Levantamientos electromagnéticos someros

Levantamientos electromagnéticos someros
La industria de E&P habitualmente se concentra en las formaciones profundas; sin
embargo, con frecuencia, también es necesario evaluar las capas someras. Los
levantamientos electromagnéticos terrestres aportan suficiente información acerca
de esta zona a menudo compleja. Las resistividades resultantes de la interpretación
de estas capas ayudan a mapear y definir las características para aplicaciones tan
diversas como los estudios sísmicos y la delineación de acuíferos.
Mohamed Dawoud
Agencia Ambiental–Abu Dhabi
Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos
Stephen Hallinan
Milán, Italia
Rolf Herrmann
Abu Dhabi
Frank van Kleef
Dubai Petroleum Establishment
Dubai, Emiratos Árabes Unidos
Traducción del artículo publicado en inglés en Oilfield
Review Spring 2009: 21, no. 1.
Copyright © 2009 Schlumberger.
Por su colaboración en la preparación de este artículo,
se agradece a Marcus Ganz, Houston.
1. El principio que describe el campo magnético cambiante
es la ley de inducción de Faraday. La inclusión del signo
de la corriente inducida corresponde a la ley de Lenz.
El principio contrario, que incluye una corriente o un
campo eléctrico cambiante, es la ley de Ampère. Estas
leyes se incluyen en las ecuaciones de Maxwell.
20
La región cercana a la superficie terrestre conlleva
cierto grado de complejidad como resultado de la
acción dinámica del viento, el agua y otras fuerzas de la naturaleza. En esas primeras decenas de
metros que se encuentran por debajo de la superficie, el material detrítico mezclado proveniente
de la meteorización es sepultado gradualmente.
La resistividad de las capas cercanas a la superficie, al igual que las que yacen por debajo, varía
de acuerdo con sus composiciones mineralógicas
y de los fluidos alojados en el espacio poroso.
Esta variación de la resistividad posibilita la
investigación de dichas capas, utilizando levantamientos electromagnéticos (EM).
A menudo, los levantamientos se efectúan empleando una fuente artificial de radiación EM, en
lugar de la radiación magnetotelúrica (MT) que
resulta de la interacción del viento solar con la
magnetosfera de la Tierra. Existen dos métodos
generales de medición electromagnética con
fuente controlada (CSEM), para generar la señal
y detectar la respuesta en la superficie terrestre.
El método con fuente conectada a tierra requiere que los electrodos emisores y receptores sean
sepultados y queden en contacto eléctrico con
la tierra. El método con fuente inductiva utiliza
un circuito cerrado de corriente emitido sobre
la superficie para inducir un campo magnético
variable, y el mismo u otro circuito cerrado para
detectar la señal de respuesta.
El método con fuente conectada a tierra
es eficiente y sensible a las capas resistivas
horizontales porque el campo eléctrico posee
una componente vertical. Los receptores conectados a tierra miden el campo eléctrico de
respuesta; los campos magnéticos de respuesta también se miden para proveer un control
durante el modelado. No obstante, en tierra,
las condiciones someras deben ser adecuadas
para crear y mantener el contacto eléctrico.
Este requisito previo excluye la aplicación práctica de este método en dunas áridas de gran
extensión, donde los granos de arena no son
conductores. Pero en ciertas zonas, el contacto puede mejorarse mediante la perforación de
pozos someros para los electrodos emisores y
receptores, y el humedecimiento del suelo a medida que se rellena el pozo. La investigación más
profunda de la corteza terrestre requiere fuentes
de corriente más intensas, entre otros factores, y
las altas resistencias de contacto presentes en la
superficie terrestre implican la necesidad de sistemas de alto voltaje para conducir esa corriente.
El método con fuente inductiva no requiere
contacto eléctrico ya que el circuito cerrado de
corriente genera un campo magnético a través
de una señal variable con el tiempo. Este campo
genera un campo eléctrico de respuesta pero,
dado que el campo eléctrico es en gran medida
horizontal, el proceso no es tan eficiente para
Oilfield Review
representar con imágenes las capas horizontales
resistivas de hidrocarburos como la inyección
directa de corriente utilizando el método con
fuente conectada a tierra. Nuevamente en este
caso, tanto el campo de respuesta eléctrico
como el campo de respuesta magnético, pueden
medirse utilizando la técnica con fuente inductiva.
Las bobinas para los circuitos cerrados de
corriente son cuadradas y, para la investigación
poco profunda oscilan entre aproximadamente 10
y 300 m [30 y 1,000 pies] de lado. Para la investigación más profunda, pero de baja resolución, se han
utilizado circuitos cerrados mucho más grandes.
Un artículo complementario (véase “Sondeos
electromagnéticos para la exploración de petróleo y gas,” página 4) describe la física básica de
la interacción EM con la corteza terrestre y analiza los estudios EM marinos. Además, cubre las
mediciones MT en detalle, porque los objetivos
de esos estudios son similares para los ambientes
terrestres y marinos. Este artículo se centra en las
investigaciones que utilizan el método con circuito
cerrado inductivo para la generación de imágenes
de la región cercana a la superficie, que se ilustra
con dos casos de WesternGeco provenientes de los
Emiratos Árabes Unidos. En un estudio se mapeó
un acuífero en Abu Dhabi para un proyecto de
almacenamiento de agua. El segundo determinó
las variaciones de resistividad cerca de la superficie en las dunas de arena de Dubai, proveyendo
información valiosa para efectuar correcciones
estáticas en un levantamiento sísmico del área.
>Circuitos cerrados de inducción. Una corriente
alterna que pasa a través de un conjunto de
bobinas (azul) induce un campo magnético
cíclico. Cuando este campo atraviesa un segundo
conjunto de bobinas (rojo), induce una corriente
cíclica en ese circuito. Por consiguiente, la
energía pasa de un circuito a otro sin un contacto
eléctrico directo. Ésta es la base para un
transformador, que es un dispositivo que convierte
un voltaje de entrada en un voltaje de salida
diferente mediante la provisión de números de
circuitos cerrados diferentes en las dos bobinas.
Volumen 21, no. 1
Apilamiento de secuencias de tiempo
Las ecuaciones de Maxwell describen la física
básica de la interacción que existe entre los
campos eléctricos y magnéticos en un circuito
cerrado de corriente que cambia con el tiempo.
Un circuito cerrado de corriente genera un campo
magnético. Si la corriente cambia, el campo
inducido también cambia. Lo opuesto también es
cierto: si se cambia el flujo de un campo magnético dentro de un circuito cerrado se induce una
corriente cambiante.1 Una forma simple de generar esa corriente consiste en desplazar un imán
en dirección hacia un circuito cerrado alámbrico
o alejarlo de éste. El movimiento cambia el flujo
que atraviesa el circuito cerrado, induciendo
una corriente. Esta corriente induce un campo
magnético de respuesta orientado para contraponerse al cambio de flujo a través del circuito
cerrado, causado por el movimiento del imán.
Para que se produzca este efecto no es necesario un imán real. Una bobina con una corriente impuesta, variable con el tiempo, produce
como respuesta un campo magnético variable
con el tiempo. Se induce corriente en una segunda bobina, instalada suficientemente cerca,
para experimentar el cambio de flujo. Ésta es la
configuración de un transformador (izquierda).
La energía pasa de un circuito a otro a través del
LAND EM_OPENER
campo magnético
cambiante.
21
Tiempo tipo rampa
Tiempo de
activación
Tiempo de
interrupción
Tiempo tipo
rampa
Tiempo de
activación
Un método que utiliza una medición inductiva
para evaluar la región cercana a la superficie es un
levantamiento electromagnético en el dominio del
tiempo (TDEM). Un circuito cerrado de alambre,
instalado en un cuadrado de la superficie terrestre,
actúa como la primera bobina y el segundo circuito
cerrado se forma en las formaciones conductoras de
la corteza terrestre propiamente dicha. El campo
magnético primario del circuito cerrado transmisor genera corrientes horizontales, denominadas
corrientes parásitas, inmediatamente por debajo
del circuito cerrado. Estas corrientes inducen un
campo de respuesta que puede ser detectado en
un circuito cerrado receptor de superficie, pero
este campo también viaja a mayor distancia dentro del subsuelo, generando circuitos cerrados de
corriente parásita progresivamente más débiles
con radios más grandes y campos de respuesta
más pequeños (abajo).2
Los circuitos cerrados de transmisión y recepción pueden ser la misma bobina alámbrica, si
se aplica una secuencia de tiempo adecuada
de pasos de corriente, o bobinas coaxiales pero
independientes en una configuración típica.
En todos los levantamientos TDEM con circuitos
cerrados inductivos, la secuencia de tiempo
comienza activando la corriente según un valor
constante de corriente continua (CC). Luego
transcurre un tiempo suficiente como para que
decaigan las respuestas transitorias en el subsuelo.
A continuación, los componentes electrónicos
interrumpen la corriente en una rampa rápida
y controlada, induciendo una fuerza electromotriz conocida en la zona inmediata del subsuelo.
La fuerza electromotriz transitoria genera
corrientes parásitas, produciendo un campo
magnético secundario que decae con el tiempo.
El campo secundario es detectado por la bobina
receptora. Después de transcurrido un tiempo
suficiente, la secuencia se repite con la polaridad
opuesta. El apilamiento de muchas respuestas
reiteradas mejora la relación señal-ruido.
Baterías y componentes
electrónicos de la señal
Corriente de transmisión y
campo magnético primario
Circuito cerrado de corriente emisora
Período de
medición
Fuerza electromotriz inducida,
en las capas conductoras cercanas
Corrientes parásitas
inducidas por el
cambio del campo
Profundidad
Campo magnético de respuesta
inducido por las corrientes parásitas
Voltaje de la bobina de recepción a
partir del campo magnético de respuesta
Tiempo
Campo
magnético
secundario
Corrientes
parásitas en
tiempos más
tardíos
>Método inductivo TDEM. Se coloca un circuito cerrado cuadrado grande sobre la superficie en
el sitio del sondeo (extremo superior derecho). El pasaje de un pulso de corriente a través de este
circuito cerrado genera el campo magnético primario. Este campo induce un circuito cerrado de
corriente parásita secundaria en el terreno, como describe la ley de Faraday (centro, a la derecha).
Esta corriente secundaria induce un campo magnético de respuesta, que puede ser registrado por
un circuito cerrado receptor en la superficie. En este caso, el mismo circuito cerrado se utiliza como
fuente y como receptor. El campo primario decae con la profundidad de penetración en el terreno,
generando campos de respuesta a cada profundidad subsiguiente (extremo inferior derecho).
También se muestra la sincronización de las señales y de los campos de respuesta (izquierda).
22
Conforme las corrientes parásitas penetran
cada vez más en el subsuelo, el campo de respuesta contiene información de resistividad de
las capas más profundas. Fundamentalmente, la
variación de la resistividad con la profundidad
determina la tasa de decaimiento de la respuesta
transitoria; la conductividad más alta se traduce
en un decaimiento más lento. La inversión de los
datos apilados de un sondeo TDEM revela la distribución de la resistividad en la región cercana
a la superficie.
Las señales medidas son muy pequeñas, de
manera que en los levantamientos terrestres se
debe considerar, y evitar si es posible, cualquier
fuente de ruido. Los trenes eléctricos, las líneas
de energía eléctrica, las cercas eléctricas, los
cables sepultados de servicios públicos, las líneas
de conducción y las bombas de agua distorsionan
la medición local; las variaciones grandes de
temperatura y el viento inciden en la estabilidad;
y las variaciones producidas en la humedad del
suelo y la permeabilidad afectan la uniformidad.3
El método TDEM comúnmente no se utiliza en
forma directa en la exploración de petróleo y gas,
aunque resulta de utilidad para la evaluación de
las correcciones estáticas de superficie para los
estudios sísmicos. Pero sí se aplica ampliamente
a las actividades de exploración de la industria
minera, empleando tanto fuentes terrestres
como aéreas. Además, es una herramienta para
el manejo del medio ambiente y de los recursos
hídricos, como se demuestra en el primero de los
siguientes estudios de casos de Medio Oriente.
Sondeos para el almacenamiento de agua
Una aplicación EM terrestre reciente ayudó a
localizar sitios potenciales para el almacenamiento de agua en los Emiratos Árabes Unidos.4
La Agencia Ambiental–Abu Dhabi (EAD) está
dirigiendo un estudio para que el gobierno evalúe
planes de almacenamiento de 30,000 millones
de galones británicos (galUK) [136 millones de m3,
36,000 millones de galones estadounidenses
(galEUA)] de agua dulce en el área noreste del
Emirato.5 El país necesita una reserva de agua
dulce para los períodos de emergencia y para
satisfacer los picos de la demanda estival. El agua
para este proyecto de almacenamiento y recuperación en acuíferos (ASR) será transportada por
acueducto desde una planta de desalinización de
agua situada en el Emirato de Fujairah.
La EAD contrató a Schlumberger para identificar y probar un sitio ASR potencial, lo cual
implicó la definición de la zona de almacenamiento subterránea y de las formaciones
adyacentes, el espesor del acuífero y los parámetros hidráulicos relacionados.
Oilfield Review
Schlumberger seleccionó un sitio preferido y
construyó tres pozos piloto que fueron probados
para determinar el potencial del acuífero.
Los estudios geológicos del área indicaron
que las fallas profundas habían sido reactivadas
en el período Terciario Tardío por el desplazamiento de la Península Arábiga, en dirección
hacia el noreste, generando una serie de fallas
intensamente plegadas. La capa suprayacente
de sedimentos del Período Cuaternario, consistente de arenas eólicas y tierra de aluviones,
fue depositada principalmente a lo largo de las
fallas reactivadas y en los sinclinales que se
encuentran entre dichas fallas, transmitiendo
un sesgo direccional al espesor sedimentario.
La direccionalidad puede incidir en el flujo de
agua subterránea, creando para el flujo un trayecto preferencial paralelo a la estructura.
Schlumberger evaluó esta estructura geológica en el año 2006, durante los períodos de
perforación, adquisición de registros y ejecución
de pruebas. Los registros de los pozos piloto
indicaron la existencia de un contraste de resistividad entre el acuífero de arena y grava, al
que se apuntaba como objetivo, y la capa infrayacente rica en contenido de arcilla. Dado que
los datos TDEM resultan útiles para la caracterización de acuíferos, la evaluación del sitio ASR
incluyó un levantamiento para definir el alcance
lateral del acuífero; necesario para computar el
volumen potencial de almacenamiento de agua.
En un levantamiento en el dominio del tiempo, la
resistividad aparente de las formaciones infrayacentes se determina por la variación en el tiempo
de los campos eléctricos y magnéticos de respuesta. Para el estudio ASR, se utilizó el mismo
conjunto de bobinas colocadas en la superficie
tanto para los circuitos cerrados de corriente
como para los circuitos cerrados receptores.
El levantamiento cubrió un área de 6 por 7 km
[3.7 por 4.4 mi].
Mediante un proceso de inversión Occam 1D,
en cada receptor, se obtuvo información de resistividad para la construcción de un modelo 3D.6
La profundidad máxima derivada del proceso
2. Nabighian MS: “Quasi-Static Transient Response of a
Conducting Half-Space—An Approximate Representation,”
Geophysics 44, no. 10 (Octubre de 1979): 1700–1705.
3. Constable SC, Orange AS, Hoversten GM y Morrison HF:
“Marine Magnetotellurics for Petroleum Exploration,
Part I: A Sea-Floor Equipment System,” Geophysics 63, no. 3
(Mayo–Junio de 1998): 816–825.
4. Para obtener más información sobre operaciones de
almacenamiento de agua, consulte: Black B, Dawoud M,
Herrmann R, Largeau D, Maliva R y Will B: “El manejo de
un recurso precioso,” Oilfield Review 20, no. 2 (Otoño de
2008): 18–33.
5. Un galón imperial o inglés equivale a 1 galUK.
6. Una inversión de Occam es una inversión suave que no
predefine el número de capas.
Volumen 21, no. 1
de inversión fue alrededor de 250 m [820 pies].
Los registros de resistividad de los tres pozos se compararon con los resultados del proceso de inversión
en las localizaciones de sondeo adyacentes (abajo).
Sondeo S049
Prof., m
Resistividad TDEM
ohm.m 100
1
Pozo SWS17
1
Resistividad
obtenida
del registro
ohm.m 100
Sondeo S071
Resistividad TDEM
ohm.m 100 1
1
El tope del intervalo arcilloso infrayacente es claro
en la porción este del área del levantamiento; sin
embargo, resulta menos obvio en la porción oeste.
Pozo SWS15
Resistividad
obtenida
del registro
ohm.m 100
Sondeo S013
Resistividad TDEM
ohm.m 100 1
1
Pozo SWS16
Resistividad
obtenida
del registro
ohm.m 100 Depth, m
–280
–280
–270
–270
–260
–260
–250
–250
Capa freática
–240
Capa freática
Capa freática
–240
Base del acuífero
–230
–230
Base del acuífero
–220
–220
–210
–210
Base del acuífero
–200
–200
–190
–190
> Comparación de los sondeos TDEM con los perfiles de resistividad de los pozos registrados. Las
mediciones de resistividad TDEM, obtenidas de los sondeos, se correlacionan en forma estrecha
con los registros de resistividad de los pozos adyacentes. Los sondeos S049 y S013, muestran una
correlación razonable para el contacto entre el acuífero y el intervalo rico en contenido de arcilla que
se encuentra debajo (violeta). Esto sucede con la mayor parte de los otros sondeos de la porción este
del área investigada. El contraste no es tan claro en S071, donde el intervalo inferior más resistivo
no provee suficiente contraste para la medición TDEM. Esta tendencia se mantiene para la mayoría
de los sondeos efectuados en la porción oeste del levantamiento. El tope de la capa freática (línea
azul de guiones) fue determinado de un mapa de la profundidad del agua, mediante un proceso de
interpolación entre los pozos del área.
LAND EM_FIGURE 23
23
2 km
80 m
2 km
N
> Discontinuidad en la resistividad en la base de un acuífero. La discontinuidad es una banda con
una resistividad que varía entre 15 y 20 ohm.m (amarillo y verde), que contrasta con la resistividad
de 1 a 10 ohm.m (azul y violeta) presente en otras partes del cubo de resistividad. La resistividad
de la arcilla, en la base del acuífero (violeta) al este de la discontinuidad, es menor que la del
oeste. Esta discontinuidad se alinea aproximadamente con una falla de cabalgamiento (tostado),
que fue identificada a unos 3,000 m [9,800 pies] mediante una interpretación sísmica. Los estudios
de afloramientos efectuados al sur del área del levantamiento (que no muestra aquí) sustentan la
expresión superficial de la falla que se encuentra levemente al oeste de la interpretación sísmica
más profunda, y esas observaciones son consistentes con la localización de la discontinuidad en
la resistividad en la zona cercana a la superficie. Se muestran además el eje del sinclinal (azul),
obtenido de la interpretación sísmica, otra falla de cabalgamiento (púrpura) y algunos pozos.
(Líneas sísmicas adaptadas de Woodward y Al-Jeelani, referencia 7.)
Los datos TDEM muestran claramente una
discontinuidad en la distribución de la resistividad en el intervalo arcilloso (arriba). También
se observa una diferencia en la resistividad,
entre los compartimentos este y oeste; la porción
oeste exhibe una resistividad significativamente
mayor a una profundidad dada. La anomalía se
alinea con una falla de cabalgamiento mapeada
con datos sísmicos.7 La interpretación sísmica se
basó en un levantamiento ejecutado a comienzos
de la década de 1980 y fue reprocesado en 1992
para destacar las estructuras someras.
Se prevé que los intervalos someros, ubicados por encima de la anomalía, mostrarán cierta
complejidad estructural. Estos intervalos exhiben variaciones rápidas en el espesor saturado y
posible falta de espesor saturado en ciertas áreas.
En el lado
LAND EM_FIGURE
24 este de la discontinuidad, el alcance
horizontal del espesor saturado se adecua para
la implementación de una unidad ASR. La parte
oeste de la discontinuidad muestra cierto potencial; sin embargo, el riesgo que plantea es mayor:
la interpretación en dicha área posee un grado
mayor de incertidumbre debido al pobre contraste de resistividad entre las arenas saturadas
y la arcilla infrayacente. La discontinuidad de
la formación arcillosa no debería considerarse
> Terreno desértico en el sitio ASR. El cable
como una barrera hidráulica completa en la capa
azul forma parte de un circuito cerrado del
del acuífero más somero. Se considera que los
sondeo TDEM. La construcción aloja una bomba
paleocanales o las fallas por desgarramiento—
sumergible y un tanque de agua para los pozos
aquellas fallas cuyo rumbo es perpendicular a la
cercanos (casquetes azules) del proyecto ASR.
24
falla de sobrecabalgamiento—constituyen trayectos preferenciales de flujo de este a oeste, a lo
largo de la línea de la discontinuidad.
Este estudio TDEM indica que en este sitio se
pueden almacenar unos 4,000 millones de galUK
[18 millones de m3, 4,800 millones de galEUA] de
agua, lo cual le confiere una capacidad de producción diaria de más de 20 millones de galUK
[91,000 m3, 24 millones de galEUA] durante 200 días
continuos.
Mapeo de las dunas
Dentro del mismo ambiente regional que el del
sitio destinado al almacenamiento de agua, se
efectuó un levantamiento sísmico 2D para Dubai
Petroleum Establishment (DPE). En esta zona se
encuentra la misma capa de arcilla que forma la
base del acuífero del sitio destinado al almacenamiento; esta capa constituye un marcador para
la base de la capa superficial meteorizada. La
profundidad de la arcilla varía a través del área
del levantamiento, y las líneas de dunas agregan
cierto grado de variación local a la profundidad
de la capa meteorizada. Las dunas de arena generalmente exhiben una baja velocidad sísmica, y
la definición de la variación de la velocidad y del
espesor de la capa superficial es crucial para la
obtención de una corrección estática de longitud
de onda larga para los datos sísmicos.
La brigada sísmica perforó varios pozos
someros (upholes) para registrar la velocidad de
superficie y de la capa de arcilla infrayacente.8
Los pozos someros se posicionaron típicamente
en las intersecciones de las líneas sísmicas y,
por razones prácticas, lejos de las crestas de las
dunas más altas. No obstante, esta configuración
a menudo no muestrea las variaciones cercanas a
la superficie observadas en las zonas con dunas
de arena, por lo que era conveniente un muestreo
más detallado. DPE optó por utilizar un levantamiento de resistividad TDEM para mapear el
área, puesto que resultaría económicamente
más efectivo que la perforación de más pozos
someros e impediría la ejecución de operaciones
de perforación adicionales en las dunas que son
ambientalmente sensibles.
7. Woodward DG y Al-Jeelani AH: “Application of
Reprocessed Seismic Sections from Petroleum
Exploration Surveys for Groundwater Studies, Eastern
Abu Dhabi, UAE,” artículo SPE 25538, presentado en la
Conferencia del Petróleo de Medio Oriente, Bahrain,
3 al 6 de abril de 1993.
8. Un uphole es un pozo somero utilizado con el fin de
determinar las velocidades de superficie para un
levantamiento sísmico.
9. Colombo D, Cogan M, Hallinan S, Mantovani M, Vergilio
M y Soyer W: “Near-Surface P-Velocity Modelling by
Integrated Seismic, EM, and Gravity Data: Examples from
the Middle East,” First Break 26 (Octubre de 2008): 91–102.
Oilfield Review
240
Norte
Resistividad,
ohm.m
Sur
150.0
200
92.8
UH-08
UH-09
Elevación, m
160
57.5
UH-06
35.6
22.0
120
13.6
8.4
80
5.2
40
3.2
2.0
0
4
5
6
7
8
Distancia, km
9
10
11
>Sondeos a lo largo de una línea sísmica. El proceso de interpolación entre los puntos de sondeo
arroja un modelo 2D detallado de resistividad a lo largo de una línea sísmica. El modelo abruptamente
estratificado, en cada punto de sondeo (recuadro negro relleno), se muestra como una columna
estrecha (extremo superior). Los sitios de los pozos someros (UH-09, -06, -08) contienen dominios de
velocidad constante en la capa meteorizada (punteado amarillo) de aproximadamente 1,400 m/s
[4,600 pies/s] y, en la arcilla y la caliza infrayacentes (punteado gris), de más de 2,000 m/s [6,560 pies/s].
La variación de las propiedades, tanto dentro de las dunas como en la capa inferior, es evidente a lo
largo de toda la línea sísmica (extremo inferior). La resistividad más alta de la capa inferior (extremo
sur de la línea sísmica) indica la presencia de una región relativamente pobre en contenido de arcilla.
El levantamiento comprendió 505 sitios de una sola dimensión (1D) para el análisis. Se
sondeo utilizando circuitos cerrados cuadrados aplicaron dos métodos 1D de inversión de los
de 50 m [164 pies] de lado, salvo en el caso de datos de resistividad. El primero incorporó
algunos sitios en los que se utilizaron circuitos aproximadamente 15 capas, que se extendían
cerrados cuadrados de 75 m [246 pies] de lado hasta una profundidad de 200 m [650 pies].
para lograr una penetración más profunda.9 El espesor de las capas se incrementaba logarítEl espaciamiento entre los puntos de sondeo fue, micamente con la profundidad. La resistividad
en general, alrededor de 1,000 m [3,280 pies]; fue un parámetro libre, y esta inversión dio como
se utilizó el sistema GPS para posicionar los resultado una variación suave y detallada de la
sitios. El tiempo efectivo para el decaimiento resistividad.
El ajuste detallado proporcionó un punto de
osciló entre 0.01 y 10 ms; la tasa de repetición de
LAND EM_FIGURE
MARGHAM
partida
para el segundo proceso de inversión, depulsos fue de 6.3 Hz.
Dada la naturaleza subhorizontal de la zona nominado ajuste estratificado. Éste utilizó el núde investigación, y su profundidad somera en mero mínimo de capas requerido para ajustar los
comparación con el espaciamiento entre las datos con un error cuadrático medio menor al 5%.
estaciones TDEM, se optó por el modelado El número de capas oscilaba habitualmente
de inversión de los datos de resistividad en entre dos y cinco. Los analistas seleccionaron
Volumen 21, no. 1
la definición inicial de estas capas a partir del
ajuste detallado. El modelo estratificado generó
contrastes de resistividad más intensos que el
detallado.
Los intérpretes crearon un modelo 2D con
cuadrículas de 200 m de ancho por 5 m [16 pies]
de profundidad, a lo largo de una línea sísmica.
Y utilizaron los sitios de sondeo a lo largo de la
línea sísmica para evaluar la estratificación de
superficie. Los valores de resistividad del modelo
se obtuvieron mediante un proceso de interpolación entre las inversiones suaves 1D en esos sitios
de sondeo (izquierda). El resultado es una descripción detallada de la localización de la capa
arcillosa de discontinuidad en la base de la zona
de baja velocidad. Los datos de resistividad no se
calibraron con las velocidades sísmicas.
El equipo a cargo del procesamiento sísmico
utilizó estos mapas durante la estimación de las
correcciones estáticas de superficie. Las velocidades para la zona superficial fueron interpoladas
de las mediciones de velocidad obtenidas en los
pozos someros. El enfoque TDEM proporcionó
a los intérpretes sísmicos una forma geológicamente consistente de remover los efectos de las
velocidades de la arena lateralmente variables.
El análisis de resistividad destacó además las
variaciones existentes dentro y debajo de la capa
meteorizada de baja velocidad.
Sondeos a mayor profundidad
En ambos estudios de casos se utilizaron los métodos TDEM para examinar los rasgos cercanos a la
superficie. No obstante, dado que la aplicación de
técnicas con fuentes inductivas es ineficaz para
la definición de objetivos profundos, el método no
constituye la herramienta de exploración elegida
para examinar las estructuras más profundas.
La industria está mejorando las técnicas para utilizar el método alternativo, con fuente conectada
a tierra, para inyectar corriente en el subsuelo.
La fuente para el método conectado a tierra
debe ser capaz de inyectar una corriente grande
con un voltaje que sea suficiente para superar
la resistencia de contacto en las zonas donde el
suelo está seco. Esta combinación ha resultado
difícil de lograr. El método que utiliza la inyección directa de corriente es más sensible a los
objetivos resistivos, lo cual lo hace más verosímil
que la opción con circuito cerrado inductivo para
proveer una indicación directa de la presencia de
hidrocarburos.
—MAA
25