39 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente

Transcripción

1 38 4 Marco geológico La geología del Campo Blackfoot fue estudiada por MILLER et al., 1995; Volumen 6 de CREWES Research Report. En el reporte de CREWES se encuentra una breve introducción acerca de la litología de las formaciones de interés. En dicho reporte se describen el Grupo Mannville, constituido por varios miembros. El Miembro Glauconítico consiste de una arenisca silícea de grano muy fino a medio en el área más oriental de Alberta, la glauconita sólo es común en el área central Norte de Alberta. Los sedimentos de canal en este estudio se subdividen en 3 unidades correspondientes a 3 fases de valles de incisión; estas fases no necesariamente se presentan en toda el área. Los Miembros Inferior y Superior se componen de areniscas de cuarzo con una porosidad promedio de 18%, mientras que el Miembro Medio tiene una litología de arenisca menos porosa. El hidrocarburo primario es petróleo, sin embargo, también se presenta gas en el Miembro Superior. Los miembros individualmente tienen un espesor de 5 a 20m. Los cortes se presentan a profundidades variables a través de los estratos subyacentes, por lo cual las bases pueden encontrarse directamente suprayaciendo varias formaciones. Las capas Ostracod que suprayacen el Miembro Glauconítico se compone de shales de aguas salobres, arcillosos, calizas fosilíferas y capas delgadas de areniscas silíceas y limolitas (LAYER et al., 1949). El Miembro Sunburst contiene láminas de areniscas con sublitarenitas y cuarzoarenitas. Las capas detríticas componen la parte basal del Grupo Mannville. Esta unidad tiene una litología muy heterogénea, con gravas de chert, arenisca, limolita y abundante shale. Su distribución es ampliamente controlada por depresiones en la superficie erosional pre-cretácico, de manera que su espesor es altamente variable a lo largo de cortas distancias. Dentro del área de estudio, el Grupo Mannville yace formando una discordancia sobre los carbonatos del Mississipiano de la Formación Shund. La superficie de contacto erosional tiene topografía irregular. La columna estratigráfica de las rocas Cretácicas del área se muestra en la Figura 188. El objetivo primario del 3C-3D es el Miembro Glauconítico del Grupo Mannville. Las areniscas y shales del

2 39 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Miembro Glauconítico que se observan en la estratigrafía regional del Manneville Inferior. En particular, los Miembros Ostracod y Bantry Shale de la Formación Mannville Inferior fueron truncados por los valles. El relleno de valles antiguos ocurre en los Miembros Sunbust y Detritial (Figura 18). El reservorio de arenisca del Glauconítico ocurre a una profundidad de 1550 m. Figura 18. Columna estratigráfica rocas Cretácicas en el área Blackfoot (modificado de LAWTON et al., 1995). Marco Geológico 42 La Formación Glauconítica es la mayor productora de hidrocarburos en el sur y centro de Alberta. Las reservas se concentran principalmente en una serie de canales complejos, como se describe anteriormente. La tendencia deposicional está controlada por la fluctuación del nivel del mar y la paleotopografía en la inconformidad pre-cretácica (SHERWIN, 2001). Dicha tendencia fue estudiada por SHERWIN, 2001, de su investigación resultan los mapas presentados en las Figuras 19 y 20. Los altos topográficos fueron definidos usando un mapa isópaco de Mannville; se consideraron valores menores a 100m puesto que conforman el área de transgresión marina. Esta reconstrucción muestra la

3 Marco Geológico 40 influencia sobre la forma de depositación. Las principales geomorfologías encontradas fueron: los altos Medicine Hat, Kinderslie y Hackett (SHERWIN, 2001). Ver Figura 19. Debido a que el nivel del mar bajó, se dio lugar a una regresión trayendo consigo la depositación de sedimentos progradantes (Figura 20). Durante la disminución del nivel del mar se presentó la formación de diferentes canales en las secuencias progradantes (SHERWIN, 2001). Figura 19. Paleogeografía del suroeste de Alberta. Mayor transgresión del mar (tomado de SHERWIN, 2001).

4 41 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 20. Paleogeografía después de la regresión del mar. Línea de costa Hoadley-Wabasca. Canales glauconíticos en verde, canales líticos en naranja. Mayores campos: T Taber, GF Grand Forks, LB Little Bow, ALD Alderson, C Countess, SH Shouldice, HS Hussar, HK Halkirk, BH Bellshill Lake y HD Hoadle (tomado de SHERWIN, 2001).

5 42 5 Metodología 5.1. Generalidades de adquisición Ubicación geográfica Los datos sísmicos utilizados en este trabajo fueron obtenidos de la Universidad de Calgary, del grupo CREWES. Los datos corresponden al campo Blackfoot-Cavalier adquiridos en noviembre de 1995, localizado a 20 Km al sureste de Strathmore Alberta, Canadá. En las Figuras 22 y 23, se observa la disposición de los pozos y geófonos; las fotografías satelitales fueron tomadas de la aplicación Google Earth. Los parámetros de adquisición se encuentran descritos en la Tabla 2. En la Figura 24 se muestra el patrón de carga utilizado.

6 43 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 21. Mapa base del área de estudio. El recuadro en amarillo indica la ubicación de la adquisición Blackfoot 3C-3D.

7 Metodología 44 Figura 22. Ubicación de las líneas fuentes y receptoras, los puntos rojos indican los pozos y los triángulos azules indican los geófonos.

8 45 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 23. Ubicación de la línea 2D-3C procesada (línea negra R-26). Fuentes PARÁMETROS DE ADQUISICIÓN BLACKFOOT 3C-3D Orientación de las líneas Intervalo de fuente Intervalo de líneas fuente N-S 60m 210m Número de líneas fuente 24 Número de fuentes 1395 Receptores

9 Metodología 46 Orientación de las líneas Intervalo de receptores Intervalo de líneas de receptores E-W 60m 255m Número de líneas de receptores 18 Número de receptores 903 Glauconítico Arenisca silícea Receptores Todos los receptores en líneas R2 R18, R22, R26, R30 (42 estaciones por línea) Todos los receptores en líneas R20, R24, R28 al oeste, incluyendo la línea de fuente S13 (62 estaciones por línea) Total número de estaciones por registro: 690 Fuentes Todas las fuentes en líneas S31 S47 (60 disparos por línea) Todas las fuentes en líneas S25, S27, S29 al norte de la línea de receptores R39 (del SP101 SP160 en estas líneas, para un total de 60 disparos por línea) Total número de disparos: 720 Tabla 2. Parámetros de adquisición para Blackfoot 3C-3D. Figura 24. Patrón de carga.

10 47 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente 5.2 Procesado de onda convertida En esta parte del trabajo, se planteó un procesamiento de ondas-convertidas componente radial (PS), correspondiente a la línea sísmica de R-26, de la adquisición Blackfoot 3C-3D. Se hizo una pequeña descripción de la información sísmica mostrando una secuencia de proceso para ondas compresionales. Utilizando como base, una secuencia estándar de onda P a la cual se le agrega la corrección del punto de conversión. Posteriormente se apila por punto común de conversión, llegando así a un apilado de la componente radial de la onda convertida PS y su correspondiente sección migrada post apilado. 5.3 Datos generales La línea sísmica procesada corresponde a los pozos ubicados sobre la línea receptora R-26, el conjunto de datos consta de 12 pozos, espaciados 210m y a una profundidad de 18m cada uno. La línea tiene 42 estaciones con tres geófonos (vertical, radial y transversal), con intervalo de grupo de 60m, plantados 30cm bajo el suelo. La geometría de registro es la de tendido fijo con 690 canales. La orientación de la línea es hacia el Noroccidente (Figura 25). Las elevaciones oscilan entre 910m y 950m. En la Figura 25, se observa la ubicación en campo de los puntos de tiro y los sensores triaxiales en la línea R-26, los puntos de tiro tienen disposición regular a lo largo de la línea. Los valores de elevación de los puntos tiro y de los geófonos no son necesariamente iguales (Figura 26), dado que algunos pozos están ubicados en medio de dos geófonos.

11 Metodología 48 Figura 25. Ubicación de los pozos (puntos rojos) y geófonos (triángulos azules), línea R-26 del bloque Blackfoot 3C-3D. Figura 26. Perfil de elevación línea R-26, bloque Blackfoot 3C-3D

12 49 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente A partir de los archivos de geometría (SPS FILES) de la adquisición 3D, se construyeron los archivos sps, rps y xps para los 12 registros de la línea 2D R-26; así mismo, de los datos disponibles en formato SEG Y, se extrajeron las trazas que corresponden a la línea R-26. A continuación se describe la secuencia utilizada. 5.4 Procesado de la onda compresional P Secuencia de procesado Se procesó los datos de onda P y de onda convertida por separado, definiendo a partir de los archivo SPS la geometría de la componente P y de la componente radial. La secuencia para la componente P se observa en la figura 27, para un datum de 100 m.s.n.m. y velocidad de corrección 2400 m/s. Haciendo los cambios pertinentes a esta secuencia se construyó una secuencia para la componente radial, la cual se describe más adelante.

13 Metodología 50 ENTRADA DE DATOS SEG-Y CONVERSIÓN A FORMATO INTERNO PICADO DE PRIMEROS ARRIBOS ASIGNACIÓN DE GEOMETRÍA QC DE GEOMETRÍA EDITADO DE TRAZAS RECUPERACIÓN DE AMPLITUDES QC DE APILADO ESTÁTICAS DECONVOLUCIÓN QC DE APILADO ESTÁTICAS DE REFRACCIÓN ESTÁTICAS POR REFRACCIÓN ANÁLISIS DE VELOCIDADES 1 ESTÁTICAS RESIDUALES (PRIMER PASO) QC DE APILADO ESTÁTICAS RESIDUALES 1/ VELOCIDADES 1 ANÁLISIS DE VELOCIDADES 2 QC DE APILADO ESTÁTICAS RESIDUALES 1/ VELOCIDADES 2 ESTÁTICAS RESIDUALES (SEGUNDO PASO) APILADO FINAL QC SEG Y OUT-OUT MIGRACIÓN QC SEG Y OUT-OUT DECONVOLUCIÓN -FX QC SEG Y IN - IN FILTRO PASABANDA Figura 27. Secuencia de procesado componente P. La asignación de geometría arroja un cubrimiento máximo de 12 traza por CMP (Figura 28), en el centro de la línea R-26.

14 51 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 28. Cubrimiento línea R-26, bloque Blackfoot 3C-3D De las coordenadas de las estaciones receptoras que componen la línea R-26 se tiene que los valores de elevación para los CMP están entre 911 y 949 m (Figura 29) Figura 29. Elevación de CMP. La distribución de las trazas que componen una familia CMP con respecto a la distancia fuente-receptor (offset), correspondiente a los 12 registros se observa en la Figura 30.

15 Metodología 52 Figura 30. Distribución de offset vs CMP Las Figuras son útiles para determinar si la asignación de geometría ha sido correcta Registro de campo y análisis de frecuencia. El registro correspondiente al punto de tiro 160 con su análisis de frecuencia, la cual se encuentra entre 5 y 55 Hz para -15 db, muestra un contenido espectral típico de una onda P, se puede observar que las baja frecuencias forman un cono cuyo vértice se encuentra en las trazas vecinas al punto de tiro, representado por la bandera negra (Figura 31 y 32).

16 53 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 31. Registro de campo onda P.

17 Metodología 54 Figura 32. Análisis espectral registro onda P. Las velocidades de primeros arribos para la onda P, se encuentra entre los 2500 y 2800 m/s y las velocidades a los reflectores, están entre 2700 y 2800 m/s (Figura 33).

18 55 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 33. Velocidades de primeros arribos y de reflexiones Velocidad capa somera y corrección estática por refracción A partir de los tiempos de primeros arribos obtenidos de las trazas de cada uno de los registros se puede construir el modelo de la capa meteorizada, mediante el método inversa generalizada, los tiempos de corrección obtenidos permiten establecer lo valores de la velocidad de esta capa, para estos datos se encuentra entre 860 y 1120 m/s., se puede observar variaciones de la velocidad de la capa somera en la parte central (Figura 34)

19 Metodología 56 Figura 34. Solución por refracción de la velocidad capa meteorizada. Los tiempos calculados para la corrección estática se aprecian en la Figura 35, donde la línea café indica los tiempos de corrección para cada uno de los puntos de tiro y la línea roja indica la corrección para las estaciones receptoras. Se observa un comportamiento similar en las dos curvas.

20 57 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 35. Solución estática por refracción Velocidades de apilado P. Los análisis de velocidad de apilado (rms) se basan en histogramas de correlación cruzada (semblanza) en los que la coherencia es un indicio de un buen apilamiento. Una alta coherencia está indicada por el color rojo y una baja coherencia por el color azul. Los puntos sobre la línea roja indica los valores de la velocidad rms en los que las familias de CMP presentan mayor coherencia lateral (Figura 36). El conjunto de estos valores se denomina función de velocidad y el conjunto de estas funciones de velocidad define el campo de velocidad (Figura 37).

21 Metodología 58 Figura 36. Semblanza análisis de velocidad. Mediante la fórmula de Dix es posible obtener velocidades de intervalo a partir de velocidades rms, como se observa en las líneas rojas escalonadas de la parte derecha de la figura 37, donde las velocidades van de 2100 hasta 4000 m/s para las velocidades rms y de 2600 a 5000 m/s para las velocidades de intervalo.

22 59 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente Figura 37. Campo de velocidades. Si se sobrepone el campo de velocidad de apilado (rms) con el apilado se puede observar la consistencia entre los dos. Donde el comportamiento de los eventos debe correlacionarse con la forma del campo de velocidad (Figura 38), indicando una interpretación geológica con el campo de velocidad, para el detalle de los parámetros de proceso y visualización véase anexo A6.

23 Metodología 60 Figura 38. Apilado y campo de velocidad de apilado. Una vez se obtiene un apropiado campo de velocidad y se han establecido las correcciones estáticas por refracción y residuales, se puede esperar que el apilado muestre los eventos de reflexión de forma clara y coherente, de tal manera que sea fácil interpretar dichos eventos, es decir asociarlos con un modelo geológico o que permita obtener un modelo geológico Sección apilada y migración en tiempo post-apilado La suma de todas correcciones estáticas (refracciones, residuales) unido a las mejores correcciones dinámicas (velocidades rms) permiten obtener el denominado apilado final, el cual posteriormente será el dato de entrada para el algoritmo de migración donde los eventos son reposicionados en principio a su verdadera posición (Figuras 39 y 40). En el apilado final de la línea R-26 se aprecia un paquete de eventos entre 100 y 300 ms, un segundo paquete entre 500 y 700 ms; otro paquete entre 900 y 1200 ms con la presencia de buzamiento hacia la

24 61 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente parte derecha (figura 39) y un evento bien marcado alrededor de 1500 ms., los cuales se observan mejor en la sección migrada (Figura 40). Figura 39. Apilado final componente P.

25 Metodología 62 Figura 40. Sección Migrada en tiempo Post-Apilado. 5.5 Procesado de la onda convertida PS (Componente radial onda PS). Suposiciones a tener en cuenta: 1. Un geófono triaxial vertical cuidadosamente plantado 30 cm bajo el suelo se denomina estación receptora multicomponente de tal manera que cada eje está orientado en forma vertical, paralelo, perpendicular a la línea sísmica según sea el tipo de onda que se desee registrar. Al sensor que está orientado paralelo a la línea símica se le atribuye la traza o componente radial. Aún más las trazas asociada a cada uno de los ejes del sensor comparten la misma coordenada y son registrada para la misma detonación, es decir, tienen la misma geometría. 2. Los datos de la componente vertical (P-P) se deben tener ya procesados de tal manera que las velocidades de apilado rms y las velocidades de intervalo finales de cada familia CMP sean bien conocidas. 3. Solo las ondas P viajando hacia el reflector y las ondas S emergiendo del punto de conversión hacia el seno se consideraran señal, cualquier otro tipo de onda será considerada ruido. Aplicando la secuencia de proceso descrita para onda P en las trazas de la componente radial y asumiendo que estas se pueden agrupar en familias de punto CMP se obtiene el apilado de la figura 41,

26 63 Punto de conversión común para la obtención de imágenes sísmicas de ondas convertida (ps) a partir de sísmica multicomponente al cual se le han aplicado las mismas correcciones estáticas de onda P. Como era de esperarse este apilado no muestra ningún rasgo similar al apilado de onda P ya que carece de la corrección descrita en el capítulo 6 y no se ha agrupado por punto común de conversión CCP. Figura 41. Apilado onda P usando la secuencia de onda P Secuencia de procesamiento onda PS Añadiendo modificaciones a la secuencia de procesado de onda P en lo que compete al punto medio común mediante el cálculo del punto de conversión basado en la información obtenida del campo de velocidades y el apilado de onda P se puede reagrupar las traza por punto común de conversión y construir un nuevo campo de velocidad y de correcciones estáticas de refracción que den una imagen sísmica coherente sentido geológico, estos planteamientos fueron propuestos por TESSMER & et al. (1990). Una propuesta de secuencia de proceso se puede observar en la figura 42, implementando los cambios mencionados anteriormente.