Sismología de reflexión


La sismología de reflexión (o reflexión sísmica ) es un método de exploración geofísica que utiliza los principios de la sismología para estimar las propiedades del subsuelo de la Tierra a partir de ondas sísmicas reflejadas . El método requiere una fuente de energía sísmica controlada , como dinamita o explosión Tovex , una pistola de aire especializada o un vibrador sísmico. La sismología de reflexión es similar al sonar y la ecolocalización . Este artículo trata sobre estudios sísmicos de superficie; para perfiles sísmicos verticales, consulte VSP .

Los reflejos y refracciones de ondas sísmicas en interfaces geológicas dentro de la Tierra se observaron por primera vez en registros de ondas sísmicas generadas por terremotos. El modelo básico del interior profundo de la Tierra se basa en observaciones de ondas sísmicas generadas por terremotos transmitidas a través del interior de la Tierra (por ejemplo, Mohorovičić, 1910). [1] El uso de ondas sísmicas generadas por humanos para mapear en detalle la geología de los pocos kilómetros superiores de la corteza terrestre siguió poco después y se ha desarrollado principalmente debido a empresas comerciales, en particular la industria del petróleo.

La exploración de reflexión sísmica surgió del método de exploración de refracción sísmica , que se utilizó para encontrar petróleo asociado con domos de sal . [2] Ludger Mintrop , un topógrafo de minas alemán, ideó un sismógrafo mecánico en 1914 que utilizó con éxito para detectar domos de sal en Alemania. Solicitó una patente alemana en 1919 que fue emitida en 1926. En 1921 fundó la empresa Seismos, que fue contratada para realizar exploración sísmica en Texas y México, resultando en el primer descubrimiento comercial de petróleo utilizando el método sísmico de refracción en 1924. [3]El descubrimiento de 1924 del domo de sal de Orchard en Texas provocó un auge en la exploración de refracción sísmica a lo largo de la costa del Golfo, pero en 1930 el método había llevado al descubrimiento de la mayoría de los domos de Louann Salt poco profundos , y el método sísmico de refracción se desvaneció. [2]

El inventor canadiense Reginald Fessenden fue el primero en concebir el uso de ondas sísmicas reflejadas para inferir geología. Su trabajo se centró inicialmente en la propagación de ondas acústicas en el agua, motivado por el hundimiento del Titanic por un iceberg en 1912. También trabajó en métodos de detección de submarinos durante la Primera Guerra Mundial . Solicitó la primera patente sobre un método de exploración sísmica en 1914, que se emitió en 1917. Debido a la guerra, no pudo continuar con la idea. John Clarence Karcher descubrió reflejos sísmicos de forma independiente mientras trabajaba para la Oficina de Normas de los Estados Unidos (ahora Instituto Nacional de Normas y Tecnología) sobre métodos de medición del sonido para detectar artillería . Al conversar con colegas, surgió la idea de que estas reflexiones podrían ayudar en la exploración de petróleo . Junto con varios otros, muchos de ellos afiliados a la Universidad de Oklahoma , Karcher ayudó a formar la Compañía de Ingeniería Geológica , incorporada en Oklahoma en abril de 1920. Las primeras pruebas de campo se llevaron a cabo cerca de la ciudad de Oklahoma, Oklahoma en 1921.

La sismología de reflexión temprana fue vista con escepticismo por muchos en la industria petrolera. Uno de los primeros defensores del método comentó:


Datos de reflexión sísmica
Contornos de reflexión sísmica
Pruebas sísmicas en 1940
La onda P se refleja en una interfaz con una incidencia normal
Diagrama que muestra las conversiones de modo que ocurren cuando una onda P se refleja en una interfaz con una incidencia anormal
Fuentes de ruido en un registro sísmico. Arriba a la izquierda: onda de aire; arriba a la derecha: onda de cabeza; abajo a la izquierda: onda de superficie; abajo a la derecha: múltiple.
Diagrama de equipo utilizado para levantamientos sísmicos marinos
Campamento sísmico de tierras desérticas
Línea receptora en una tripulación de tierra desértica con camión registrador
Buque de prospección sísmica R / V Western Legend
Levantamiento sísmico marino utilizando un cable espantapájaros remolcado
Vista en planta de encuestas NATS y MAZ
Vista en planta de una encuesta WATS / WAZ
Datos sísmicos recopilados por el USGS en el Golfo de México
Buque de apoyo sísmico
Serpentina marina litton de 3 km
Cuerdas de pistola Litton LP (fuente de energía)
Los levantamientos de nodos grandes pueden crear un requisito importante para áreas de almacenamiento seguras y con buenos servicios