Procesamiento Digital de Datos Sísmicos

Proceso General de Datos

El procesamiento de datos es una secuencia de operaciones que se llevan a cabo según un programa predefinido para extraer información útil de los datos (normalmente observacionales). Como un sistema de entrada-salida, el procesamiento puede representarse esquemáticamente como se muestra en la Fig. 6.1.

Las diversas operaciones llevadas a cabo en el procesamiento pueden resumirse como sigue:

1. Copia y transcripción de datos.
2. Clasificación y almacenamiento de datos.
3. Diversos tipos de cómputos y análisis.
4. Despliegue de los resultados procesados: tablas, gráficos, tarjetas perforadas o archivos grabados en cintas magnéticas.

Procesamiento de Datos de Reflexión Sísmica

Los datos digitales de un estudio de reflexión sísmica se caracterizan por las siguientes propiedades:

1. Los datos están organizados en conjuntos y subconjuntos con un gran número de valores de muestra.
2. Los datos cubren un amplio rango dinámico, superando los 80 dB.
3. Los datos incluyen información no deseada, como ruidos de diversos tipos que necesitan ser filtrados.
4. El procesamiento de datos normalmente implica procesos computacionales largos y complejos, a menudo de naturaleza repetitiva.

Para manejar datos de esta naturaleza, se requiere un sistema de procesamiento compatible. Dicho sistema debe poseer:

1. Alta velocidad de funcionamiento y corto tiempo de acceso.
2. Procesadores de alta velocidad.
3. Un medio de almacenamiento masivo (por ejemplo, discos o tambores).
4. Software apropiado para llevar a cabo todo el procesamiento normal de datos sísmicos, incluyendo provisiones para otros tipos de procesamiento, como la conversión A/D, reformateo de datos, comprobación magnética y un sistema de visualización conveniente.

Como procedimiento de producción industrial, proponemos que los datos de campo pasen por las siguientes fases de procesamiento:

1. Apilamiento Preliminar (Raw Stack)

Utilizando los mejores parámetros de procesamiento disponibles (por ejemplo, muting function, filtrado, deconvolución y velocidades de apilamiento), se ejecuta una sección CDP apilada. La producción de una sección de un solo pliegue en esta fase es muy útil para evaluar la idoneidad de algunos de los parámetros aplicados. Un examen general de ambas secciones proporciona información sobre el contenido de frecuencia, los tipos de ruido, la presencia de múltiples, la calidad del apilamiento, la variación de velocidad, etc.

2. Optimización de Parámetros

Guiándose por las secciones preliminares obtenidas en la fase (1), se lleva a cabo una serie de procesos experimentales para determinar los parámetros de procesamiento óptimos. Estos incluyen la derivación de filtros pasabanda, muting function, variación de velocidad, operadores de deconvolución, etc.

3. Apilamiento Final

Los parámetros de procesamiento óptimos determinados a través del proceso experimental de la fase (2) se utilizan entonces para producir el apilamiento final. Normalmente, este es el producto final de una secuencia de procesamiento normal. Sin embargo, en ciertos casos, el apilamiento final se somete a otros tipos de procesos.

Papel de las Computadoras Digitales en el Procesamiento Sísmico

1. Unidades de transporte de cinta disponibles para instalar cintas de 1″ y 1/2″ para la entrada de datos sísmicos grabados digitalmente.
2. Memoria auxiliar, como tambor magnético o disco magnético, para el almacenamiento masivo de datos.
3. Una unidad de procesamiento (por ejemplo, un convolver) que realiza multiplicaciones y adiciones masivas de datos digitales a alta velocidad. Esto es necesario para acelerar procesos computacionales como la convolución y las correlaciones.

Entre los beneficios del procesamiento digital se incluyen:

1. Incremento del rango dinámico.
2. Gran flexibilidad de filtrado.
3. Mayor conveniencia para el estudio de la técnica de correlación.
4. Libre de distorsión y ruido.
5. Buena adaptabilidad al contorneado e impresión automática.
6. Más aplicable a la amplitud y otras técnicas de correlación no-fase.
7. Mayor conveniencia para los procedimientos de convolución inversa.
8. Mayor conveniencia para el envío telemétrico de los datos sísmicos del campo al centro de procesamiento.
9. Rapidez y exactitud computacional.

Edición de Datos y Agrupación CDP (CDP-Gather)

Debido a ciertas condiciones de campo desventajosas, algunos de los datos grabados no son útiles, y a veces incluso son perjudiciales para incluir en el ciclo de procesamiento normal. Parte de una traza, la traza completa, o incluso el registro total del punto de disparo (shotpoint) pueden ser muy débiles o estar superpuestos por eventos anómalos de alta energía. La edición de datos implica la eliminación de todos los datos no deseados antes de continuar con el procesamiento. Esto se efectúa poniendo a cero todas las muestras de trazas no deseadas.

A veces ocurre, aunque no con frecuencia, que las conexiones eléctricas de algunas trazas se invierten por error. Por consiguiente, el sentido de la cresta de tales trazas aparece invertido en comparación con el resto de la grabación. Se considera que la rectificación de las trazas que muestran inversión de polaridad es una parte importante de la corrección de datos. Si, por alguna razón, la corrección de polaridad no pudiera realizarse, esas trazas deben ponerse a cero.

Después de descartar las características no deseadas de los datos de campo, se agrupan las trazas que contribuyen a cada CDP. Cada traza en un CDP-gather se identifica por sus números de shotpoint y receptor. El CDP-gather puede ser visualizado para la inspección directa y verificación de los datos editados.

Corrección Estática

Para obtener una sección sísmica que muestre reflectores sísmicos que representen la estructura geológica real, los tiempos de reflexión deben reducirse a un tiempo de referencia definido. Esto normalmente se establece para corresponder a un plano horizontal fijado a una cierta elevación conocida sobre el nivel del mar. La corrección estática es esencialmente un cambio de tiempo introducido en cada traza que reduce el tiempo de reflexión observado al plano de referencia elegido.

Aunque es costumbre situar el plano de referencia debajo de la base de la capa de velocidad variable, esto no siempre es posible ni necesario. En cualquier caso, se puede situar el plano de referencia en cualquier posición razonable, siempre que la corrección estática se calcule con suficiente exactitud.

Corrección Dinámica

Cuando se aplica una corrección dinámica apropiada (DT), el tiempo de viaje (traveltime) de la reflexión se reduce al doble tiempo vertical. Para el mismo CDP, los eventos de reflexión caerán a lo largo de una línea recta, produciendo una alineación cofásica. La alineación perfecta, es decir, cero residual (

Muting

El trace-muting es un tipo especial de edición de datos. El término se aplica normalmente al proceso de poner a cero la parte no deseada (o partes) de una traza. Para evitar el apilamiento de eventos no reflejados (como primeras llegadas y llegadas de refracción) con la reflexión, la primera parte de la traza se silencia normalmente antes de llevar a cabo el proceso de apilamiento. Esto se refiere ocasionalmente como first break suppression.

El Apilamiento CDP (CDP-Stack)

Cuando el procesamiento ha alcanzado esta fase, donde los tiempos registrados se reducen a los dobles tiempos verticales de reflexión medidos desde un plano de referencia unificado, cada CDP-gather está listo para el apilamiento. Esto se hace sumando las trazas contribuyentes para cada CDP y normalizando la suma con respecto al total de trazas activas en cada suma.

Proceso de Interpretación

La sección final apilada es el objetivo principal de una secuencia de procesamiento normal. Los intérpretes utilizan la sección final para elaborar la geología correspondiente del subsuelo, el objetivo final del estudio sísmico completo.

Para reducir las características ambiguas que pueden surgir en ciertas secciones sísmicas y que podrían dificultar la obtención de la solución geológica correcta, se puede realizar cierto procesamiento adicional. Este tipo de procesamiento se utiliza como una ayuda en la interpretación normal de una sección final apilada. Los tipos más comúnmente utilizados en dicho procesamiento son los siguientes:

Migración

Un evento de reflexión grabado por un receptor (R) localizado a una distancia offset x de la fuente (S) se despliega a un punto cuyas coordenadas son (x/2, ) donde es el tiempo de viaje total (Fig. 6.13). Para un dado y una velocidad constante asumida, v, el punto de reflexión podría ser cualquier punto en la elipse cuyos dos focos son los puntos de la fuente y el receptor.

La migración puede considerarse como un proceso de transformación inversa (inverse-transform) que produce la estructuración geológica real a partir de la respuesta sísmica dada.