Métodos sísmicos1. Reflexión sísmica

Sísmica de reflexión: en sísmica de reflexión la distancia entre la fuente acústica(cañón de aire comprimido) y los sensores es de unas decenas de metros hastaunos pocos kilómetros. Esta es la razón por la que también se denomina sísmicade reflexión cuasi vertical. En este tipo de sistemas el buque oceanográfico‐arrastra comúnmente uno o varios cañones de aire comprimido a unaprofundidad de pocos metros que generan explosiones (frente de ondasacústicas) cada cierto tiempo. Estas ondas se propagan a través de la columna deagua y el subsuelo y son reflejadas por las capas submarinas. El conjunto desensores utilizado para captar estas reflexiones se denomina streamer (figura2.2) y está compuesto por una serie de hidrófonos equiespaciados (12 25 m) y‐puede medir varios kilómetros de longitud (4 12 km). Todo el sistema es‐arrastrado por el buque, de forma que la distancia entre fuentes y receptores essiempre constante. En la figura 2.1 se puede observar un esquema de unexperimento basado en sísmica de reflexión:El procesado de los datos obtenidos proporciona información sobre la constitución delas capas sedimentarias submarinas. Esta información permite determinar laestructura hasta profundidades de unos pocos km, dependiendo esencialmente de lalongitud del streamer. La interpretación geológica de estas imágenes es la base paradetectar hidrocarburos, y de ahí el interés de la industria petrolífera tanto paralocalizar reservas de petróleo, como para realizar estudios de estabilidad del fondomarino para la construcción de grandes obras marinas con el objeto de su extracción.Figura 2.2: Una imagen del streamer Sísmica de refracción: en sísmica de refracción la distancia relativa entre la‐

fuente de señal acústica y el receptor es arbitrariamente grande, pudiendoexceder a varias decenas de kilómetros. En este método, mediante cañones deaire comprimido se generan frentes de ondas acústicas que viajan hasta el fondoy propagan por las diferentes capas submarinas. Como la distancia entre fuentesy receptores es grande, los geófonos (sensores sísmicos) en este caso noregistran las reflexiones cuasi verticales en las capas del medio, sino también las‐refracciones que se propagan por encima del ángulo de incidencia crítico. LosOBSs son los equipos más utilizados en sísmica activa, disponen de un geófonoque se acopla al fondo y de un hidrófono para recoger las ondas reflejadas. Eneste caso, se fondean los instrumentos que se reposan sobre el lecho marino. Serastrea la zona mediante una embarcación arrastrando las fuentes artificiales quedisparan cada cierto tiempo. La modelización mediante métodos tomográficos delos datos recogidos permite obtener información sobre la geometría y laspropiedades físicas de las rocas a nivel de la corteza y el manto superior, es decirhasta 30 40 km dependiendo de la distancia máxima entre fuentes y receptores.‐

2. Reflexión primariaEs la producida por una onda sísmica reflejada una sola vez en la interface sísmica antes de ser recibida por los receptores en la superficie.

3. Reflexión fantasmaEs una variación de las reflexiones múltiples y se encuentra asociada a la capa meteorizada, cuando esta se encuentra muy cercana a la superficie terrestre sugiriendo la formación de otra fuente de energía o distinta pero muy cercana a la fuente original.

4. Ruido sísmicoPor ruido se entienden las perturbaciones causadas en los datos sísmicos por cualquier energía sísmica indeseada, tal como el ruido de superficie generado por los disparos, las ondas superficiales, las reflexiones múltiples, los efectos del clima y la actividad humana, o las ocurrencias aleatorias que se producen en la Tierra. El ruido puede minimizarse en los levantamientos sísmicos convencionales mediante la utilización de arreglos de fuentes y receptores que generan un nivel de ruido mínimo durante las operaciones de adquisición y a través del filtrado y apilamiento de los datos durante el procesamiento

Son las perturbaciones o interferencias de la señal sísmica original registrada por los receptores en un levantamiento sismográfico, la cual se presenta como información indeseable que enmascara la señal original. Este se debe principalmente a las ondas superficiales “Ground Roll” y al viento, el cual puede llegar a enmascarar las reflexiones.

También se puede definir como un movimiento falso del suelo atribuible a ondas superficiales o energía diseminada y difractada que suele tener una mayor amplitud intrínseca y una frecuencia diferente de las reflexiones, mas baja para las ondas superficiales y más alta para los efectos del viento.

La principal característica es que el ruido se desplaza horizontalmente y las reflexiones se desplazan en dirección vertical, cualquier procedimiento de registro debe distinguir las reflexiones de las ondas que se desplazan horizontalmente hasta aumentar la relación señal – ruido y mejorar la calidad de las reflexiones.

5. Tipos de ruido sísmicoRuido Incoherente: es aquel que no persiste o no es constante a lo largo de una sección sísmica por lo que no se pueden determinar su velocidad de propagación, periodo, frecuencia y longitud de onda. Este tipo de ruido generalmente no produce influencias sustanciales en el registro sísmico por lo que no se hace energía en su alineación. Este tipo de ruido, según su causa puede ser: Casual: Es el producido al paso de vehículos, animales, personas, etc. Ambiental: es el ruido típico o característico de la zona en estudio.

b) Ruido Coherente: este tipo de ruido persiste a lo largo de toda la sección sísmica, de modo que podemos determinar los parámetros físico-matemáticos que lo definen: velocidad de propagación, periodo, frecuencia y longitud de onda. Se divide en: Superficiales, Aire, Directas, Rayleigh, Love, Profundas y las llamadas Reverberaciones.

6. Relación señal/ruidoEs la comparación entre la amplitud de la señal sísmica y la amplitud del ruido causado por el instrumento sísmico u otras causas que no tienen que ver con el sismo. En términos cuantitativos, la energía de la señal para una frecuencia dada, dividida entre la energía remanente (ruido).

Es la representación grafica de las ondas de ruido en el cual el eje X u horizontal se plasma

la distancia (x) en metros, esta nos indica la separación que existe entre geófono y geófono

ubicados en la superficie, en el eje Y, el tiempo (t) expresado en milisegundos (mseg),

indica el tiempo existente entre la reflexión de cada estrato o reflector de esa sección

sísmica de ruido.

7. Filtrado del ruido

8. SÍSMICA MARINALos métodos sísmicos consisten en hacer penetrar energía al subsuelo. Esta energía viaja dentro de la tierra a cada una de las capas de roca y parte de esa energía es reflejada en cada contacto entre rocas con diferentes características físicas y es recibida en la superficie por medio de dispositivos que captan esta energía. Es el mismo efecto que se produce en la generación de ecos y en general es la misma técnica utilizada para hacer ecografías en medicina.

Cuando se adquiere información sísmica en tierra, los tipos de fuente energía mas usados pueden ser la dinamita, la cual se introduce en pozos de aproximadamente 10 metros de profundidad, o se usan camiones "Vibraseis", los cuales vibran a determinadas frecuencias

En cuanto a los receptores se usan unos dispositivos conocidos como geófonos, los cuales registran y llevan las perturbaciones generadas por estos ecos y son grabadas en medios magnéticos. Luego de que termina toda la adquisición, la información es llevada a un Centro de Procesamiento Sísmico. En estos sitios y con la ayuda de computadoras de alta capacidad y aplicando algoritmos matemáticos, los datos se convierten en secciones sísmicas, las cuales son posteriormente interpretadas buscando oportunidades exploratorias de interés que eventualmente pueden ser perforables.

En cuanto a la sísmica adquirida en el mar (offshore o mar afuera) que es lo que se tratara en este blog, las fuentes de energía cambian, ya que se usan pistolas de aire. Estos dispositivos no son mas que unas cámaras en las que se almacena aire a alta presión, el cual es liberado mediante un pulso controlado desde computadores. Esta burbuja produce una onda de sonido que viaja por el agua y luego penetra en el fondo marino.Según las configuraciones marinas la prospección sismica de reflexión se puede clasificar según su geometría en 3 partes esenciales:- Profundas- Someras - Costaneras

Configuración Marina ProfundaLa configuración Marina Profunda se usa para exploraciones realizadas en profundidades mayores a 300mts. La tecnología a utilizar actualmente son: Sensores Remotos, Modelado Geoquímica, Métodos Potenciales, Sísmica 3D y 4D, Sísmica multicomponente, Estudios AVO y AVA, y modelado Geológico; sin olvidar áreas como la robótica para una mejor exploración de yacimientos a profundidades de mas de1000mts del tirante de agua. Las características del método de campo son:

- Se utiliza el cañón de aire como fuente de Energía- Las boyas demarcadoras definen los nodos del mallado.- Panel de Control en Casa Blanca- Se ubican los Hidrófonos- Se hace el disparo- Se registra la información de forma Telemétrica- Procesamiento de datos.

Configuración Marina Somera La configuración Marina Somera se usa para exploraciones que van desde profundidades con respecto al mar entre 30mts y 100mts. La técnica consiste en lazar al agua las boyas de posicionamiento separadas a cierta distancia de los receptores para que posteriormente a gabarra portadora de la fuente de energía se ubique a una distancia preestablecida para generar la onda acústica que va a interactuar con las diferentes interfaces del suelo marino . Las características del proceso de campo son:- Se inicia con el posicionamiento de las líneas sísmicas- Los barcos son de poco calado y se ubican de 10 – 12 m de las boyas.- Se lanzan las boyas al agua para posicionarlas, el posicionamiento de la fuente es cada 2” y del barco cada 15”.

- Se hace el disparo- Se registra la información de forma Telemétrica- Procesamiento de datos.

Configuración Marina Costanera Los Cables salen desde la costa y tienen control acimutal La configuración Marina Costanera se combinan las líneas sísmicas marinas con las terrestres, cuyo posicionamiento puede definirse en forma clásica o con GPS. La profundidad es hasta unos 30mts y por ende se utiliza un barco de poco calado. El cable de la bahía Digital puede contener tanto Geófonos como Hidrófonos.

En cuanto a la colocación de los receptores, se puede clasificar la configuración sísmica marina en tres tipos fundamentales:

STREAMERSConsiste en colocar los receptores dentro de cables que pueden tener una longitud cercana a los 8.000 metros; estos streamers van sumergidos en el agua aproximadamente siete metros y se mantienen a esa profundidad fija durante toda la adquisición.

- Streamer Tipo UnicoSe caracteriza porque una sola embarcación arrastra un cable de bahía o guaya, muy utilizado para exploraciones someras y costaneras - Streamer Tipo MúltipleSe caracteriza porque una sola embarcación arrastra mas de un cable de bahía o guaya, muy utilizado para trabajos de exploración sísmica somera y profunda

OBC (Ocean Bottom Cable)Ocean Botton Cable Deposita los cables en el fondo del mar, y los cables pueden ser arrastrados por un barco sobre el fondo marino

LOFS (Life Of Field Seismic)Los receptores son sembrados en el fondo marino y se dejan permanentemente, como su nombre lo indica, por toda la vida de la producción del campo.

Instrumentos empleados

Aleta Q- marine

La repetibilidad de los levantamientos sísmicos es una condición previa para la ejecución de interpretaciones repetidas válidas. La mejora en el posicionamiento y la reducción del ruido son clave para la repetibilidad de los levantamientos sísmicos.7En tierra, es fácil imaginar la repetición de un levantamiento sísmico mediante la instalación de sensores y la utilización de las mis- mas fuentes sísmicas para los levantamientos sísmicos subsiguientes, pero la realidad no es tan simple. La repetibilidad depende de que los geófonos sean posicionados en el terreno de la misma forma y de que permanezcan firmes en su lugar hasta el levantamiento siguiente. Sin embargo, el paisaje puede cambiar produciendo el potencial traslado de los geófonos entre un levantamiento y el siguiente, tal es el caso de las regiones que experimentan procesos de migración de dunas de arena o erosión. Las variaciones climáticas estacionales también afectan la adquisición sísmica. Por ejemplo, en la tundra que se congela y deshiela con regularidad, los levantamientos sísmicos de repetición deberían realizarse en la misma estación que la del levantamiento previo. Las actividades de las personas y de los animales también pueden interferir con el posicionamiento de los sensores. La repetibilidad resulta imperfecta si la zona experimenta movimientos de los sedimentos del lecho marino, cambios en la salinidad del agua de mar y en las temperaturas de la capa de agua, o efectos geomecánicos inducidos por las operaciones de producción. La repetibilidad de los levantamientos sísmicos es una condición previa para la ejecución de interpretaciones repetidas válidas. La mejora en el posicionamiento y la reducción del ruido son clave para la repetibilidad de los levantamientos sísmicos.7En tierra, es fácil imaginar la repeti- ción de un levantamiento sísmico mediante la instalación de sensores y la utilización de las mis- mas fuentes sísmicas para los levantamientos sísmicos subsiguientes, pero la realidad no es tan simple. La repetibilidad depende de que los geó- fonos sean posicionados en el terreno de la misma forma y de que permanezcan firmes en su lugar hasta el levantamiento siguiente. Sin embargo, el paisaje puede cambiar produciendo el potencial traslado de los geófonos entre un levantamiento y el siguiente, tal es el caso de las regiones que experimentan procesos de migra- ción de dunas de arena o erosión. Las variaciones climáticas estacionales también afectan la adqui- sición sísmica. Por ejemplo, en la tundra que se congela y deshiela con regularidad, los levanta- mientos sísmicos de repetición deberían realizarse en la misma estación que la del levan- tamiento previo. Las actividades de las personas y de los animales también pueden interferir con el posicionamiento de los sensores

Los datos sísmicos adquiridos mediante cables sísmicos remolcados ofrecen una alterna- tiva de bajo costo con respecto a los sensores permanentes en ambientes marinos. No obstante, los cables sísmicos y las fuentes remolcados por la embarcación para adquisición sísmica siguen el recorrido de sus predecesores independiente- mente de los vientos, el oleaje, las corrientes marinas y otras variables. Los cables sísmicos tie- nen una longitud de hasta 8 km [5 millas] y en general son ocho. Las corrientes marinas pueden hacer que los cables sísmicos se desvíen de sus localizaciones programadas, a veces al punto de quedar enredados. El oleaje y la intemperancia del clima también dificultan el despliegue de los cables y las fuentes sísmicas a las profundidades que demanda el diseño del levantamiento. Los niveles de ruido observados en los levanta- mientos sísmicos adquiridos bajo diferentes condiciones podrían ser interpretados errónea- mente como cambios producidos en las propiedades de los yacimientos. Cuatro avances técnicos significativos distinguen a los levantamientos repetidos adquiridos mediante la utilización del sistema sísmico marino con sensores unitarios Q-Marine de los levantamientos sísmicos repetidos convencionales: direccionamiento de los cables sísmicos, una red de posicionamiento totalmente integrada, fuentes marinas calibradas y registro con sensores unitarios( a ba jo). En un levantamiento marino repetido común, la adquisición sistemática de datos en las mismas posiciones resulta difícil, espe- cialmente en aguas con corrientes de gran intensidad. La tecnología Q-Marine incorpora el sistema de direccionamiento del cable sísmico marino Q-Fin, con aletas ubicadas típicamente a intervalos de 400 m [1300 pies] a lo largo de cada cable sísmico. Esta tecnología Q-Fin mejora sus- tancialmente la repetibilidad mediante el ajuste de la posición del cable utilizando dos “aletas geometría del levantamiento previo dentro de los límites de la capacidad de direccionamiento. Además optimiza la seguridad de las operaciones de levantamiento mediante la minimización de los riesgos de enredo del cable sísmico y de coli- sión del mismo con obstrucciones tales como las plataformas de producción de petróleo y gas. Las variaciones en la salida de la fuente sís- mica y en la sensibilidad de los arreglos de receptores perturba las mediciones sísmicas y aparece como ruido en los levantamientos de repetición. Una señal sísmica repetida sólo es detectable y confiable si no está enmascarada por este ruido. Por lo tanto, los sistemas de fuen- tes y receptores Q-Marine son calibrados con precisión para optimizar la sensibilidad a las señales sísmicas repetidas relativamente débiles. En particular, los cañones de aire Q-Marine cali- brados compensan las variaciones que surgen de errores en los tiempos de disparo, de la interac- ción entre los disparos y de las variaciones de presión entre un disparo y el siguiente. El registro digital de cada hidrófono indivi- dual facilita la ejecución de una operación de filtrado poderoso para la supresión del ruido cau- sado por las vibraciones y la aplicación de correcciones determinísticas para la eliminación de pequeñas variaciones en la sensibilidad de todos los sensores.

El sistema Q-Marine, proporciona datos sísmicos marinos de calidad insuperada hasta ahora. El nuevo sistema incluye mejoras en la sensibilidad del receptor y de la precisión del posicionamiento, cables sísmicos direccionables, un mejor control de la fuente y una adquisición de punto receptor que proporciona de manera consistente datos repetibles de alta calidad.Para solucionar el problema de la variación de sensibilidad de los receptores, los ingenieros de fabricación crearon nuevos hidrófonos tubulares de alta fidelidad, con especificaciones de sensibilidad estrictas y estables. Por lo general, los hidrófonos sufren presiones hidrostáticas que con el tiempo pueden afectar la sensibilidad o incluso destruir los sensores. Los nuevos hidrófonos tienen una capacidad mucho mayor de supervivencia a cierta profundidad y sensibilidades más estables, ya que se prueban en el proceso de fabricación y se desempeñan de manera constante en lo sucesivo. Cada hidrófono tiene su propio certificado de calibración, y todos los valores de sensibilidad se almacenan en los dispositivos electrónicos del cable sísmico para calibración automática de datos.2Con los avances recientes acontecidos en la electrónica y en las redes de fibra óptica, el sistema puede registrar más de 4000 hidrófonos por cable sísmico de 12 kilómetros [8 millas], para un máximo de 80,000 canales. La cuadruplicación resultante en la capacidad del ancho de banda, en comparación con los sistemas de adquisición tradicionales, abre la posibilidad de subir al barco los datos de punto receptor recién adquiridos, para efectuar un procesamiento avanzado con algoritmos digitales de formación de grupos, los cuales se abordarán más adelante en este artículo. El nuevo sistema de adquisición lleva un sistema de establecimiento de rangos acústicos en toda la longitud del cable sísmico. Las fuentes acústicas distintivas ubicadas cada 800 m [2600 pies] a lo largo de los cables sísmicos emiten señales que se pueden grabar en cualquier hidrófono sísmico. La temporización relativa de cada llegada de datos permite computar un conjunto de rangos o distancias entre la fuente y los hidrófonos a través de toda la red (abajo a la izquierda). Los rangos acústicos se usan como información de entrada para un ajuste de los rangos de la red que se extienden entre lecturas del GPS. El resultado es una precisión absoluta de posicionamiento dentro de los 4 m [13 pies] en cualquier punto a lo largo de los cables sísmicos. El esfuerzo computacional necesario para resolver el ajuste de la red en el mar es muchas veces mayor que el necesario para alcanzar una solución convencional. Mientras todos los sistemas tradicionales de adquisición de datos permiten controlar la profundidad del cable sísmico, sólo el método Q-Marine permite un direccionamiento horizontal activo además del control de profundidad.La orientación del cable sísmico se puede modificar lateralmente para lograr una cobertura óptima, permitiendo que los cables sísmicos sean remolcados con separaciones tan pequeñas como de 25 m [82 pies], lo que reduce en gran medida el riesgo de enredos. Una separación pequeña entre cables sísmicos permite un muestreo de mayor resolución

para lograr un mejor procesamiento de imágenes, y el equipo marino se puede dirigir de manera segura cerca de peligros potenciales, tales como las instalaciones de superficie. Los cables sísmicos direccionables son ideales para levantamientos sísmicos de yacimientos, ya que permiten giros de embarcaciones significativamente más rápidas, logrando un ahorro de tiempo de gran importancia en levantamientos efectuados sobre superficies relativamente pequeñas. El control de la dirección mejora la logística de la instalación y la recuperación de los cables sísmicos, otorgando mayor seguridad a la cubierta trasera. Las operaciones de adquisición de datos son más seguras, ya que requieren menor tiempo operativo sobre la cubierta trasera.3Los dispositivos de direccionamiento se ubican cada 400 a 800 m [1300 a 2600 pies] a lo largo del cable sísmico. El sistema de direccionamientoQ-Fin de WesternGeco tiene aletas controlables de manera independiente para dirigir los cables sísmicos hacia arriba, hacia abajo y hacia los lados (página anterior, abajo). A diferencia de los dispositivos tradicionales, que se sujetan con abrazaderas debajo del cable sísmico, el ensamblaje del sistema Q-Fin es parte integral del cable sísmico. Esta innovadora configuración maximiza la elevación hidrodinámica y ayuda a reducir el ruido acústico asociado con la dirección del cable sísmico.El mecanismo Q-Fin se controla mediante un controlador de dirección, el que compara las posiciones de los cables sísmicos calculadas en el sistema de navegación con las posiciones deseadas y ajusta la orientación del cable sísmico según se requiera (arriba). El controlador calcula las fuerzas que se requieren para que cada aleta

Método de adquisición de datos sísmicos La energía para las ondas sísmicas es generada por la descarga rápida del aire comprimido desde cámaras neumáticos, al agua que los rodea, generando burbujas.

El aire de alta presión guardado en la cámara de disparo es liberado a través de las cuatro puertas por la acción de un émbolo con pistones en cada punto, haciendo el efecto de disparo del aire comprimido almacenado en la cámara.

Las cámaras de aire comprimido son usadas en diferentes volúmenes y en diferentes arreglos (tuned arrays) para la supresión óptima de las burbujas y obtener un buen formato del espectro de la ondícula sísmica.Las cámaras de aire comprimido son suspendidas en marcos de acero (parrillas). Pueden operar hasta 36 cámaras simultáneamente. El aire comprimido necesario para la operación es generado por cuatro compresores que tienen una capacidad de aire de 4,000 pulgadas cúbicas por minuto a 2,000 psi. La estación de control permite una conexión independiente a cada cámara de aire hasta un máximo de 36.

El golpe del disparo es la energía que se produce dentro del cilindro de la cámara de aire cuando el pistón sube a su posición inicial por efecto de la descompresión del aire comprimido dentro de dicho cilindro. Este golpe no tiene contacto con el agua, sólo el sonido que produce dicho golpe, que viene a

ser la energía sísmica que viaja a través del agua y luego a través de las diversas capas de la tierra, para luego retornar en forma reflejada a los hidrófonos. Al liberarse el aire comprimido por las cuatro puertas, se forman burbujas de aire cuyo diámetro es de 2 metros. Este aire liberado, es el único elemento que tiene contacto con el cuerpo de agua. Toda la sarta de cañones es remolcada atada a la popa del barco a una distancia aprox. de 50 m.

La recepción de las ondas sísmicas se hace a través de la señal que luego de ser reflejada por las diversas formaciones geológicas de la tierra es detectada por los hidrófonos ubicados en la sarta sísmica dentro del agua.Los hidrófonos son de tipo de cancelación de la aceleración con alta sensibilidad de presión, garantizando una alta relación de S/N (señal / ruido). Los hidrófonos son piezoeléctricos y usan este efecto para convertir las variaciones de presión en señales eléctricas.Los datos sísmicos de reflexión son adquiridos usando un sistema de cable digital multicanal, configurado por hidrófonos, módulos de digitación, módulos de telemetría, transductores de profundidad, reguladores de profundidad (pájaros),compases y conexiones.La longitud de este cable es de varios kilómetros y está dividido en secciones de cierto número de metros activos que contienen grupos de hidrófonos linealmente espaciados entre dispositivos que contienen los digitizadores de datos y módulos de telemetría.Los módulos de digitación filtran y convierten la señal analógica del hidrófono a datos digitales in situ, permitiendo el análisis y la interpretación preliminar de los reflectores en el mismo barco.Cada dispositivo acepta la entrada de 32 grupos de hidrófonos y también puede digitar las señales que vienen de los transductores de profundidad o compás del cable en los canales adicionales. Un grupo de 25 m puede contener de 20 a 28 hidrófonos equidistantes.Los módulos de telemetría transmiten los datos digitales por el cable hacia la unidad de grabación en superficie a bordo del barco.Las secciones de alargamiento (stretch cable) protegen al cable de sacudidas (vibraciones) fuertes. Los Transductores de profundidad (birds) estabilizan la profundidad de operación del cable (streamer). La profundidad del cable es medida en forma continua por 22 transductores de profundidad incorporados.

El ángulo de desviación (feathering) del cable cuando se realiza el registro sísmico, se mide con los compases de los Transductores de profundidad (birds) para determinar la forma del streamer y esto es amarrado a la posición del GPS de la boya de cola.

Procesamiento de datos marinosLos datos de reflexión sísmica son recibidos en forma digital por el cable multicanal digital y transmitidos a la unidad de grabación a bordo del barco sísmico, donde son grabados en cintas magnéticas con registro traza secuencial

en formato preestablecido. Esta unidad también graba los datos adicionales en un registro de cabecera traza cero, para cada archivo sísmico.En el procesamiento debemos prestarle vital atención a etapas de los procesos aplicadosque podrían enmascarar o distorsionar la resolución de la imagen sísmica.

Q-Marine es relativamente simple, porque la repetibilidad inherente de los datos obtenidos con el sistema Q, elimina la necesidad de contar con un procesamiento especial para correlacionar los levantamientos. A diferencia de lo que sucede con los datos sísmicos convencionales, en este caso no es necesaria la intercorrelación estadística. Las perturbaciones de la fase y de la amplitud de la señal sísmica durante la adquisi- ción son corregidas en forma determinística sólo una vez. El procesamiento simplificado contri- buye al acortamiento de los tiempos de ciclo del proyecto, lo que genera un impacto favorable sobre los flujos de fondos. La intervención opor- tuna para incrementar la producción y maximizar la recuperación de las reservas depende del envío de datos en tiempo real o casi real. De la tecnología de adquisición que minimiza el ruido y mejora el posicionamiento, el procesamiento provisto con un levantamiento

La capacidad de dirección de los cables sísmicos Q-Marine reduce la necesidad de líneas de relleno; las líneas que se disparan para llenar vacíos después de que se completa la mayor parte de la adquisición de datos. Esto se traduce en un menor tiempo de ejecución de los levantamientos y en un menor tiempo no productivo. Un mejor direccionamiento también produce datos de mayor calidad, ya que un espaciado de líneas sísmicas consistente proporciona una cobertura de área más uniforme. Para reducir aún más el ruido, los expertos en fuentes sísmicas han diseñado mejoras en los conjuntos marinos de cañones de aire, que generan tanto energía sísmica como ruido no deseado.Las variaciones de un disparo al siguiente a la salida de un conjunto de cañones de aire producen ruido no deseado en las señales registradas.Los sistemas de control de los conjuntos de cañones están diseñados para evitar que esto ocurra, pero los eventos fuera de las tolerancias de los sistemas de control pueden conducir a niveles inaceptables de variación en la salida del conjunto.Los cambios menores de presión de aire en diferentes cañones y la acción de las olas en la superficie del mar pueden provocar una señal de fuente impredecible. Para compensar estas situaciones, se deben medir y calibrar las variaciones en el campo de presión que rodea los cañones de aire, debido a la presencia de otros cañones de aire y otras variaciones de la presión hidrostática.Puesto que la señal de fuente se debe eliminar, o deconvolucionar, de los datos registrados antes de un procesamiento más detallado, la falta de una señal

completamente predecible ha obligado a los geofísicos a confiar en técnicas de deconvolución basadas en métodos estadísticos.Sin embargo, estas técnicas proporcionan sólo respuestas aproximadas y pueden no dar cuenta de las variaciones generadas por la fuente. La solución para este problema consiste en un avanzado sistema de control de fuente y en una técnica de estimación de la señal.Los dispositivos electrónicos de control de fuente en los subconjuntos de cañones de aire sincronizan y activan cada cañón, basándose en su salida acústica. La comunicación con la embarcación se efectúa mediante líneas de fibra óptica, reemplazando los sistemas bidireccionales convencionales que pueden temporizar de manera errónea el disparo de los cañones a medida que envían señales desde y hacia la embarcación. Las antenas del Sistema de Posicionamiento Global instaladas en cada subconjunto proporcionan un posicionamiento preciso de los cañones de aire. La señal de presión cerca de cada cañón se mide para proporcionar información a una técnica de estimación de las señales.4 Una disposición de hidrófonos patentada, adyacente a cada elemento del cañón de aire registra las presiones acústicas y define, para cada elemento del cañón de aire, una señal base que no contiene los efectos de los cambios de presión provenientes de otros cañones. Es posible computar una señal de campo lejano o la salida de fuente efectiva detectada por los hidrófonos del cable sísmico, sumando las señales base de todos los cañones de aire junto con las reflexiones libres de fantasmas de superficie.Esta combinación de sensibilidad de receptor calibrada, mejor capacidad de registro, mejor posicionamiento de los cables sísmicos, mejor control de la fuente y estimación de las señales, fija las bases para una tecnología de avanzada que distingue al sistema Q-Marine de otras técnicas de levantamiento sísmico marino. Esto es la adquisición de punto receptor. La adquisición con la técnica de punto receptor registra las trazas de receptores individuales, mientras que la adquisición convencional suma las trazas de un grupo de receptores en un paso llamado formación análoga de grupo, y luego graba esa sumaLa energía de una fuente sísmica de exploración se irradia de diferentes maneras. En tierra, las ondas de compresión y cizalla, llamadas ondas internas, pasan a través de la tierra, rebotan en las capas del subsuelo y vuelven a los sensores de superficie; éstas son las ondas más útiles para el procesamiento de imágenes sísmicas. En las áreas marinas, sólo se generan ondas de compresión. No toda la energía registrada por los sensores de superficie es utilizable para el procesamiento de imágenes. Las ondas que se desplazan directamente hacia el sensor sin rebotar se consideran ruido, ya que no contribuyen con energía a la imagen de la reflexión.Además de estas llegadas directas, otras fuentes de energía pueden llegar como ruido. En tierra, las ondas de superficie, llamadas ruido de superficie, se desplazan a través de la superficie terrestre y agregan ruido de alta amplitud. En adquisición marina, las ondas que se originan en los cables sísmicos y se desplazan a lo largo de ellos constituyen ruido.

Cuando la superficie de reflexión en el subsuelo es horizontal, las ondas de compresión y de cizalla retornan a los sensores a lo largo de trayectos casi verticales, mientras que gran parte del ruido llega casi horizontalmente. Los geofísicos descubrieron que las diferentes direcciones de llegada se podían usar para disminuir la amplitud del ruido entrante. En lugar de registrar las llegadas a un receptor en un punto,instalan un grupo—llamado conjunto de cables convencionales—de receptores separados por no más de la mitad de la longitud de onda dominante del ruido que se espera recibir. Esta simple suma analógica de señales que llegan a cada receptor del grupo atenúa gran parte del ruido coherente que llega de manera horizontal, pero desafortunadamente también puede atenuar las frecuencias más altas de señales que llegan de manera no vertical, tales como las que provienen de un reflector inclinado. Mediante el registro digital de señales en cada posición receptora, se puede procesar la muestra correcta de campo de onda entrante utilizando sofisticados algoritmos, conteniendo tanto la señal como el ruido. Este paso de procesamiento de la señal, que mejora la capacidad de supresión del ruido de un conjunto con cables convencionales, recibe el nombre de formación digital de grupos. La formación digital de grupos puede utilizar técnicas de procesamiento más poderosas que la suma lineal.1 La comparación de los resultados de conjuntos formados digitalmente con los de conjuntos con cables convencionales muestra lo bien que funciona la nueva técnica. Un registro de disparo adquirido con hidrófonos agrupados convencionalmente con un espaciado de grupo estándar de 5 m [41 pies] muestra altos niveles de ruido residual relacionado con las condiciones climáticas, el que aparece de manera incoherente y por lo tanto es difícil de filtrar (página anterior). Al mismo tiempo, un cable sísmico Q-Marine, con trazas digitales estrechamente espaciadas, registró los mismos disparos bajo las mismas condiciones climáticas (arriba a la izquierda). El ruido, del que se recogieron muestras de manera correcta, es coherente y se puede filtrar a través del procesamiento y sin afectar la señal. Los datos del conjunto formado digitalmente, que se emiten desde un canal cada 12.5 m, han reducido de manera significativa los niveles de ruido residual que dominaban el registro de disparo convencional (izquierda).