, pero basa sus predicciones en el uso de atributos sísmicos, variogramas de datos sísmicos, graficas cruzadas, calibración de pozo-sísmica, entre otros.
Los modelos de salida generan una certidumbre aceptable y fueron usados durante mucho tiempo en la industria de la exploración, sin embargo, los retos tecnológicos y la reducción de incertidumbre obligaron a la industria innovar nuevos métodos más certeros en modelación.
Interpretación cuantitativa
También llamada de procesos especiales, es una técnica de análisis innovada, que basa su teoría en la inteligencia artificial programación, inversión de datos, herramientas de exploración innovadas y análisis especifico de datos. Con estas herramientas, la interpretación tradicional integra más datos y genera menor incertidumbre y mayor caracterización de fluidos o gases de interés petrolero.
Entre los procesos especiales más usados son: el análisis mediante redes neuronales, inversión sísmica, AVO Y AVA. El propósito, además de generar mayor certidumbre en los modelos, es optimizar el tiempo de interpretación y predicción.
Otra forma de Clasificarlos
Interpretación Estructural: Enfocada en identificar estructuras como fallas, pliegues y contactos entre capas.
Interpretación Estratigráfica: Analiza la distribución y correlación de capas sedimentarias y sus características deposicionales.
Interpretación Amplitud-por-Edad: Relaciona los cambios en la amplitud sísmica con cambios en la edad de las formaciones geológicas.
FLUJO DE TRABAJO
Los retos tecnológicos en materia de exploración, actualmente, basan sus métodos en los procesos especiales, que diversas compañías e institutos desarrollan a nivel mundial con sus características, precios en el mercado, objetivos, ventajas y desventajas, etc.
APLICACIONES Y USO
La interpretación sísmica y la aplicación de diversas herramientas como los atributos sísmicos y la inversión, facilitan la interpretación estructural y estratigráfica, mediante ecuaciones y algoritmos de la señal sísmica, representa la misma sección pero con características resaltadas, en la imagen anterior, el lado izquierdo representa una sección timeslice (secciones z) con la señal sísmica de entrada, el lado derecho, es la aplicación de un atributo que resalta características como canales, dentro de la formación, anticlinales, facies, etc. El atributo es seleccionado de acuerdo con el objetivo y al análisis del proceso de interpretación, de manera general, anomalías en las amplitudes de la señal sísmica son representación de fluidos.
La inversión sísmica utiliza datos de entrada con amplitud y otras características de la onda, sin embargo, al aplicar una inversión, podemos traducir información de onda a información litológica y petrofísica, por lo que, de manera práctica, se podría generar un modelo petrofísico a partir de datos sísmicas, cuando convencionalmente, se requieren interpretación de registros Geofísicos de pozo. Ello por consecuencia, facilita y optimiza la toma de decisiones para las compañías perforadoras.
CONCLUSIÓN
La innovación en interpretación sísmica está representada por los procesos especiales o interpretación cuantitativa, mismos que se desarrollan día con día con ecuaciones aplicadas a señales sísmicas y posteriormente llevadas a un Software; Se aplican a campos con geología compleja, campos maduros, exploraciones parciales, objetivos específicos, entre otros. Por lo que actualmente son indispensables en la industria de exploración y producción, agilizando la toma de decisiones con modelos cada vez más aproximados al subsuelo real.
¡Gracias por leer nuestro blog! Aprecio mucho su tiempo y espero que hayan encontrado útil la información. Si tienen preguntas o comentarios, no duden en compartirlos. ¡Hasta la próxima!
Referencias Bibliográficas:
[1] Sheriff, R. E., & Geldart, L. P. (1995). Exploration Seismology (2nd ed.). Cambridge University Press.
[2] Brown, A. R. (2011). Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data (7th ed.). American Association of Petroleum Geologists.
[3] Badley, M. E. (1985). Practical Seismic Interpretation. International Human Resources Development Corporation.
[4] Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E., & Keys, D. A. (1990). Applied Geophysics. 2nd Edition. Cambridge University Press.
[5] Alistair, R. B. (2004). Reservoir Geophysics. Society of Exploration Geophysicists.
[8] Dutton GS. Principles of Geophysical Methods for Reservoir Characterization. PennWell Books; 2005.
[9] Yilmaz Ö. Seismic Data Analysis: Processing, Inversion, and Interpretation of Seismic Data. Society of Exploration Geophysicists; 2001.
[10] Smith PR. Seismic Interpretation of Complex Structures. Gulf Professional Publishing; 2006.
[11] Telford WM, Geldart LP, Sheriff RE. Applied Geophysics. Cambridge University Press; 1990.
[12] Novaoil Blog (Junio, 2021). Interpretación Sísmica de Reflexión. Obtenido de NovaOil Blog
[13] Animal de Ruta (Noviembre, 2013). Atributos sísmicos: El qué, el por qué, y el para qué. Obtenido de WordPress
[14] ResearchGate (Marzo, 2020). Using 3D seismic exploration to detect ground fissure. Obtenido de ResearchGate
[16] CBGS CB GEOPHYSICAL SOLUTIONS (2020). Seismic Data Interpretation. Obtenido de CBGS
[17] OFFSHORE ENERGY (Marzo, 2022). 'Ultra-high-resolution 3D seismic' - Ocean Floor Geophysics Acquires NCS SubSea. Obtenido de OFFSHORE ENERGY
[18] ResearchGate (Diciembre, 2009). Reservoir properties prediction in the West Baram Delta through data integration constrained by rock physics. Obtenido de ResearchGate
[19] ResearchGate (Octubre, 2021). Seismic Random Noise Attenuation Using a Tied-Weights Autoencoder Neural Network. Obtenido de ResearchGate
[20] Texas Geosciences (Noviembre, 2013). Meckel Leads University’s Second Cruise to Collect 3D Seismic Data with Novel P-Cable Technology. Obtenido de Texas Geosciences
Contacto:
LinkedIn - Kevin García
Correo - kevingarciasce@gmail.com
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