2. TEMA I
INTRODUCION A LA GEOFISICA
• Definiciones de geofísica, geofísica
pura y geofísica aplicada
• Relación de la geofísica y las ciencias
básicas.
• Clasificación de los métodos geofísicos.
• La geofísica en el campo petrolero,
minero, ingeniería civil, la búsqueda de
recursos hídricos.
3. GEOFISICA
• “Geofísica es la aplicación de los principios
físicos al estudio de la Tierra y su entorno,
por lo tanto estudia la física de la Tierra
sólida, la física de su envoltura líquida y la
física de los gases, sus contornos
magnéticos y las partículas cósmicas,
además, la definición moderna, incluye el
estudio del sol, la Luna y el Universo, en la
medida que esos tengan una influencia
directa sobre la Tierra.”
4. • La geofísica que estudia la Tierra sólida s/subdivide:
• a) Geofísica Pura.- Es la investigación de campos
físicos asociados a la Tierra
• Estudio y conocimiento le permiten conocer las
propiedades y constitución interna de la tierra, así
como los procesos físicos que se desarrollan en la
superficie y en el interior de ella, como: magnetismo.
• Geofísica Pura es el estudio de los fenómenos de la
naturaleza, relacionados con las propiedades físicas,
estructura y composición de la Tierra.
• Es la base de la geofísica recurriendo a la física-
matemática, para encontrar el desarrollo de
relaciones o fórmulas para la explicación geofísica.
5. • b) Geofísica Aplicada, Prospección o
Exploración, se refiere al estudio de la parte
superior de la corteza terrestre y
heterogeneidades que existen en el subsuelo,
orientadas a la búsqueda de recursos naturales
con valor económico (hidrocarburos, minerales,
aguas subterráneas, a la fundación de obras
civiles, investigaciones arqueológicas y estudios
relacionados al medio ambiente).
• Geofísica Aplicada se basa en la aplicación de las
bases teóricas de la Geofísica Pura, con el
objetivo de determinar anomalías o estructuras
geológicas como recursos de interés económico.
6. Relación de la geofísica y las ciencias básicas
• La geofísica se relaciona con:
• La Física (Principios aplicados como las leyes de
atracción gravitacional, densidad de las rocas,
susceptibilidad magnética propagación de ondas,
conductividad, resistividad),
• La Matemática (cálculo y desarrollo de formulas ),
• La Electricidad,
• La Computación,
• La Geología (geología estructural, estratigrafía,
geología de campo, geoquímica),
• La Geografía
• La Geoquímica.
7. Relación de la geofísica y las ciencias básicas
• Ultimas décadas su avance es significativo por:
1. Avance tecnológico
2. Aplicación de las técnicas de computación,
3. Mejorando la adquisición de datos por equipos
computarizados cada ves mas sensibles y exactos que
trabajan a tiempo real;
4. Procesamiento de gran cantidad de datos en poco tiempo y
gran exactitud;
5. Obtención de productos a todo color, con técnicas de realce
de información e integración de datos;
6. Uso de sistemas de posicionamiento global (GPS)
7. Uso de sistemas de Información Geográfica (GIS), para la
adquisición e interpretación de datos.
8. Desarrollo de nuevas técnicas geofísicas terrestres y
aéreas.
8. Objetivo de la Geofísica
• Investigar zonas sin acceso para el ser humano, como el
interior de la tierra, basados en las propiedades físicas de
los minerales y rocas del subsuelo que aplicando el método
correcto pueden dar información sin la perforación de pozo
que es de altos costos.
• Todos los métodos geofísicos dan solamente informaciones
indirectas, es decir nunca sale una muestra de una roca. Los
resultados de investigaciones geofísicas son hojas de datos
que esperan a una interpretación.
• Se pueden inferir informaciones sobre la composición del
subsuelo mediante algún parámetro físico-matemático
medido en superficie (velocidad de una onda mecánica,
variaciones de un campo gravitacional, la intensidad de una
corriente).
9. ANOMALIAS GEOFÍSICAS
• La parte superior de la corteza terrestre
esta formada por una serie de unidades
que comprenden diferentes tipos de
rocas, depósitos minerales y estructuras
geológicas.
• Estas unidades debido a su litología y
composición química diferente presentan
a su vez propiedades diferentes, dando
lugar a la existencia de un contraste de
propiedades físicas entre estos.
10. ANOMALIAS GEOFÍSICAS
• Anomalía Geofísica.- Son las
variaciones de los campos físicos
(magnético, gravimétrico,
eléctricos, etc.) naturales o
artificiales, producidos por las
propiedades existentes en el
subsuelo, y medidos en superficie
mediante técnicas y aparatos
apropiados.
11. ANOMALIAS GEOFÍSICAS
• La forma de las anomalías para una
determinada estructura es diferente para
cada método, por que la mayoría de los
casos estas, dependen de otros factores a
mas del contraste, por ejemplo en el
magnético de la declinación del campo
magnético, en los geoeléctricos de
campos constantes de la configuración
electródica, etc.
12. SEÑAL Y RUIDO
• La variación de los campos físicos no solo se debe
a la existencia de un contraste de propiedades
físicas en el subsuelo, sino también a otras causas,
como las producidas artificialmente por la
presencia de líneas de alta tensión, de rieles de
tren, desechos metálicos, etc.
• Estas perturbaciones indeseadas para fines de
exploración se denominan RUIDO, mientras que
las variaciones que llevan información generada
por la presencia de cuerpos o estructuras
asociadas con el objetivo buscado se denomina
SEÑAL.
13. SEÑAL Y RUIDO
• El ruido puede enmascarar o distorsionar
las señales al sobreponerse a estas, en la
práctica, el ruido es parte de la señal.
• El ruido a mas de ser generado por las
acciones del hombre, denominado ruido
cultural, puede ser producido por la
presencia de heterogeneidades del
material superficial o próximo a la
superficie , tormenta eléctricas,
magnéticas, ruido instrumental.
14. CLASIFICACION DE LOS METODOS
GEOFISICOS
Gravimetrícos (Fenómeno natural)
Magnéticos (Fenómeno natural)
Geoelectricidad (Fenómeno inducido)
Sismicos (Fenómeno natural e inducido)
Radiométricos ( Fenómeno natural)
Geotermales (Fenómeno natural)
17. • En las investigaciones geofísicas
se aprovechan fenómenos
naturales y creados artificialmente
• Los artificiales.- Se tiene la
ventaja de controlar su origen en
el tiempo y en el espacio, lo
permite un tratamiento
matemático e interpretación más
precisa.
18. METODOS GRAVIMETRICOS
Se basa en la medición de la gravedad mediante
gravímetros, en la búsqueda de un yacimiento se
aprovechando las diferencias de la gravedad en distintos
sectores.
21. •La tierra genera un campo
magnético y puede definirse como un
gigantesco imán irregular.
•Es un fenómeno natural, y se utiliza
un aparato llamado
MAGNETÓMETRO, que mide la
componente vertical del campo
magnético terrestre en estaciones
muy próximas entre si, dentro de un
área determinada.
24. MAGNETOMETRÍA
Las distorsiones del campo magnético permiten encontrar
anomalías magnéticas de hidrocarburos, hematita, pirorrita, etc.
Plano magnético de campo total
25. METODOS ELECTRICOS
• Las rocas, con excepción de los filones metálicos,
tienen una capacidad de conducción de la electricidad
que es proporcional, al volumen, al tamaño, y la
continuidad de los espacios vacíos y de los fluidos que
ocupan a estos.
• Todas las rocas conducen electricidad en diferentes
medidas. La resistencia al flujo de corriente eléctrica
es llamada “resistividad”.
– SONDAJE ELECTRICO VETICAL SEV.
– PERFILAJE ELECTRICO
– POTENCIAL INDUCIDO
– LINEAS EQUIPOTENCIALES
El equipo que se utiliza generalmente es un resistivimetro
31. METODOS SISMICOS
• SISMICA DE REFRACCION (con
uso en agua subterránea, obras
civiles, etc.)
• SISMICA DE REFLEXION (con uso
primordial en yacimientos
hidrocarburíferos
34. Figura cortesia de Veritas
Para
levantamientos
marinos los
sensores son
colocados en
largos
cables detrás del
barco.
Cañones de aire
se utilizan como
fuentes de
Energía
CablesCañones
Registro de datos Sísmicos en el Océano
35. Métodos Radiométricos
• Se emplean para determinar la distribución
de los elementos radioactivos (K, U, Th)
naturales.
• En exploración, de los tres tipos de radiación
emitidos por los elementos radioactivos (alfa,
beta y gama), se emplean los rayos gama,
porque tiene mayor poder de penetración.
• Este método se emplea generalmente para
mapeo geológico y para la búsqueda de
minerales radiactivos.
36. Métodos Geotermales
• Estudian la distribución de la temperatura
con medidas en la superficie de la tierra o en
los pozos de baja profundidad perforados
exclusivamente para este fin.
• Adicionalmente se realizan medidas en pozos
profundos para determinar el gradiente
geotérmico.
• Se emplea para la detección de reservorios
geotermales, de hidrocarburos, estudios
estructurales profundos, etc.
39. Elección el Método
• En la practica se pueden aplicar uno o
varios métodos a un determinado objetivo
con base al contraste de las propiedades
físicas que se suponen que existen entre el
objeto y el medio en cual se encuentra.
• Otros factores son la topografía, ruido
cultural, heterogeneidades superficiales y
la naturaleza de la cubierta que tiene
bastante influencia en la mayoría de lo
métodos, y el costo.
40. Elección el Método
• El planteamiento de una prospección se inicia
con un estudio geológico para conocer las
características de la cuenca, luego se pasa al
estudio de la zona por un método geofísico.
• Determinado el método a utilizar, se
programa la disposición de los perfiles de
medida.
• El intervalo de los puntos de medida, el tipo
de dispositivo electrónico a emplear en el
caso de los métodos geoeléctricos de
resistividad y polarización inducida.
41. Elección el Método
• El tipo de fuente primaria y separación de
bobinas en el caso de las métodos
electromagnéticos; detalles que están en
función de la profundidad de investigación,
tamaño y geometría del que se espera detectar.
• Los perfiles de medida o líneas geofísicas, donde
están ubicadas los puntos de medida o
estaciones, son usualmente líneas rectas
distribuidas regularmente cuando las
investigaciones son a detalle.
• En algunos trabajos regionales y preliminares
los puntos de medida se ubicas en forma
irregular utilizando caminos, sendas, etc. (vías
de fácil acceso) y no preparados para tal fin.
42. Elección el Método
• El rumbo de los perfiles así como la extensión de los
perfiles, están en función del rumbo dominante de las
estructuras de interés u objetivo de trabajo.
• La ubicación de los perfiles y las estaciones de
terreno, en el caso de investigaciones terrestres, se
realiza mediante estacas identificadas por un número
o letra, Ej.: se denominan perfiles 0,5S y 10S;
• En cada perfil los puntos de medida son igualmente
marcados con números o letras son denominados 0,
1E, 2E, 3E
• La línea base es una línea ubicada
perpendicularmente a los perfiles mencionados y
denominados también perfiles transversales a la línea
base
44. PROPIEDADES FISICAS DE LAS ROCAS
BASICAS EN LAS MEDICIONES GEOFISICAS
Son cinco
1. Densidad
2. Magnetismo de las rocas
3. Radioactividad natural
4. Resistividad eléctrica
5. Velocidad sísmica
47. REPRESENTACION DE LOS DATOS
• Los datos geofísicos se representan de
diferentes maneras, siendo los más
principales:
• Perfiles,
• Mapas de contornos,
• Pseudosecciones,
• Secciones
• Representaciones tridimencionales.
48. Datos sísmicos 2D Datos Sísmicos 3D
Figuras cortesia de Phillips Petroleum Co.
49.
50. Figuras cortesía de Phillips Petroleum Co.
Este cuerpo de sal es de
mas de tres millas de ancho!
CUERPO DE SAL GOLFO DE MEXICO
51.
52. La geofísica en el campo petrolero
• La geología, por sus propios medios, no puede
determinar con precisión, probables depósitos
petrolíferos.
• Por que los primeros campos petrolíferos descubiertos
fueron a partir de métodos geofísicos como la
gravimetría y sísmica de refracción, a partir de este
descubrimiento y con el aumento de la tecnología, no
se puede realizar prospección de petróleo sin la ayuda
de métodos geofísicos.
• Los problemas que se presentan en la geología pueden
ser resueltas solo por la geofísica como la ubicación de
trampas estructurales, trampas estratigráficas (cambios
de facies, discordancias), y trampas mixtas.
53.
54. La geofísica en el campo Minero
• Mediante el empleo de métodos
geofísicos es posible localizar
depósitos minerales en el subsuelo,
aprovechándose para ello de alguna
de las propiedades físicas de los
minerales como son:
• su densidad, propiedades
magnéticas o eléctricas, su
elasticidad, su radioactividad.
55.
56. La geofísica en el campo en la
búsqueda de Aguas Subterráneas
• Debido a la composición del agua,
también es posible emplear métodos
geofísicos para detectar por su
resistividad el posible manto acuífero,
bien este delimitado por la
configuración estructural estratigráfico
del subsuelo, de esta manera encontrar
los puntos mas próximos o mas
probables de la acumulación de aguas
subterráneas.
57. La geofísica en el campo de la
Ingeniería Civil
• En trabajos de ingeniería civil, para
cimientos y fundaciones firmes,
embalses, túneles, carreteras, etc.
juega su papel la geofísica aplicada
con la determinación de la
profundidad de la roca adecuada
que sirva de cimientos a las obras,
etc.
