Prospección geoeléctrica

Cátedra de Geología de Hidrocarburos I
Tecnicatura en Hidrocarburos - FCEyN - UNLPam
4 de Septiembre 2015 - PED

Cátedra Geología de Hidrocarburos I
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad Nacional de La Pampa
Introducción
El objetivo de los métodos GEOFÍSICOS es hallar un modelo del
subsuelo que nos permita comprender como es la geología del área
estudiada.

Los métodos geoeléctricos se fundamentan en el registro de magnitudes
eléctricas del campo electromagnético en el suelo y subsuelo terrestre, las que
una vez procesadas e interpretadas, conducen a la identificación de valores
anómalos vinculados a objetivos de interés científico o aplicado.
METODOS QUE UTILIZAN CORRIENTES NATURALES:
 Método de la polarización espontanea.
 Método telúrico.
METODOS QUE UTILIZAN CORRIENTES ARTIFICIALES:
 Método de las equipotenciales. (Cuerpo Cargado o
puesta a la masa)
 Método de las relaciones de caída de potencial.
 Método de resistividades. (SEV, Calicatas o Perfilaje,
Tomografías eléctricas 2D y 3D)
 Método de la polarización inducida.
Prospección Geoeléctrica

Métodos PASIVOS o de CORRIENTES NATURALES:
Se miden los potenciales eléctricos espontáneos existentes en el subsuelo producto de
corrientes naturales provocadas por reacciones electroquímicas, gradientes de
temperatura o fenómenos relacionados al movimiento de aguas subterráneas.
 Corrientes Telúricas: En la superficie terrestre se observan corrientes eléctricas de débil
intensidad, originadas por fenómenos aún no bien determinados. Varían constantemente y están
influidas entre otras causas, por la posición del sol. La medida simultánea de los potenciales en
varios puntos de la superficie permite deducir la resistividad del terreno y la distribución general
del subsuelo.
Potencial Espontáneo: En el suelo y subsuelo existen diferencias de
potencial de origen natural. La oxidación de los minerales conductores
de la electricidad es comparable a una pila eléctrica, con el polo
positivo en la zona próxima a la superficie. Dos terrenos distintos en
contacto, con presencia de agua u otro fluido generan desequilibrios
iónicos con potenciales eléctricos en el contacto; la propia circulación
del fluido implica un transporte iónico y potenciales eléctricos, al igual
que cuando una solución electrolítica atraviesa una membrana porosa.
En el caso de minerales conductores se han detectado diferencias de
potencial superiores a 1,5 voltios, con gradientes de 1 a 6.10-3
voltios/metro.

Líneas Equipotenciales o Potencial Inducido:
Este método, a diferencia del potencial espontáneo, crea
un potencial inducido en el terreno a través de un
electrodo. El campo eléctrico así generado es superior al
natural en una amplia zona, en función del campo
creado.
Métodos ACTIVOS o de CORRIENTES ARTIFICIALES:
El método activo consiste en inyectar corriente en el subsuelo y medir luego la
respuesta de éste a ese estímulo externo que estará condicionado por las propiedades
geoeléctricas de las rocas investigadas.
Métodos Resistivos:
Estos métodos utilizan un parámetro físico conocido
como resistividad o resistencia específica. Se realizan
mediciones en superficie o dentro de un pozo no
entubado, que permiten obtener, los valores de
resistividad aparente en función del arreglo de la línea de
emisión. Como fuente de inducción puede emplearse un
circuito de corriente continua o corriente alterna.

Si se clava un par de electrodos en la superficie plana de un terreno homogéneo e isótropo y se
hace circular una corriente eléctrica continua de intensidad (I), se puede registrar la caída de
potencial (ΔV) que existe, también en superficie, entre dos puntos del terreno. A través de estas
medidas y en base a la Ley de Ohm, puede conocerse la resistividad de los terrenos
involucrados en el circuito.
METODO RESISTIVO EN CORRIENTE CONTINUA
Si en un terreno cualquiera se introduce una corriente eléctrica, ésta se propaga de
forma tal que es posible asignarle al terreno una resistividad o resistencia específica,
una capacitancia y una inductancia. Si la corriente eléctrica empleada es continua la
resistividad es el único parámetro que tiene importancia.

LEY DE OHM
La ley de Ohm expresa que la Resistencia (R) que ofrece un conductor al flujo de una corriente,
es directamente proporcional a la diferencia de potencial (ΔV) entre los extremos del material e
inversamente proporcional a la intensidad (I) del flujo de corriente.
La unidad de medida de la resistencia es el Ohmio, que surge de la siguiente definición:
A su vez la Resistencia (R) del conductor es directamente proporcional a la longitud (L) del
material considerado, e inversamente proporcional a su sección (A), multiplicada por una
constante de proporcionalidad, conocida como resistividad ρ (Rho).

RESISTIVIDAD
La resistividad es una constante propia e intrínseca de cada material, independientemente de
su forma. La Unidad de medida es el Ohmio. metro (Ω.m).

HOMOGENEIDAD E ISOTROPÍA

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES
Si en un medio homogéneo e isótropo se coloca un
electrodo en un punto de la superficie plana de un
cuerpo dado, con resistividad (ρ), y otro electrodo a una
distancia muy grande (en teoría en el infinito), la
corriente de intensidad (I) se propaga en forma radial
divergente en el semiespacio inferior (la resistividad del
aire es infinita, por lo tanto la corriente no se propaga),
de tal manera que el potencial creado en un punto
cualquiera (A) del semiespacio, a distancia a del
electrodo, está dado por la ley de Ohm:

LÍNEAS DE CORRIENTE
Si en un terreno homogéneo e isótropo se introducen dos
electrodos, conectados a una fuente de poder, la corriente
que circula se propaga en la forma que indica la figura.
Si se tiene presente que el potencial es
máximo en uno de los electrodos y mínimo
en el otro, el gradiente de potencial puede
graficarse en forma de líneas
equipotenciales, que se disponen en
forma perpendicular a las líneas de
corriente.

SEV (Sondeo Eléctrico Vertical)
El sondeo eléctrico vertical consiste en registrar, desde la superficie, la resistividad aparente en
puntos situados sobre una recta, que se alejan del centro O del dispositivo, en forma progresiva y
regular, a intervalos de escala logarítmica. Con las mediciones obtenidas, se puede establecer la
curva de variaciones de resistividad aparente, en función de la distancia entre el electrodo y el
centro del sistema.

DISPOSITIVOS ELECTRÓDICOS
La manera de disponer los electrodos por los que se introduce la corriente y aquellos con los que
se registra el potencial en la superficie de un medio cuya resistividad se desea investigar, da
lugar a diferentes dispositivos o arreglos electródicos.
Dispositivo Wenner
Es un dispositivo tetrapolar, rectilíneo y simétrico, en el
que las distancias MN, AM y NB son iguales, es decir que
se mantienen constantes durante las mediciones.
MN=AM=NB
Dispositivo Schlumberger
Es también un dispositivo tetrapolar, rectilíneo y simétrico.
Debe cumplir con la siguiente condición:
MN < o = AB/5
Dispositivo Semi-Schlumberger
Consiste en ubicar un electrodo de corriente (B) en
posición fija e inamovible y a 90º respecto a la línea AMN
y de esta forma anular la diferencia de potencial del
electrodo B con respecto de MN, por lo tanto el electrodo
de corriente A es el único que se desplaza.

CONSTANTE GEOMETRÍCA
En todos los dispositivos el cálculo de la resistividad se efectúa con la fórmula ya conocida, lo,
único que varía en cada uno de ellos es una constante que depende de la geometría de la
disposición electródica. Cada vez que se modifica la distancia entre los electrodos, debe
utilizarse una constante geométrica diferente.

EQUIPAMIENTO - SEV
INSTRUMENTAL DE MEDICIÓN CABLES Y ELECTRODOS

CURVAS de SEV

EMPALME de CURVAS de SEV
Cuando se trabaja con el dispositivo Schlumberger, sucede frecuentemente en un SEV que la
abertura MN resulta ser demasiado pequeña con respecto a la abertura AB, esto se ve reflejado
en la lectura de diferencia de potencial que baja hasta rangos muy pequeños como para tener
confianza en la lectura. Antes esa situación se debe efectuar un empalme, que consiste en dar
una mayor separación a los electrodos de potencial MN, a los fines de aumentar el valor de
lectura de diferencia de potencial.

APLICACIONES GEOLÓGICAS - SEV
 Determinación de profundidad de basamento y configuración del relleno moderno
 Determinación de paleocauce basamento y configuración del relleno moderno

APLICACIONES GEOLÓGICAS - SEV
 Correlación de unidades eléctricas similares y determinación de fallas

POLARIZACIÓN INDUCIDA
Los materiales que conforman el subsuelo consisten en minerales
metálicos y no metálicos que independiente al tipo, provocan con su
presencia efectos de polarización inducida.
Solamente dos tipos de polarización se han reconocido:
 La de Electrodo (PE).
 La de Membrana (PM).
La polarización de electrodo se produce cuando entran en contacto
partículas minerales y un electrolito; en la interfase, se desarrolla una doble
capa electroquímica que se comporta símilarmente a un condensador, el
cual almacena energía.
Son de gran interés en minería.
La polarización de membrana constituye el potencial de fondo, o la
polarización normal del medio, y, se puede observar aun en ausencia de
conductores minerales.
Este fenómeno se debe principalmente a la presencia de arcillas.

POLARIZACIÓN INDUCIDA
Las técnicas empleadas en el terreno para medir la polarización inducida se asemejan en muchos
aspectos a las empleadas para las mediciones de la resistividad.
La corriente se introduce en el subsuelo con dos electrodos. Para la transmisión de la corriente en el
subsuelo se emplean transmisores.
El potencial se mide entre otros dos electrodos después de haber interrumpido la corriente.
Generalmente se mantiene la configuración de los electrodos uniforme y solo se varía la posición de la
configuración lateralmente a lo largo de un perfil.
La cargabilidad o polarización inducida se expresa en mv/v.

APLICACIONES de POLARIZACIÓN INDUCIDA

ACTIVIDADES DEL TP N°6

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