Caracterización de yacimientos – Método Sísmico. (Parte 1)
Saludos comunidad de steemit hoy quiero compartir con ustedes el proceso que conlleva caracterizar un yacimiento el cual consiste en la creación de un modelo que tenga una representación geológica del yacimiento. El proceso de caracterización va desde la toma de datos hasta la reproducción de un modelo grafico que represente el subsuelo.
Este tema estará dividido en varias publicaciones que subiré eventualmente, esta primera parte consistirá en una introducción al tema de la caracterización de yacimientos.
INTRODUCIÓN.
El petróleo es conocido desde la prehistoria. La Biblia hacía mención de él como asfalto o betún. Incluso los indígenas precolombinos de África lo usaban para impermeabilizar sus embarcaciones, éste se encuentra en yacimientos o depósitos, los cuales son una acumulación natural de hidrocarburos en el subsuelo, donde estos están contenidos en rocas porosas o fracturadas.
En un principio los yacimientos eran localizado cerca de la superficie, muchos de ellos explotaban debido a su alta presión y a su cercanía a la superficie despidiendo una columna de petróleo, otros fueron encontrados por simple obra del azar. Pero luego debido a la creciente importancia del petróleo se originó una búsqueda intensiva de nuevos yacimientos.
Actualmente hallar un nuevo yacimiento no es obra del azar y requiere de una tarea científica y organizada, que se planifica con antelación, donde se invierte mucho tiempo y dinero, por esta razón al encontrar un nuevo yacimiento se debe estudiar a fondo para conseguir que el yacimiento tenga un mejor desarrollo y una gran productividad.
¿En que conciste la caracterizacion yacimientos?
La caracterización de yacimientos consiste en crear un modelo que represente de manera lógica todas Las características geológicas del yacimiento, este modelo cuantifica las propiedades del subsuelo las cuales son relativamente estables durante cierto periodo de tiempo, por lo tanto se considera estático. Dicha caracterización requiere de una amplia diversidad de conocimientos científico para así interpretar los datos mediante técnicas y herramientas modernas que ayudan a definir y estudiar las características geológicas, petrofísicas, estratigráficas, litológicas y dinámicas que controlan la capacidad de almacenamiento y de producción de los yacimientos petroleros, con el objetivo de optimizar la explotación de los hidrocarburos.
¿Cómo caracterizar un yacimiento?
La geofísica es una ciencia que nos ayuda a caracterizar un yacimiento desde un punto de vista físico. Es la ciencia y arte que por medio indirecto y apoyado en propiedades físicas, describe cualitativa o cuantitativamente el subsuelo teniendo como objetivo obtener sus condiciones físicas, estructurales e historia evolutiva de la tierra en sí.
Para describir las propiedades internas del subsuelo nos basamos en cuatros métodos geofísicos principales que son los:
- Métodos eléctrico.
- Métodos gravimétrico.
- Métodos magnético.
- Métodos sísmico.
Estos métodos son aplicados tanto para la exploración y producción petrolera como para la minería, geotecnia, e hidrología.
El método sísmico en particular nos permite visualizar de una manera amplia la estructura interna de un yacimiento, la exploración se lleva a cabo empleando ondas elásticas artificiales que se propagan a través de subsuelo recogiendo información geológica del medio.
Este método de prospección sísmica se basa en el mismo principio de la sismología, el cual estudia los distintos tipos de ondas, su propagación y tiempo de viaje para así crear una imagen del subsuelo que luego se relacionan con las capas geológicas.
La imagen obtenida del subsuelo es un modelo estático y estructurar que representa las propiedades del yacimiento de una manera que no varía con el tiempo, tales propiedades como, la porosidad, permeabilidad, litología, estructura, entre otras.
Para obtener toda esa información se estudian las ondas elásticas debido a que el subsuelo es un medio elástico e isotrópico. En la teoría de la elasticidad tenemos que son posibles dos tipos de ondas elásticas que viajan a través de la tierra, y que son conocidas como ondas de cuerpos u ondas internas, las cuales pueden ser compresionales (ondas P) o de cizalladura (ondas S).
Figura 4 - Tipos de ondas sismicas.
Figura 5 - Elementos de una onda.
Las velocidades de las ondas P y las ondas S se definen con las siguientes ecuaciones:
Ecuación 1
Ecuación 2
figura 6 - Esquema mostrando los diferentes tipos de ondas generados durante la exploración sísmica.
Ecuación 3
Ecuación 4
Figura 7 - Ejemplo del tipo de información recolectada mediante el empleo del método de sismología por reflexión.
¿Cómo las ondas recogen información geológica de la tierra?
Como ya sabemos las ondas que viajan a través del subsuelo son las ondas P (ondas primarias) y las ondas S (ondas secundarias), estas y cualquier tipo de ondas están compuestas por los siguientes elementos:
• Amplitud.
• Longitud de onda.
• Frecuencia.
• Periodo.
Las velocidades de las ondas P y las ondas S se definen con las siguientes ecuaciones:
Ecuación 1 Ecuación 2Donde donde K es el módulo de compresibilidad, 
es el módulo de corte o rigidez y 
la densidad del material a través del cual se propaga la onda mecánica.
Estas ondas al viajar por las distintas capas del subsuelo, su velocidad, amplitud, longitud de onda y frecuencia son alteradas por cambios en el medio como la densidad, presión, profundidad e impedancia acústica, por lo tanto cuando una onda al ser reproducida artificialmente para que viaje a través del subsuelo, al encontrarse con algún cambio en el medio como el cambio de la impedancia acústica esta puede ser reflejada, refractada o dispersada como cualquier otra onda obedeciendo la ley de Snell haciendo que parte de ella vuelva a la superficie para ser captada por un receptor. Las ondas recibidas presentan cambios en su frecuencia, amplitud y longitud de onda los cuales pueden ser relacionados con el medio por el cual la onda viajo.
Este tipo prospección sísmica es mejor conocido como sísmica de reflexión donde la onda que viaja a través del subsuelo cundo se encuentra con un cambio de impedancia esta se refleja volviendo a la superficie para ser captada por el receptor (geófono) y donde el receptor representada con un pico cuando el cambio de impedancia va de uno menor a uno mayor y con un valle cuando el cambio de impedancia va de uno mayor a uno menor teniendo así una representación transversal del medio en forma de ondas.
El coeficiente de reflexión R entre dos medios con impedancias acústicas distintas es representado con la ecuación:
Ecuación 3Donde las Z son las impedancias acústicas de los dos medios las Cuale se define como:
Ecuación 4Donde V es la velocidad de la onda y ρ es la densidad del medio donde se propaga la onda (roca).
Referencias.
- https://documents.tips/education/caracterizacion-de-yacimientos.html
- http://www.glossary.oilfield.slb.com/
- Ing. Edgardo José Medina Ferrer 2003. ALGORITMOS ESTADÍSTICOS DE PARÁMETROS DE PRODUCTIVIDAD EN YACIMIENTOS CRETÁCICOS NATURALMENTE FRACTURADOS DEL CAMPO LA CONCEPCIÓN. Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Venezuela año 2013.
- https://es.scribd.com/doc/26886999/Metodos-Sismicos-Refraccion-y-Reflexion
- https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_s%C3%ADsmicos
- https://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_06_07/io3/public_html/Ondas/Ondas.html
- https://es.wikipedia.org/wiki/Sismolog%C3%ADa
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/ondas/snell/snell.html
@carcol21 Espero les guste la información, si les gusta aprender y compartir temas de ciencia, ingeniería, matemática y tecnología los invitos a publicar y visitar la etiqueta de #stem-espanol o #steemstem para el idioma inglés.
Para más información sobre #stem-espanol visita el perfil de @carloserp-2000 y para #steemtem visita @steemtem.
En el próximo post sobre la Caracterización de yacimientos hablaré sobre la adquisición de los datos sísmicos.