Un sismograma sintético es el resultado del modelado directo de la respuesta sísmica de un modelo terrestre de entrada, que se define en términos de variaciones 1D, 2D o 3D en las propiedades físicas. En la exploración de hidrocarburos, esto se utiliza para proporcionar un "vínculo" entre los cambios en las propiedades de las rocas en un pozo y los datos de reflexión sísmica en la misma ubicación. También se puede utilizar para probar posibles modelos de interpretación de datos sísmicos 2D y 3D o para modelar la respuesta de la geología predicha como ayuda para planificar un estudio de reflexión sísmica. En el procesamiento de datos de reflexión y refracción de gran angular (WARR), se utilizan sismogramas sintéticos para restringir aún más los resultados de la tomografía sísmica . [1] En sismología de terremotos , los sismogramas sintéticos se utilizan para hacer coincidir los efectos predichos de un modelo de falla de origen de un terremoto en particular con los registros observados del sismómetro o para ayudar a restringir la estructura de velocidades de la Tierra. [2] Los sismogramas sintéticos se generan utilizando software geofísico especializado .
Sintéticos 1D
Los datos de reflexión sísmica inicialmente solo están disponibles en el dominio del tiempo. Para que la geología encontrada en un pozo pueda vincularse a los datos sísmicos, se genera un sismograma sintético 1D. Esto es importante para identificar el origen de los reflejos sísmicos observados en los datos sísmicos. Los datos de densidad y velocidad se miden de forma rutinaria en el pozo utilizando herramientas de registro con cable . Estos registros proporcionan datos con un intervalo de muestreo mucho menor que la resolución vertical de los datos sísmicos. Por lo tanto, los registros a menudo se promedian en intervalos para producir lo que se conoce como "registro bloqueado". [3] Esta información se usa luego para calcular la variación en la impedancia acústica en el pozo usando las ecuaciones de Zoeppritz . [4] Este registro de impedancia acústica se combina con los datos de velocidad para generar una serie de coeficientes de reflexión en el tiempo. Esta serie se convoluciona con una ondícula sísmica para producir el sismograma sintético. La ondícula sísmica de entrada se elige para que coincida lo más posible con la producida durante la adquisición sísmica original, prestando especial atención al contenido de fase y frecuencia .
Modelado sísmico 1.5D
El modelado convolucional 1D produce sismogramas que contienen aproximaciones de reflexiones primarias únicamente. Para un modelado más preciso que involucra múltiples reflexiones, ondas de cabeza, ondas guiadas y ondas superficiales, así como efectos de transmisión y dispersión geométrica, se requiere un modelado de forma de onda completa. Para los modelos elásticos 1D, el enfoque más preciso para el modelado de forma de onda completa se conoce como método de reflectividad. [5] Este método se basa en el enfoque de transformación integral, en el que el campo de onda (onda cilíndrica o esférica) se representa mediante una suma (integral) de ondas planas armónicas en el tiempo. [6] Los coeficientes de reflexión y transmisión para ondas planas individuales que se propagan en una pila de capas se pueden calcular analíticamente utilizando una variedad de métodos, como el propagador de matriz, [7] [8] [9] [10] [11] matriz global [12] o incrustación invariante. [13] Este grupo de métodos se denomina 1.5D porque la Tierra está representada por un modelo 1D (capas planas), mientras que la propagación de ondas se considera en 2D (ondas cilíndricas) o 3D (ondas esféricas).
Modelado sísmico sintético 2D
Se puede utilizar un enfoque similar para examinar la respuesta sísmica de una sección transversal geológica 2D. Esto se puede usar para observar cosas como la resolución de lechos delgados o las diferentes respuestas de varios fluidos, por ejemplo, petróleo, gas o salmuera en un posible yacimiento de arena. [14] También se puede utilizar para probar diferentes geometrías de estructuras, como diapiros de sal, para ver cuál da la mejor coincidencia con los datos sísmicos originales. Se construye una sección transversal con densidad y velocidades sísmicas asignadas a cada una de las capas individuales. Estos pueden ser constantes dentro de una capa o variar de manera sistemática en el modelo tanto horizontal como verticalmente. A continuación, el programa de software ejecuta una adquisición sintética en todo el modelo para producir un conjunto de "recopilaciones de disparos" que se pueden procesar como si fueran datos sísmicos reales para producir una sección sísmica 2D sintética. El registro sintético se genera utilizando un algoritmo de trazado de rayos o alguna forma de modelado de forma de onda completa, según el propósito del modelado. El trazado de rayos es rápido y suficiente para probar la iluminación de la estructura, [15] pero será necesario modelar la forma de onda completa para modelar con precisión la respuesta de amplitud. [dieciséis]
Modelado sísmico sintético 3D
El enfoque se puede ampliar aún más para modelar la respuesta de un modelo geológico 3D. Esto se usa para reducir la incertidumbre en la interpretación al modelar la respuesta del modelo 3D a una adquisición sísmica sintética que se asemeja lo más posible a la que se usa realmente para adquirir los datos que se han interpretado. [17] A continuación, los datos sísmicos sintéticos se procesan utilizando la misma secuencia que se utilizó para los datos originales. Este método se puede utilizar para modelar datos sísmicos 2D y 3D que se han adquirido en el área del modelo geológico. Durante la planificación de un levantamiento sísmico, el modelado 3D se puede utilizar para probar el efecto de la variación en los parámetros de adquisición sísmica, como la dirección de disparo o el desplazamiento máximo entre la fuente y el receptor, en la obtención de imágenes de una estructura geológica particular. [18] [19]
Modelado de datos WARR
El procesamiento inicial de los modelos de Refracción y Reflexión de Apertura Amplia (WARR) normalmente se lleva a cabo utilizando un enfoque tomográfico en el que el tiempo de las primeras llegadas observadas se iguala al variar la estructura de velocidad del subsuelo. El modelo se puede refinar aún más mediante el modelado directo para generar sismogramas sintéticos para recolecciones de disparos individuales. [1]
Modelado de terremotos
Modelado de fuentes
En áreas que tienen una estructura de velocidad bien conocida, es posible usar sismogramas sintéticos para probar los parámetros de fuente estimados de un terremoto. Los parámetros como el plano de falla, el vector de deslizamiento y la velocidad de ruptura se pueden variar para producir respuestas sísmicas sintéticas en sismómetros individuales para compararlos con los sismogramas observados. [20]
Modelado de velocidad
Para eventos sísmicos de tipo y ubicación conocidos, es posible obtener información detallada sobre la estructura de la Tierra, a varias escalas, modelando la respuesta telesísmica del evento. [2]
Referencias
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