sismograma sintético

Un sismograma sintético es el resultado de modelar directamente la respuesta sísmica de un modelo terrestre de entrada, que se define en términos de variaciones 1D, 2D o 3D en propiedades físicas. En la exploración de hidrocarburos , se utiliza para establecer una relación entre los cambios en las propiedades de la roca en un pozo y los datos de reflexión sísmica en la misma ubicación. También se puede utilizar para probar posibles modelos de interpretación para datos sísmicos 2D y 3D o para modelar la respuesta de la geología prevista como ayuda para planificar un estudio de reflexión sísmica. En el procesamiento de datos de reflexión y refracción de ángulo amplio (WARR), los sismogramas sintéticos se utilizan 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 previstos de un modelo de falla de fuente sísmica particular con los registros de sismómetros observados o para ayudar a restringir la estructura de velocidad de la Tierra. ^{[ 2 ]} Los sismogramas sintéticos se generan utilizando software geofísico especializado.

Los datos de reflexión sísmica inicialmente solo están disponibles en el dominio del tiempo. Para que la geología encontrada en un pozo pueda vincularse con los datos sísmicos, se genera un sismograma sintético 1D. Esto es importante para identificar el origen de las reflexiones sísmicas observadas en los datos sísmicos. Los datos de densidad y velocidad se miden rutinariamente a lo largo del pozo utilizando herramientas de registro de 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 un "registro bloqueado". ^{[ 3 ]} Esta información se utiliza luego para calcular la variación en la impedancia acústica a lo largo del pozo utilizando 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 .

El modelado convolucional 1D produce sismogramas que contienen aproximaciones de reflexiones primarias solamente. Para un modelado más preciso que involucre reflexiones múltiples, ondas de cabeza, ondas guiadas y ondas superficiales, así como efectos de transmisión y dispersión geométrica, se requiere modelado de forma de onda completa. Para modelos elásticos 1D, el enfoque más preciso para el modelado de forma de onda completa se conoce como el método de reflectividad. ^{[ 5 ]} Este método se basa en el enfoque de transformación integral, donde el campo de onda (onda cilíndrica o esférica) se representa por 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 propagador de matriz, ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} matriz global, ^{[ 12 ]} o incrustación invariante. ^{[ 13 ]} Este grupo de métodos se llama 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 en 3D (ondas esféricas).

Se puede utilizar un enfoque similar para examinar la respuesta sísmica de una sección transversal geológica 2D. Esto permite analizar aspectos como la resolución de capas delgadas o las diferentes respuestas de diversos fluidos, como petróleo, gas o salmuera, en una posible arena de yacimiento. ^{[ 14 ]} También se puede utilizar para probar diferentes geometrías de estructuras, como diapiros de sal , para determinar cuál se ajusta mejor a los datos sísmicos originales. Se construye una sección transversal con densidad y velocidades sísmicas asignadas a cada una de las capas individuales. Estas pueden ser constantes dentro de una capa o variar sistemáticamente a lo largo del modelo, tanto horizontal como verticalmente. El programa informático realiza una adquisición sintética a través del modelo para generar un conjunto de registros de disparo que se procesan como si fueran datos sísmicos reales, produciendo así una sección sísmica 2D sintética. El registro sintético se genera mediante un algoritmo de trazado de rayos o algún tipo 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 un modelado completo de la forma de onda para modelar con precisión la respuesta de amplitud. ^{[ 16 ]}

El enfoque se puede ampliar aún más para modelar la respuesta de un modelo geológico 3D. Esto se utiliza para reducir la incertidumbre en la interpretación al modelar la respuesta del modelo 3D a una adquisición sísmica sintética que se ajusta lo más posible a la que se utilizó realmente para adquirir los datos que se han interpretado. ^{[ 17 ]} Los datos sísmicos sintéticos se procesan luego utilizando la misma secuencia que la utilizada para los datos originales. Este método se puede utilizar para modelar datos sísmicos tanto 2D como 3D que se hayan adquirido sobre el área del modelo geológico. Durante la planificación de un estudio 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 imagen de una estructura geológica particular. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

El procesamiento inicial de los modelos de reflexión y refracción de gran apertura (WARR) se realiza normalmente mediante un enfoque tomográfico en el que el tiempo de llegada de las primeras ondas observadas se ajusta variando la estructura de velocidad del subsuelo. El modelo puede refinarse aún más mediante modelado directo para generar sismogramas sintéticos para registros de disparo individuales. ^{[ 1 ]}