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GEOFÍSICA
Exploración Sísmica
CONTENIDO
Métodos de Exploración Sísmica
Tomografía de Refracción Sísmica.………………… 4
Sísmica de Reflexión ………………………..…………... 5
Análisis de Ondas Superficiales (MASW-ReMi). 6
Sísmica Pasiva...……………………………………………. 8
Aplicaciones
Clasificación mecánica de suelos (Norma NSR10)……………………………………………………………
Clasificación mecánica de rocas para
construcción de túneles……………………..……..
Exploración minera y de hidrocarburos……….
Monitoreo de sismicidad natural o inducida
(e.g. fracturamiento hidráulico, inyección de
agua residual, voladuras)………..…………..….…
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10
12
13
Equipos de Adquisición Sísmica GMAS
Wireless Seismic RT-1000..………………………….… 14
Wireless Seismic System 2 3C…................................ 15
Adquisición de Registros Sísmicos………………… 16
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Métodos de Exploración Sísmica
TOMOGRAFÍA DE REFRACCIÓN SÍSMICA
Secuencia de Procesamiento
1. Picado de primeros arribos
2. Modelo Inicial de Velocidades
4
3. Trazado de Rayos de Ondas Refractadas
4. Perfil de velocidades de onda P (en m/s)
Métodos de Exploración Sísmica
SÍSMICA DE REFLEXIÓN
Apilado por Punto Medio Común (CMP)
Secuencia de
Procesamiento
1. Definición de geometría
(headers)
2. Ganancia geométrica y AGC
3. Filtro pasabanda
4. Picado de onda de
refracción y muting
5. Correcciones estáticas
Datum y Vel. Reemplazamiento
6. Deconvolución predictiva
7. Reordenamiento de Trazas
por Punto Medio Común (CMP)
y Offset
8. Análisis de Velocidad
9. Corrección de Tiempo Normal
(NMO)
10. Apilado
Sísmica 2D apilada por punto medio común (CMP), com correcciones
estáticas de elevación del terreno y cubrimiento de CMP
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Métodos de Exploración Sísmica
ANÁLISIS DE ONDAS SUPERFICIALES (MASW-REMI)
Análisis de Dispersión de Ondas Superficiales e Inversión 1D
Curva de dispersión extraída de la imagen armónica de un registro sísmico.
Modelo del subsuelo 1D obtenido mediante la inversión de
una curva de dispersión. En la figura se muestran los perfiles
de Vs y velocidad de fase; los perfiles de Vp, relación de
Poisson y densidad también son calculados.
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Métodos de Exploración Sísmica
ANÁLISIS DE ONDAS SUPERFICIALES (MASW-REMI)
Perfiles 2D a partir de múltiples perfiles 1D
(a)
(b)
(c)
(d)
Modelo del subsuelo 2D obtenido mediante MASW. (a) Perfil de Vp en m/s, (b)
perfil de Vs en m/s, (c) perfil de densidad en g/cc, y (d) perfil de Vp/Vs.
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Métodos de Exploración Sísmica
SÍSMICA PASIVA
Registro sísmico de un terremoto profundo
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Sismicidad regional en Colombia
Aplicaciones
CLASIFICACIÓN MECÁNICA DE SUELOS (Norma NSR-10)
•
NORMATIVA APLICABLE
International Building Code 2000 y
posteriores (Criterio Vs30m)
•
Reglamento Colombiano de Construcción
Sismo Resistente NSR-10
NSR-10 Tabla A.2.4-1
Rodríguez-Pradilla, G. (2015). Applications of shallow seismic exploration
methods for mechanical characterization of soil and rock bodies in
engineering project sites in Colombia. The Leading Edge, 166-168.
http://dx.doi.org/10.1190/tle34020166.1.
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Aplicaciones
CLASIFICACIÓN MECÁNICA DE ROCAS PARA
CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES
El método noruego de diseño y construcción de túneles se basa en
la clasificación de macizos rocosos a partir del cálculo del factor de
calidad de roca Q (Barton, 1996). Este factor de calidad Q puede ser
calculado a partir de las mediciones de calidad de roca (RQD)
realizadas en sondeos, o a partir de mediciones de velocidad de
onda P con la siguiente expresión:
Vp = log Q + 3.5 (km/s)
Donde Vp es la velocidad de onda P en kilómetros por segundo.
Relación de la velocidad de onda P, calidad de roca, y módulo de
deformación de un macizo rocoso (Barton, 1996).
Tabla de diseño de refuerzo estructural de túneles definido a
partir del factor de calidad de roca Q (Barton, 1996).
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Aplicaciones
CLASIFICACIÓN MECÁNICA DE ROCAS PARA
CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES
Rodríguez-Pradilla, G. (2015). Applications of shallow seismic exploration methods for mechanical characterization of soil and 11
rock bodies
in engineering project sites in Colombia. The Leading Edge, 166-168. http://dx.doi.org/10.1190/tle34020166.1.
Aplicaciones
EXPLORACIÓN MINERA Y DE HIDROCARBUROS
CORRECCIONES ESTÁTICAS PARA
PROGRAMAS SÍSMICOS DE
REFLEXIÓN 2D Y 3D
Sección transversal de parte somera del
subsuelo con los espesores de la capa de
meteorización y sub-meteorización
calculados con registros de sísmica de
refracción.
ANÁLISIS 2D Y 3D DE CUENCAS SEDIMENTARIAS
- Recopilación de información sísmica, registros de pozos,
geoquímica y petrofísica del área de estudio
- Modelamiento 2D (secciones transversales y mapas estructurales)
a partir de la información recopilada
- Modelamiento 3D para el análisis de la prospectividad de
hidrocarburos
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Aplicaciones
MONITOREO DE SISMICIDAD NATURAL O INDUCIDA
MONITOREO DE VOLADURAS
Análisis de amplitudes y de espectro de frecuencias
para cada registro sísmico, y cálculo de Velocidad
Máxima de Partícula (Peak Particle Velocity, PPV)
comparado con el límite definido en la norma USBMRI-8507.
MONITOREO DE
FRACTURAMIENTOS
HIDRÁULICOS
Izquierda: Modelo geológico del
yacimiento estimulado con la
localización de los microsismos
generados por varias etapas de
fracturamiento hidráulico.
Derecha: Análisis geomecánico del
mecanismo de falla de todos los
microsismos generados por una
etapa de fracturamiento hidráulico.
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Equipos de Adquisición Sísmica
RT 1000
Tecnología de punta, sistema inalámbrico de adquisición
sísmica valido para tierra y pantano.
•
•
•
•
Wireless Seismic RT1000, multicanal
Geófonos OYO GEOSPACE GS ONE 10 Hz
Shooter Boom Box
Fuente sísmica (explosivos y no explosivos)
POSIBILIDADES DE ARREGLOS DE ADQUISICIÓN
• Sismógrafo hasta de 60 canales
• Dos unidades de estación base
• Hasta 100 m de espaciamiento entre canales
• Intervalo de muestreo de 0.25, 0.5, 1, 2, o 4ms
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Equipos de Adquisición Sísmica
System 2 3C
Tecnología de punta, sistema inalámbrico de adquisición
sísmica multicomponente valido para tierra y pantano.
•
•
•
•
Wireless Seismic System 2, multicanal
Sistema de adquisición inalámbrico multicomponente
Geófonos OYO GEOSPACE GS ONE 3C 10 Hz
Fuente sísmica (explosivos y no explosivos)
POSIBILIDADES DE ARREGLOS DE ADQUISICIÓN
• Sismógrafo hasta de 20 canales de tres componentes
• Compatibles con los 60 canales 1C (tendidos hasta de 80
canales)
• Hasta 100 m de espaciamiento entre canales
• Intervalo de muestreo de 0.25, 0.5, 1, 2, o 4ms
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Adquisición de Registros Sísmicos
Instalación de
estaciones sísmicas
inalámbricas
Instalación de
fuentes sísmicas
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Adquisición de Registros Sísmicos
Adquisición de
registros sísmicos y
control de calidad
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