Ondículas
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| Series | Geophysical References Series |
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| Title | Digital Imaging and Deconvolution: The ABCs of Seismic Exploration and Processing |
| Author | Enders A. Robinson and Sven Treitel |
| Chapter | 9 |
| DOI | http://dx.doi.org/10.1190/1.9781560801610 |
| ISBN | 9781560801481 |
| Store | SEG Online Store |
Siéntate en ensoñación y observa el color cambiante de las olas que rompen en la ociosa orilla del mar de la mente.
—Henry Wadsworth Longfellow
¿Qué es una wavelet? Desde el punto de vista de un procesador sísmico, una wavelet es uno de los elementos básicos que se utilizan para construir los modelos sísmicos en los que se basan los métodos de procesamiento sísmico. En los distintos pasos del procesamiento, las wavelets se eliminan de los datos sísmicos para obtener las secciones finales. La estimación y/o medición correcta de las wavelets permite obtener los buenos resultados que se esperan en cualquier programa de exploración. La wavelet es un concepto básico y una buena estimación de wavelets es fundamentalmente importante en la geofísica de exploración.
El método sísmico es un instrumento de detección remota que utiliza ondas sísmicas para delinear la estructura del subsuelo de la Tierra. Un geofísico de exploración ilumina el subsuelo de la Tierra mediante una fuente de energía que genera esas ondas sísmicas. En una Tierra tridimensional, las ondas viajan en todas las direcciones, pero para simplificar el presente análisis, consideraremos únicamente el caso de las ondas que se desplazan verticalmente hacia arriba y las ondas que se desplazan verticalmente hacia abajo.
Las capas de roca del subsuelo transmiten y reflejan las ondas sísmicas, y la teoría y la práctica sísmicas se ocupan de esas ondas sísmicas que se propagan. El ejemplo más simple de una onda que se propaga es una reflexión primaria. Una reflexión primaria consiste en la trayectoria descendente desde la fuente hasta el horizonte de reflexión y la trayectoria ascendente de retorno desde el reflector hasta el receptor. Una reflexión múltiple es un evento que rebota de un lado a otro entre varias interfaces a medida que avanza en su viaje. Se pueden utilizar sensores direccionales para registrar las ondas sísmicas, pero por lo general el receptor es un hidrófono (para la exploración en el mar) o un geófono convencional (para la exploración terrestre).
El objetivo del procesamiento sísmico digital es transformar los datos brutos en imágenes generadas por ordenador del subsuelo. Cada método de procesamiento por ordenador se basa en un modelo específico que se utiliza para explicar la propagación de las ondas sísmicas. Uno de los modelos más populares es el modelo convolucional, que aparece de una forma u otra en la mayoría de los métodos de procesamiento e interpretación sísmica. El modelo convolucional consta de tres componentes: la señal de entrada, la función de respuesta al impulso unitario y la señal de salida. La señal de salida es igual a la convolución de la señal de entrada con la función de respuesta al impulso unitario (Szaraniec, 1985[1]).
Las señales que aparecen en el modelo convolucional normalmente son wavelets sísmicos. Por lo tanto, la estimación de estos wavelets se convierte en un aspecto importante para utilizar el modelo convolucional de manera eficaz; de hecho, dicha estimación de wavelets es crucial para el procesamiento sísmico. Gran parte de la geofísica de exploración se ocupa de la manipulación de wavelets.
¿Qué es la resolución vertical? La resolución vertical se refiere a la capacidad de un intérprete para distinguir las reflexiones de la parte superior e inferior de una capa delgada de roca subterránea (Yilmaz, 1987[2]). Claramente, es más fácil determinar las reflexiones superior e inferior de una capa de 30 m de espesor que de una capa de 3 m de espesor (siempre que, por supuesto, todo lo demás sea igual).
La ondícula sísmica es un factor importante para determinar la resolución vertical, que depende de la nitidez de la ondícula. Podemos ver una capa delgada mejor con una ondícula nítida que con una ondícula ancha. La nitidez de la ondícula depende principalmente de su ancho de banda, es decir, de la dispersión efectiva de frecuencias en su espectro de amplitud. Una ondícula con una banda ancha de frecuencias (un ancho de banda grande) es más nítida que una con una banda estrecha de frecuencias. De hecho, una banda muy estrecha de frecuencias correspondería a una ondícula con muchos lóbulos laterales altos: una “ondícula resonante” amplia. En el trabajo sísmico, tratamos de usar ondículas con un gran ancho de banda. Se puede lograr un buen ancho de banda con una fuente bien diseñada, con el uso de geometrías de dispersión y filtros de registro apropiados, y con un uso adecuado de la deconvolución. Sin embargo, las limitaciones del ancho de banda las imponen los efectos de filtrado de la columna sedimentaria de la Tierra, sobre la que no tenemos control. Más allá de la deconvolución, podemos, como paso final, seguir con un procedimiento conocido como procesamiento de wavelets.
La figura 1 muestra algunas ondículas sísmicas típicas. Una ondícula de campo es causal y, por lo tanto, tiene una fase distinta de cero (pulso "d"). Para llevar estas ondículas a la condición de fase cero se requiere un filtro de puesta a cero de fase en el paso de procesamiento de ondículas. La resolución vertical depende de la nitidez del pulso sísmico. Cuanto más nítido sea el pulso, más delgada será la capa que podemos ver. La nitidez del pulso depende principalmente de su ancho de banda. Cuanto más amplia sea la banda de frecuencias, mejor será la nitidez (pulsos "a" y "b"). La nitidez de las ondículas también depende de su característica de desfase. Lo mejor que se puede lograr en este sentido es la ondícula de fase cero (pulsos "a", "b" y "c"). En estos ejemplos, los pulsos son simétricos respecto del pico central. El secreto de la resolución es el ancho de banda, no simplemente la presencia de frecuencias altas. Por supuesto, siempre podemos aumentar el contenido espectral en una sección filtrando las frecuencias bajas, pero eso no mejora necesariamente la resolución. Simplemente tiende a hacer que la ondícula sea más delgada y pierda nitidez debido a la profusión de ciclos adicionales (pulsos "b" y "c").
La Figura 2 muestra el diagrama de Widess (1973)[4] para una capa blanda delgada que se estrecha en una formación dura. Los trazos superior e inferior corresponden, respectivamente, a los bordes grueso y delgado de una cuña. T es el período de pico a pico de una ondícula individual. En el trazo superior, las dos ondículas están separadas por 2T. En otras palabras, 2T es la distancia entre el pequeño círculo negro y el pequeño círculo blanco. En el trazo inferior, la separación es de solo T/20.
La figura 3 muestra el diagrama de Widess utilizado para explorar los detalles de un yacimiento, representado aquí por una cuña. El efecto de sintonización que vemos representa la interferencia constructiva o destructiva resultante de dos o más reflectores muy próximos entre sí. Un evento excepcionalmente fuerte ocurre cuando las reflexiones de las interfaces superior e inferior interfieren de manera constructiva. Este evento fuerte ocurre en la traza etiquetada como “Tune” en la figura.
Referencias
- ↑ Szaraniec, E., 1985, On direct recovery of the impulse response: Geophysical Prospecting, 33, 498-502.
- ↑ Yilmaz, Ö., 1987, Procesamiento de datos sísmicos: Investigaciones SEG en Geofísica N.º 2.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 Anstey, N. A., 1980, Exploración sísmica de yacimientos de arenisca: IHRDC.
- ↑ Widess, M. B., 1973, How thin is a thin bed?: Geophysics, 38, 1176-1254.
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También en este capítulo
- Filtro conformador
- Filtro spike
- El modelo convolucional blanco
- Procesamiento de la ondícula
- Filtro pasa-todo
- Modelo convolucional
- Ondícula de retraso no mínimo
- Deconvolución de la firma
- Vibros
- Estimación de la ondícula en sensores dualres
- Deconvolución: Einstein o predictiva?
- Resúmen
- Apéndice I: Ejercicios
Vínculos externos
| find literature about Wavelets - Chapter 9/es |
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