Anisotropía Sísmica como una forma de definir mejor la imaging en el subsuelo

Transcripción

1 Anisotropía Sísmia omo una forma de definir mejor la imaging en el subsuelo Pedro Contreras PhD

2 de Veloidad en un medio anisótropo de tipo VTI para onda PP y PS Proesamiento Sísmio Convenional Introduión Maro Teório Serie de proesos Deonvoluion Apilamiento por dp Migraión Conlusiones y Reomendaiones Datos obtenidos del subsuelo Imagen Sísmia

3 de Veloidad en un medio anisótropo de tipo VTI para onda PP y PS Geófono Multiomponente Introduión P P Maro Teório θ in =θ θ ref P S V 1, ρ 1 Onda PP Onda PS S P V, ρ Conlusiones y Reomendaiones

4 de Veloidad en un medio anisótropo de tipo VTI para onda PP y PS Introduión Onda S Maro Teório Proporiona informaión adiional Por ejemplo Conlusiones y Reomendaiones Informaión de la onda PP Detetar la presenia de fluido

5 Anisotropía en Roas sedimentarias Anisotropía Sísmia Introduión Consiste en la variaión de las propiedades físias de un uerpo on respeto al ambio de la direión y polarizaión en la que se realiza la mediión. Maro Teório ISÓTROPO Fuente ANISÓTROPO Fuente φ=ψ φ ψ Conlusiones y Reomendaiones V fase =V grupo Frente de onda esfério V grupo V fase V fase V grupo La veloidad varía on la freuenia en presenia de anisotropía Frente de onda No esfério

6 Anisotropía en Roas Sedimentarias Ley de Hooke generalizada: Introduión Maro Teório Tensor de esfuerzo 3 σ ij = C ε 3 K = 1 L= 1 ijkl kl Tensor elástio Tensor de deformaión Las deformaiones sufridas por las roas son proporionales a los esfuerzos apliados. Las omponentes de esfuerzo y deformaión se enuentran relaionados por medio de un tensor onstante llamado Tensor de Rigidez (81 omponentes). Conlusiones y Reomendaiones

7 Anisotropía en Roas Sedimentarias Tensor de rigidez C ijkl : Introduión 81 omponentes Redue 1 omponentes Maro Teório Conlusiones y Reomendaiones Por dos razones: La simetría intrínsea que existe entre los tensores de esfuerzos y deformaión. La orteza terrestre es onsiderada omo un sólido deformable isotérmio y/o adiabátio, es deir no existe transferenia de alor. Roa Redue Tensor de rigidez C ijkl : Menos de 1 onstantes independientes Simetría

8 Anisotropía en Roas sedimentarias Por ejemplo: Introduión Caraterístio de un medio VTI. z Plano xy Maro Teório Posee 5 onstantes elástias en el Tensor de Rigidez. -z Sistema Hexagonal Conlusiones y Reomendaiones Euaión de Christofell G i G k ik ρv f ( nj) δ ik = Es la matriz de Christofell

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11 Anisotropía en Roas sedimentarias Introduión Razones por las uales una roa puede presentar anisotropía: Maro Teório 1. Alineamiento de fraturas. Estratifiaión fina. 3. Anisotropía intrínsea. Conlusiones y Reomendaiones

12 Anisotropía en Roas sedimentarias Presenia de Anisotropía en Roas Sedimentarias Introduión % de Anisotropía Maro Teório Lutita % de Anisotropía Carbonatos Conlusiones y Reomendaiones 7% de Anisotropía Arenas

13 Anisotropía: es la variaión de las propiedades físias de un material on respeto a la direión en la ual se esté midiendo. En la naturaleza se enuentran diversos tipos de anisotropía: 1) TI ) Ortorrómbio. VTI. HTI. 3) Monolínio.

14 Dependiendo del tipo de roa la anisotropía sísmia puede ser lasifiada en tres grupos: Anisotropía Transversal (TI): VTI C = Donde = ( ) Se arateriza por zonas que ontienen lutitas. Las propiedades varían on respeto al ángulo polar.

15 [ ] ) ( *sen * 1 ) ( * θ θ ε α θ D V p + + = + = ) ( * *sen 1 * ) ( * θ β α θ ε β α β θ D V SV [ ] θ γ β θ * * 1 ) ( Sen V SH + = Thomsen (1986) obtuvo las expresiones exatas de la veloidad de fase para los distintos modos de propagaión en un medio VTI Donde: + = ) *( θ θ α β ε δ α β θ Cos Sen D

16 Daley y Hron (1977) Thomsen (1986) Introduiendo de esta manera ino parámetros: C = β C44 ρ, = ρ α 33 Veloidad vertial para la onda P y S respetivamente. ε = C11 C C 33 33, γ = C66 C C India la veloidad anisótropa de la onda P y onda SH respetivamente. 33 [ ( C + C ) ( C C )( C + C ] 1 δ* = C C 44 Controla la anisotropía a inidenia normal

17 Anisotropía de Thomsen o Anisotropía Débil Arenas ε γ δ Promedio Carbonatos ε γ δ Promedio Lutitas ε γ δ Promedio Las roas son débilmente anisótropas (<.) Los materiales que onstituyen las roas son altamente anisótropos. Tabla.1 Parámetros de anisotropía para Roas Sedimentarias. Modifiado de Wang (,SEG)

18 Finalmente las euaiones para anisotropía débil son las siguientes: V p 4 ( θ ) = α *(1 + δ *sen ( θ )*os ( θ ) + ε *sen θ ) V SV V SH α ( θ ) = β * 1 + *( ε δ )*sen θ * os θ β ( θ ) = β *(1 + γ *sen θ ) Esto lleva a remplazar el parámetro de anisotropía δ* por: δ 1 ε + * δ (1 β = / α ( C 13 + C C ) ( C33 ( C C 33 C ) )

19 HTI C = 33 Donde = ( ) 11 1 Las arenisas son las roas que representan este tipo de medio. Las propiedades varían on respeto al aimut.

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21 C Ortorrómbio = Representado por dos sistemas de fraturas mutuamente perpendiulares. Para este tipo de medio no existe una expresión analítia para las expresiones de las veloidades de fase y grupo de las ondas P, S 1, S.

22 C = Monolínio Está relaionada on un medio que posee un sistema de fraturas vertiales distribuidas de manera arbitraria.

23 Anisotropía en roas sedimentarias Maro teório de veloidad en roas de sedimentaión anisótropa

24 de Veloidad en un medio anisótropo de tipo VTI para onda PP y PS Introduión La Anisotropía Sísmia del tipo VTI Maro Teório Genera distorsiones importantes en el análisis de datos sísmios onvenional. Conlusiones y Reomendaiones V nmo V rms A offset lejanos se produe una urva de reflexión no hiperbólia.

25 de Veloidad en un medio anisótropo de tipo VTI para onda PP y PS Apilamiento por dp Introduión Maro Teório Fuente Reeptores CMP Offset CMP Conlusiones y Reomendaiones Isótropo y homogéneo CDP T i e m p o t = tv + V x nmo

26 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Introduión Determina la veloidad de propagaión de las ondas Maro Teório indireta de veloidad importante Diversas faetas del proesamiento Conlusiones y Reomendaiones Correión del Normal Moveout (NMO) Apilamiento de las trazas Migraión

27 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Obtener una buena seión apilada. Introduión Maro Teório objeto Adquirir una onversión apropiada tiempo a profundidad. Lograr una buena orreión geométria. (Migraión) de veloidad Conlusiones y Reomendaiones Deriva diversos tipos de veloidad Instantánea Promedio Intervália V rms V nmo Apilamiento

28 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Veloidad Media Cuadrátia: Introduión Maro Teório V rms V rms = ( vinttk ) ( t ) k Veloidad Normal Moveout (NMO): Conlusiones y Reomendaiones CMP T i e m p o Offset V nmo CMP T i e m p o Offset

29 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Veloidad de apilamiento: Introduión t = t + x V a Medio Isótropo Maro Teório t = t + dt dx x= x x d dx dt dx x= +... Medio Anisótropo Onda PP Medio Isótropo Onda PS Para un medio isótropo V rms =V nmo =V a Conlusiones y Reomendaiones

30 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa CDP Offset Introduión Maro Teório (a) T i e m p o (b) (1) () (3) Isótropo Anisótropo t = tv + t = tv + V V x x nmo nmo Por lo tanto la euaión de tiempo de viaje debe ser expandida por serie de Taylor: Conlusiones y Reomendaiones A t 4 = A + A x + A4 x = t, A = dt dx x=, A 4 = d dx dt dx x=

31 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa de Veloidad para Onda PP Introduión Maro Teório T i i e m p o Offset Modifiado de T Ti i e e m mp po o Offset Offset Conlusiones y Reomendaiones A offset lejanos la euaión de tiempo de viaje está regida por: 4 x ηx t ( x) = t + ( ) V V [( t V ) + (1 + η ) x ] nmo nmo nmo (Tsvankin y Thomsen,1994)

32 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa de Veloidad para Onda Convertidas (PS) Introduión X/X X Maro Teório S P Conlusiones y Reomendaiones El punto de onversión depende del parámetro gamma (relaión V p /V s ) x xγ = 1 + γ CCP

33 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Introduión Maro Teório CMP ACP CCP Une los puntos mediante la urva La asintota a diha urva es proyetada a superfiie. Conlusiones y Reomendaiones En un medio ompuesto de varios estratos el punto CCP para ada estrato no orresponde, al mismo punto en profundidad.

34 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa Influenia de la anisotropía sobre las Ondas Convertidas Introduión Maro Teório En presenia de un medio VTI Punto de onversión x ( x / z) ( x, z) x C + C ( 1+ C ) 3( x / z) Conlusiones y Reomendaiones Curva de tiempo de viaje t A 4 = t ( γ γ = + eff 4( γ x 1) eff / V + 1) 4 A4 x + 1+ A x + 8(1 + γ ) χ t V 4 eff 5

35 Introduión Geometría para la adquisiión de los datos sintétios Maro Teório Conlusiones y Reomendaiones Generaión del sismograma sintétio Agrupar los datos por CDP o por CCP de veloidad

36 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa de Veloidad para la onda PP Introduión Maro Teório t = tv + V x nmo t ( x) = t x + ( V nmo ) V nmo [( t V nmo ηx ) 4 + (1 + η ) x ] Conlusiones y Reomendaiones

37 de Veloidad (Normal Moveout) en Roas de Sedimentaión Anisótropa de Veloidad para la onda PS Introduión t = tv + V x nmo Maro Teório t = t + x / V 4 A4 x + 1+ A x 5 A4V A5 = V 1 Vp Parámetro de anisotropía A 4 ( γ γ = eff 4( γ 1) eff + 8(1 + γ ) χ + 1) t V 4 eff A 4 = ( γ 1) 4( γ + 1) t V 4 Conlusiones y Reomendaiones Considerando la anisotropía Sin onsiderar la anisotropía