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    Clase 21 - Sismica - Interpretacion

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    katherine valdebenito
    Este documento describe los principios y métodos de la geofísica sísmica aplicada a la ingeniería geológica. Explica cómo se miden las velocidades sísmicas y se adquieren datos usando fuentes sísmicas y sensores. Luego, detalla diversos procesos de tratamiento de datos como stacking, migración y correcciones para mejorar las imágenes sísmicas. Finalmente, resume métodos de interpretación como refracción, reflexión y modelación sísmica para caracterizar las propiedades del subsuelo.

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    Clase 21 - Sismica - Interpretacion

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    katherine valdebenito
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    Este documento describe los principios y métodos de la geofísica sísmica aplicada a la ingeniería geológica. Explica cómo se miden las velocidades sísmicas y se adquieren datos usando fuentes sísmicas y sensores. Luego, detalla diversos procesos de tratamiento de datos como stacking, migración y correcciones para mejorar las imágenes sísmicas. Finalmente, resume métodos de interpretación como refracción, reflexión y modelación sísmica para caracterizar las propiedades del subsuelo.

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    Este documento describe los principios y métodos de la geofísica sísmica aplicada a la ingeniería geológica. Explica cómo se miden las velocidades sísmicas y se adquieren datos usando fuentes sísmicas y sensores. Luego, detalla diversos procesos de tratamiento de datos como stacking, migración y correcciones para mejorar las imágenes sísmicas. Finalmente, resume métodos de interpretación como refracción, reflexión y modelación sísmica para caracterizar las propiedades del subsuelo.

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    Geofísica Aplicada

    para Ingeniería Geológica

    Alejandra Muñoz Jensen


    Universidad Católica
    Parámetros Sísmicos
    • Parámetros de Lamé, Módulos de Cizalle,
    Young, Poisson, Compresibilidad.
    • Propiedades de las rocas: Densidad,
    Temperatura, Presión, Edad, Porosidad.
    • Velocidades Sísmicas: de Onda P (𝑣𝑃 ), de
    Onda S (𝑣𝑆 ).
    • Metodologías: Refracción y Reflexión.
    Método Sísmico
    Equipo necesario para realizar mediciones:
    • Fuente sísmica: martillo, pesa, pistones de
    presión o explosivos.
    • Sensores que detecten las ondas vibratorias:
    geófonos o hidrófonos.
    • Sistemas de adquisición y almacenaje de datos
    en varios canales (arreglo de geófonos) y en
    varias frecuencias.
    Tratamiento de Datos
    Teóricamente, cuando un
    pulso mecánico es enviado a
    través de un medio
    estratificado, éste será
    reflejado según la función de
    reflectividad que presente el
    subsuelo. La suma de todos
    estos pulsos de respuesta
    definen la Traza Sísmica.
    Tratamiento de datos
    • Procesos de Stacking: considera la superposición
    de trazas para distintos shots o localizaciones de
    la fuente.
    • Reagrupamiento de datos
    en CMP (Common
    midpoint): Sumando los
    datos grabados en sensores
    correspondientes a distancias
    iguales a un punto medio, se
    mejora la señal obtenida.
    Tratamiento de Datos
    • Migración sísmica:
    relocalización geométrica
    del evento sísmico tanto
    en tiempo como en
    espacio, proyectando los
    parámetros en superficie
    hacia el subsuelo.
    Tratamiento de Datos
    • Correcciones Estáticas: de Elevación y Erosión,
    basadas en el supuesto de que justo bajo la
    fuente la reflexión es prácticamente vertical.
    Tratamiento de Datos
    • Correcciones Dinámicas: de Tiempo y
    Velocidad, equivalente numéricamente al
    procedimiento NMO, son aplicadas a cada
    traza sísmica en una ventana de tiempo
    determinada para producir un espectro de
    velocidades;
    Tratamiento de Datos
    • Esto entrega una
    velocidad promedio
    (Stacking) en función
    del tiempo de
    reflexión, la que
    removerá el efecto
    causado por los
    procesos de NMO
    2
    𝑥
    𝑡 2 = 𝑡0 2 + 2
    𝑉𝑠𝑡
    Tratamiento de Datos
    • Filtros: Frecuencia, Deconvolución, Velocidad.
    • El filtrado se utiliza para mejorar la Razón
    Señal-Ruido (SNR) y para aumentar la
    resolución vertical de las trazas sísmicas.
    • Filtro de Frecuencia: FFT
    • Filtro de Deconvolución: suponiendo que la
    traza sísmica 𝑥𝑘 es el resultado de la relación
    entre una onda inicial 𝑤𝑘 y el coeficiente de
    reflexión vertical 𝑟𝑘 del suelo,
    Tratamiento de Datos
    • Esta relación puede expresarse
    𝑟𝑘 ∗ 𝑤𝑘 = 𝑥𝑘
    • Entonces, es posible definir una función filtro
    𝑖𝑘 tal que:
    𝑖𝑘 ∗ 𝑥𝑘 = 𝑟𝑘 y 𝑖𝑘 ∗ 𝑤𝑘 = 𝑑𝑘
    donde 𝑑𝑘 es una función pulso.
    • La función filtro puede optimizarse a través de
    procesos de minimización de error y aplicarse
    a todo el resultado sísmico.
    Tratamiento de Datos
    • Filtro de Velocidad: eliminación de ruido
    coherente causado por efecto de inclinación,
    utilizando la velocidad aparente como criterio
    de selección de trazas.
    • Como 𝑣𝑎 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛 𝛼 y 𝑓 = 𝑣𝑎 𝑘𝑎 , un gráfico
    de frecuencia vs. longitud de onda aparente
    determina la velocidad aparente con la que es
    necesario filtrar.
    Filtro de Frecuencias en distintas bandas
    Filtro de Deconvolución
    Predictiva
    Filtro de Velocidades
    a través de la razón
    𝑓 − 𝑘.
    Modelación
    • Modelación Inversa
    Modelación
    • Modelación Directa
    Modelación
    • Correlación con datos constrain de nivel 1
    Métodos de Interpretación
    • Sísmica de Refracción:
    – Método Suma-resta (plus-minus): cálculo de
    tiempo de retraso y profundidad de capas
    superficiales a través de la suma y resta de las
    expresiones para los tiempos de llegada de
    distintos shots en distintos sensores.
    – Método Recíproco Generalizado (GRM):
    Combinación de las expresiones para los rayos
    sísmicos directo y reverso en una distancia media
    común con el objetivo de determinar la
    profundidad de la capa refractora.
    Método de Seguimiento de rayos (ray-tracing):
    construcción gráfica del camino de las trazas sísmicas a
    través de las diferentes capas refractoras.
    Métodos de Interpretación
    • Sísmica de Reflexión:
    – Análisis Estructural: estudio de la geometría
    reflectante basado en los tiempos de reflexión.
    – Estratigrafía Sísmica: análisis de las secuencias de
    reflexión basado en las posiciones de las
    expresiones litológicas distintivas.
    – Modelación Sísmica: construcción de perfiles
    sísmicos y generación de sismogramas sintéticos.
    – Análisis de Atributos Sísmicos: análisis de las
    amplitudes de la onda sísmica.
    Modelación Sísmica: Construcción de un Sismograma sintético.
    Limitaciones
    • Velocidad Aparente.
    • Coexistencia de ondas sísmicas de cuerpo con
    superficiales.
    • Anisotropía: velocidades horizontales
    (medidas) vs. velocidades verticales (usadas
    en los cálculos de profundidad).
    • Distorsiones Geométricas.
    Ejemplo de Distorsión Geométrica. La Falla, ubicada en BB,
    presenta una imagen sísmica en AA debido a la geometría
    asumida vertical de los raypath. En C se forman patrones de
    difracción generados por la falla.
    Continuará…

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