EFECTO DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES EN LA IN …

EFECTO DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES EN LA IN­TERPRETACIÓN EN UN PROSPECTO SISMOLÓGICO DE

LA CUENCA DE TAMPICO *

DONALD D . ROOSE * *

R E S U M E N

Debido ai descubrimiento de- grandes variaciones laterales en las velocidades del subsuelo en esta área, tiene mucha importancia obtener la mayor aproxima­ción posible en la conversión de los tiempos de reflexión a profundidades, para una mejor interpretación sismológica del prospecto.

INTRODUCCIÓN

Se ha presentado un caso interesante, en la parte Poniente de la cuenca de Tampico , que demuestra la importancia de evaluar las va­riaciones laterales de velocidades sísmicas. Aunque no se presenta este caso con frecuencia, indica uno de los problemas con que se encuentra el sismólogo al efectuar su interpretación.

C O N C E P T O S BÁSICOS

El dato original que se registra en los sismogramas es el tiempo de reflexión crudo. E n la figura No. 1 se muestra un corte vertical del terreno y la trayectoria de la energía, desde la carga en el fondo del pozo de t iro hasta el reflector, y su regreso hasta la superficie. Al des-

* Original recibido en abril de 1958. Trabajo presentado en la II Convención de la Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros, México, 1958.

* * Geofísico. Seismograph Service Corp. de México.

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS ?JZ

DONALD D . ROOSE

DE UGA - D E T E C T O R E S

Z • Vm

Vm.

P.T. EN DISPARO - O C T C C T O M C S -

t . - v M J C O C L A I r B t t •• CUTO T K W O COMBTV I T U V Í U I S C O « « t C C K W C S » U -

P C u r i c i A L i s

0 » . C i n O T K H P O a t » . -

V » .

^^EFLECTOR

CC*VE:R3tO« DC TIEMPO B E R E r í . C X I O N A PROFUHDlPi .3

Figura 1

2 7 4 BOLETÍN DE LA ASOCIACIÓN

E F E C T O DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES

COWJÍCIOMES APARENTES

V E L O C P A O B A J A

-H.U

TIEMPOS REFLEXIÓN IGUALES-

POSiaON APARENTE DEL REFLECTOR V g L O C O A O ALTA

COfJOfCWÍES REALES.

—KMr- -HM.-

- PROFUNDIDADES DIFERENTES-

DEFERENCIAS EN INTERPRETACIONES DE TIEMPO V PROFUNDIDAD CUANDO VARIACIONES LATERALES DE VELOCIDADES EXISTEN.

Figura 2

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 2 7 5

DONALD D . ROOSE

2 7 6 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

contar del t iempo total reg i s trado , el correspondiente a l v i a j e de la energía a r r i b a del nivel del m a r , que const i tuye la c o r r e c c i ó n super­ficial, queda el t iempo de ref lexión referido al nivel del m a r . A p a r e n ­temente, l a convers ión de este t i empo a profundidad es senc i l la c u a n d o se conoce la ve locidad media hasta el ref lector , pues bas ta m u l t i p l i c a r ésta por la mitad del t iempo de ref lexión, o sea el t i empo de ida, p a r a obtener la profundidad.

Desafortunadamente , se presentan a lgunas veces v a r i a c i o n e s la tera­les importantes en la ve locidad media , que c o m p l i c a n la convers ión de t iempo a profundidades . L a f igura No. 2 m u e s t r a un caso en que los t iempos de ref lexión en dos puntos distintos son i g u a l e s ; si se asume que la ve locidad media es constante , se t endrá un ref lector ho­rizontal , pero si la investigación de las ve loc idades medias en los dos puntos da una var iac ión la tera l , el re f lec tor t e n d r á un e c h a d o deter­m i n a d o ; estas son prec isamente las condic iones que se presentan en el prospecto en estudio.

C O N T R O L D E V E L O C I D A D E S

Se efectuaron en el á r e a tres medic iones de ve loc idad m e d i a : L a p r i m e r a se hizo directamente en un pozo pro fundo , l l a m a d o P o z o N o . 1, que l lega hasta el horizonte re f l ec tor ; este caso se i lustra en la f igura No. 3 en que se conoce la distancia del pozo profundo al punto de t i ro y la profundidad del ref lector, con lo cua l se de termina el á n g u l o con que v iaja la energía has ta el detector, mul t ip l i cando el t i empo regis­trado y correg ido al nivel del m a r p o r el coseno de este á n g u l o , se obtiene el t iempo vert ica l , y dividiendo la profundidad del re f lec tor entre este t iempo, se obtiene la ve loc idad media .

L a s otras dos mediciones de la ve loc idad media se e fec tuaron in­directamente por medio de perfi les de velocidades . E n este método , que se muestra en la f igura No . 4 , se determina la ve loc idad m e d i a a part ir del t iempo de ref lexión diagonal de este punto a o tro s i tuado a distancia conocida , desdoblando las t rayec tor ias de ida, a m o d o de hacer las col ineales a las de regreso se ve que c o n c u r r e n en un punto

E F E C T O DEL GRADIEÍVTE DE VELOCIDADES

—RM.-\

\ \

\ \

\

VELOCIDAD MEDIA. P'»OFUHO«aAD a ^ H TIEMPO VERT.aH.I«L^

\ \

\ \

\ \

\

Tino oe POZO PRoruNoo POR VCLOCOAOCS.

Figura 3

REFLECTOR

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 277

DONALD D . ROOSE

f o • T I E M P O OC P U N T O DE l U A Q C N A D E T C C T O I I A ^ O I S T A N C I A ' O *

»» - T I E M P O OC P U N T O OE I M A O C N A D E T E C T O » A D i S T A N C I A ' x "

V a - V C L O C I D A O M E D I A E N T R E E L N I V E L D E L MAM r E L ^ E F L E C T O I I

, t e - D I S T A N C I A O E PUNTO OE I M A S E N A D C T C C T O R A D I S T A N C I A ' O ' .

, t . - D I S T A N C I A DC P U N T O OC IMAflEM M D E T E C T O » A O I S T A N C i A ' X *

K/uHTO DE IMAGEN

(Vato)' + x ' . ( V o t , ) '

CALCULO DE VELOCIDAD MEDIA POR PERFILES DE VELOCIDADES.

Figura 4

278 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

E F E C T O DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES

Vin^ = + tx^ Y^^ de donde = '

C O N S T R U C C I Ó N D E L G R A D I E N T E D E V E L O C I D A D E S

E n los tres puntos de control arr iba mencionados, se obtiene la velocidad media correspondiente al tiempo de reflexión del horizonte Tamaul ipas de cada uno. L a figura No. 5 es una gráfica mostrando los datos obtenidos en los tres puntos; se notará que las velocidades medias no varían en la forma esperada, es decir, que no aumenta su valor a mayor profundidad que es el caso normal ; consecuentemente la explicación de las diferentes velocidades medias para los tres pun­tos de control, es la existencia de una variación lateral de velocidades o, en otras palabras , un gradiente geográfico.

L a figura No. 6 es un plano del prospecto con los valores de velocidad media, indicados en los lugares donde fueron medidos. L a misma figura muestra una red de contornos basada en los valores medidos, que se extrapolaron e interpolaron linealmente para cubrir todo el prospecto. Esta es la base de las conversiones de tiempo a profundidad o sea el gradiente de velocidades utilizado en este pros­pecto.

L a f igura No. 7 es una ampliación de la figura No. 6 , mostrando esta conversión en un punto de tiro cualquiera.

E F E C T O D E L G R A D I E N T E

E l efecto de este gradiente de velocidades está mostrando en la figura No. 8 , que incluye planos estructurales del subsuelo en el Ho­rizonte Tamaul ipas , configurados tanto en tiempo como en profun­didad, utilizando dicho gradiente. Se notará que el efecto del gra-

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 2 7 9

l lamado punto de imagen que, con los dos puntos de tiro, forma un triángulo en el que se puede establecer la siguiente re lación:

DONALD D . R O O S E

•noa •o-

V C L O C I D A O H E O I A C N M / S

3 S O O

!

1 POZ

. _ j P E R F I L trz

P E « F l ^ N*l

3

Itl

i

COMPARACIÓN OE VELtSCOADES EN E L P R O S P E C T O .

Figura 5

280 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

E F E C T O DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES

CONFK3UWACI0N DE VELOCIDADES WIEDIA3 HASTA UN HORIZONTE OETERIMHADO

Figura 6

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 2 8 1

DONALD D . ROOSE

P.T. tr tr/t VO Z 30I 1.672 936 3565 3337

CALCULO DC LA PROFUNDIDAD 0€L HORIZONTE EN UM PUNTO DE TIRO CUALQUIERA.

Figura 7

2 8 2 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

E F E C T O DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES

PLANO EN TIEMPO.

PLANO EN PROFUNDIDAD USAMX3 GRÁDENTE DE VELOCIDADES PARA LA CONVERSIÓN OE T IEMPOS.

COMPARACIÓN DC INTERPfieTACtONCB EN TIEMPO V EN PROFUNOIOAO.

Figura 8

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 2 8 3

DONALD D . ROOSE

COMFtOURAClOM EN T K M P O :

CONFMURACtON EN PROFUHOtOAO :

COMPARACIÓN O t » f r E R P R E T A C O N E S E N E L Á R E A DEL P O Z O N« I .

Figura 9

2 8 4 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

E F E C T O DEL GRADIENTE DE VELOCIDADES

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS 2 8 5

diente es incl inar la configuración en tiempo hacia el Suroeste, de­bido al aumento de velocidades en este mismo rumbo.

L a f igura No. 9 es una amplif icación de los dos planos en el área del Pozo No. 1 . L a interpretación en profundidad muestra que el c ierre estructural enseñado por el plano de tiempo probablemente no existe, sino solamente una nariz estructural .

C O N C L U S I O N E S

E s conveniente comentar sobre la precisión relativa de las dos interpretaciones. L a interpretación en tiempo, suponiendo que la conti­nuidad sísmica está correctamente seguida, es académicamente precisa porque los datos indicados son tiempos directamente observados. L a interpretación en profundidad, parte de estos datos en tiempo y utiliza las tres medidas de velocidad media p a r a aprox imar las condiciones estructurales en el prospecto entero.

E n el prospecto en estudio se considera insuficiente la determi­nación de la velocidad media en solo tres puntos, siendo preferible efectuar más , y a que a m a y o r abundancia de puntos de control, más se a p r o x i m a r á la interpretación a las condiciones estructurales del subsuelo. P o r este motivo el geofísico generalmente considera su in­terpretación en t iempo de carác ter definitivo, y siempre está dis­puesto a cambiar su interpretación en profundidad de acuerdo con la información de velocidades disponibles en el último momento.