Tendido de cables en la adquisición de datos sísmicos. Para la conexión de los receptores se pueden regar kilómetros de cables en el campo.
La utilización de los métodos geofísicos para la exploración petrolera pronto cumplirá cien años. Algunas tecnologías militares desarrolladas a lo largo de la primera guerra mundial comienzan a aplicarse en varias ramas de la vida civil, una de ellas fue geofísica del petróleo. Cuatro métodos tuvieron un mayor desarrollo: la prospección sísmica, gravimetría, magnetometría y la prospección eléctrica. Los métodos geofísicos, en particular los métodos sísmicos de reflexión y refracción, hicieron la diferencia con éxitos sonados en los Estados Unidos y México en estos primeros momentos. La geofísica entró por la puerta ancha, probando su efectividad en las regiones donde la cartografía geológica u otros métodos no eran capaces de encontrar prospectos o resultaban en pozos secos.
En particular, los métodos sísmicos se basan en la recepción en superficie de las ondas elásticas producidas por explosiones u otras fuentes, luego de viajar por el subsuelo. Hasta el día de hoy este continúa siendo el principal método para encontrar nuevos yacimientos. Los primeros trabajos sísmicos en Cuba se realizaron cerca de Bauta, en la actual provincia de Artemisa, en 1935.
La gravimetría, por otra parte, se basa en la medición con gran exactitud de la fuerza de la gravedad. Los diferentes cuerpos geológicos producen anomalías detectables con gravímetros de alta sensibilidad y un complejo procesamiento matemático de los datos. La magnetometría, a su vez, es en muchos aspectos similar a la gravimetría, solo que se basa en la detección de anomalías provocadas por cuerpos magnéticos. Finalmente, la prospección eléctrica se fundamenta en la medición de corrientes eléctricas naturales o artificiales.
En los casi cien años de desarrollo de la sísmica, el método se ha ido adaptando a las cada vez más complejas tareas exploratorias, tanto en la tierra como en el mar. Esto se ha hecho en dos direcciones: la primera es incrementando la cantidad de receptores y puntos de explosión con un registro digital de alta fidelidad, y la otra se refiere al procesamiento cada vez más sofisticado de estas señales, para entregar al final una mejor imagen del subsuelo. Para esto, es preciso vencer innumerables incertidumbres relacionadas con las propiedades físicas de las rocas en el subsuelo, especialmente la velocidad de transmisión de las ondas y su densidad, y la geometría, en ocasiones muy compleja, de las capas de rocas. En la prospección sísmica es posible deslindar tres momentos: adquisición, procesamiento e interpretación.
Adquisición de datos sísmicos en la tierra y en el mar.
Los sistemas de adquisición de datos convierten las señales sísmicas en señales eléctricas, factibles de digitalizar para su registro y posterior procesamiento en computadoras. Las vibraciones acústicas viajan por el subsuelo atravesando sus estratos. Cierto tiempo después, regresan a la superficie para ser registradas. La respuesta del subsuelo a la señal generada en la superficie es registrada durante varios segundos por miles de receptores y grabada de forma centralizada.
La operación se repite miles de veces a lo largo de un proyecto de adquisición en un área determinada. El proceso de adquisición implica diferentes configuraciones de los puntos de emisión y recepción. Si se hace a lo largo de una línea, se trata de sísmica bidimensional y si se hace en un plano, es sísmica tridimensional. Los receptores de la señal sísmica pueden ser geófonos en la superficie terrestre o hidrófonos en el mar. Existe una amplia variedad de fuentes de ondas elásticas, tales como: golpes en la superficie, vibraciones, explosiones de dinamita, y, en el mar, cañones neumáticos.
De una buena adquisición mucho dependen los resultados. Por lo tanto, hay que escoger bien la fuente adecuada, la configuración de receptores y la orientación de las líneas de recepción con respecto a los objetivos geológicos. Esto asegura que se minimicen ruidos como las ondas aéreas, superficiales, las múltiples, laterales y las difracciones.
Procesamiento de los datos sísmicos
El procesamiento consiste en la elección y posterior aplicación de los parámetros y algoritmos de tratamiento a los datos sísmicos adquiridos en el campo (datos brutos). Desde hace casi 40 años, el procesamiento de los datos sísmicos se hace fundamentalmente en computadoras. Es un procedimiento, por lo general, extendido en el tiempo y en muchos pasos. Su objetivo fundamental es aislar en los registros las reflexiones de los otros eventos sísmicos que se superponen a ellas, conocidos como ruidos. Está dirigido a alterar los datos brutos con el fin de suprimir los ruidos aleatorios o sistemáticos, mejorar la señal y, finalmente, migrar los eventos sísmicos a su la localización correcta en el espacio.
Los pasos del procesamiento incluyen, generalmente, el análisis de velocidades y frecuencias, las correcciones estáticas, el filtrado con deconvolución, las correcciones por distancia y elípticas por la inclinación de las capas. Finalmente, todas las señales provenientes de cada punto en el subsuelo se suman para resaltarlas y se procede a su migración. Esto es llevarlas de su ubicación aparente a la real, lo cual puede ejecutarse antes o después de la suma.
El procesamiento sísmico facilita la interpretación de las estructuras del subsuelo con horizontes que pueden corresponder a los diferentes estratos en el subsuelo. Debido al incremento del volumen de datos y al desarrollo de nuevos algoritmos, las técnicas de procesamiento se considera que son el pilar básico de la prospección sísmica. Un precepto importante es que todo algoritmo empleado durante el procesado, debe preservar el máximo posible las reflexiones originales. De esta manera, su aplicación no se lleve a la aparición de informaciones falsas.
La interpretación de los datos sísmicos
La interpretación es la obtención de información geológica derivada de datos sísmicos. Esta va mucho más allá del seguimiento en espacio de los horizontes y la confección de mapas con las posibles trampas de petróleo o gas. El proceso pasa inevitablemente por la calibración de la información con los datos de pozos antiguos o las formaciones rocosas que afloran en la superficie.
El análisis de los datos permite generar modelos y predicciones razonables acerca de los diferentes paquetes estratigráficos, sus propiedades físicas (porosidad + permeabilidad) y sus estructuras. Una correcta interpretación permite bajar sustancialmente el riesgo de los pozos exploratorios. Así es posible dirigirlos a aquellos objetivos de mayor probabilidad de contener petróleo, con las mejores propiedades de reservorio. El geofísico interpretador tiene la tarea de generar estos modelos por medio de técnicas y métodos que resaltan las zonas de interés.
La detección directa de acumulaciones de petróleo.
La tecnología de exploración cuenta hoy con un amplio arsenal de métodos, además del principal que es la sísmica. Estos incluyen la cartografía geológica detallada, los métodos geofísicos de los campos potenciales y la teledetección por medio de satélites. A pesar de grandes esfuerzos científicos, hasta el momento ningún método por separado o integrado con otros, es capaz de predecir la presencia en la profundidad de yacimientos de petróleo o gas.
En resumen, el conjunto de métodos científicos que dispone la exploración petrolera puede brindar, en el mejor de los casos, índices indirectos de la presencia de yacimientos de petróleo. El grado de acierto de la sísmica y, en general, de los métodos geofísicos se ha ido incrementando cada vez más y más, pero aun es incapaz de detectar la presencia o el potencial productivo de las formaciones en el subsuelo. Hasta el momento, solo la barrena tiene la última palabra.