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Diagrafías sonicas - diagrafÍas sonoras o acÚsticas, generalidades del estudio de las diagrafÍas, aplicaciones de las diagrafÍas al analisis sedimentologico



DIAGRAFÍAS SONORAS O ACÚSTICAS

INTRODUCCIÓN:
La interpretación de diagrafías es una herramienta fundamental en el análisis sedimentológico y estratigráfico.
Las diagrafías, también conocidas como perfiles de testificación geofísica o logs, fueron registradas para la localización y la caracterización de niveles porosos, para el cálculo de parámetros tales como la porosidad, la saturación de las rocas y para realizar un estudio de los fluidos de la formación en cuestión, aunque posteriormente su importancia y aplicaciones creció notablemente sobretodo en el campo del estudio del subsuelo.
Así pues, una de las primeras aplicaciones geológicas de las diagrafías fue la de herramienta de correlación de unidades entre sondeos
A través de esta técnica es posible establecer con precisión, aspectos sedimentarios y estratigráficos como, la serie litológica, la litoestratigrafía y electrosecuencias, electrofacies, unidades sedimentarias y discontinuidades


Mediante la correlación de sondeos por diagrafías se puede analizar la evolución lateral y las geometrías de las unidades sedimentarias, además se pueden interpretar la evolución y las características de la sedimentación de la cuenca, si se dispone de abundantes sondeos, siendo a día de hoy el instrumento esencial de la correlación estratigráfica de las unidades sedimentarias en el subsuelo.
Ha día de hoy las grandes compañías interesadas en la prospección de recursos naturales, gracias a técnicas como las diagrafías, cuentan con herramientas y registros cuya aplicación más directa la constituye el análisis sedimentológico y permiten el reconocimientode texturas y estructuras de escala centimétrica y llegando a ser de carácter milimétrico.

Las diagrafías se pueden dividir en dos grandes grupos:
Diagrafías diferenciales: Posteriores a la finalización del sondeo.
Se realizan a través de la incorporación de instrumentos de lectura en el interior del sondeo.
Diagrafías instantáneas: Conocidas también por el nombre de inmediatas.
Se caracterizan porque dan información en el curso de la perforación (sobre el avance, el rendimiento, la perforación, la temperatura….)

Para un estudio geológico solo son útiles las del primer grupo, ya que, estas, aportan información sobre las características físicas y químicas de las rocas del subsuelo atravesadas por el sondeo y de los fluidos retenidos en dichos materiales.
Dependiendo de la propiedad física que se quiera analizar se utilizará un tipo diferente de diagrafía.


A continuación se representan los diferentes tipos de diagrafías y algunas de sus principales características:
Diagrafía Propiedad medida Unidades Usos geológicos
Potencial
espontáneo Potencial eléctrico natural (comparado con el barro del sondeo) Milivoltios Litología (en algunos casos), correlación, análisis de la forma de la curva, identificación de zonas porosas
Resistividad Resistencia al paso de una corriente eléctrica Ohm/metro Identificación de carbones, bentonitas y evaluación de fluidos
Radiactividad natural
(-ray) Radiactividad natural relacionada con K, Th, U Unidades API Litología (cantidad de arcilla), correlación, análisis de la forma de la curva
Neutrón Concentraciones de hidrógeno (agua e hidrocarburos en poros)% de porosidad Ientificación de zonas porosas, combinación con diagrafías acústicas y de densidad para separación empírica de litologías
Acústicas (sonic) Velocidad de propagación de las ondas sonoras Microsegundos/ metro Identificación de zonas porosas, carbón y zonas bien cementadas
Calibre Diámetro del sondeo Centímetros Evaluación de las condiciones del sondeo y de la fiabilidad de otras diagrafías
Densidad Densidad del terreno incluida la de los fluidos que rellenan los poros Kgr/m3=(g/cm3) Identificación de algunas litologías tales como anhidrita, halita y carbonatos no porosos
Buzamiento (dipmeter) Orientación de las superficies inclinadas a partir de cambios en la resistividad Análisis estructural y análisis estratigráfico
Tabla 1. Tipos de diagrafías y sus usos. (Cant, 1983 en Blatt et al, 1991).

GENERALIDADES DEL ESTUDIO DE LAS DIAGRAFÍAS
Las diagrafías se expresan mediante una imagen continua a través de la profundidad del sondeo, las curvas registradas corresponden a las líneas que unen los diferentes puntos de medida para cada uno de los diferentes parámetros en función de las diagrafías.
Cada diagrafía puede reflejar determinadas propiedades, tales como propiedades mineralógicas, texturales, contenido en fluidos….
El registro acústico o sonic, por ejemplo determina propiedades tipo textural, mineralógico, contenido de fluidos,

METODOLOGÍA Y ANALISIS DE LOS DATOS OBTENIDOS EN EL ESTUDIO DEL SUBSUELO A TRAVÉS DE DIAGRAFÍAS.

Las diagrafías es una técnica de elevada importancia en el estudio del subsuelo a través de sondeos ya que:
-La obtención de testigo continuo es unproceso caro y costoso.
-La recuperación de testigo no siempre es posible.
-El parámetro a determinar no se puede hacer en el testigo, como es el caso de la conductividad y temperatura del fluido, el flujo, el diámetro, la verticalidad o la desviación del sondeo.

Para realizar, una diagrafía, se necesita:
-un equipo de medida (situado en superficie)
-unas sondas (instrumentos que se introducen en el sondeo, de forma alargada y escaso diámetro para que no suponga un impedimento al introducirlas en el sondeo)
-cable que une ambas partes.

Los equipos de medición actualmente son digitales (desde la adquisición de los datos en el fondo del pozo por las sondas, su transporte por el cable y su almacenamiento y tratamiento en el equipo)

Una vez emplazado el equipo de testificación geofísica en la boca del sondeo, se procederá a la introducción de la primera sonda. Si uno de los objetivos del estudio es de carácter hidrogeológico, siempre es conveniente que la primera sonda sea la que registre los parámetros concernientes a la calidad del agua (conductividad y temperatura del fluido).
A continuación se introducirán las demás sondas concernientes a los distintos parámetros que se deseen analizar

Concluido el proceso de registro y una vez comprobada la calidad constructiva del sondeo (verticalidad adecuada) se observará en campo el registro con los principales parámetros para la colocación de filtros
La colocación de filtros dependerá de la situación y potencia de los tramos aportadores de información.
Una vez obtenidos los datos, se realizara su interpretación.
El fin de lasdiagrafías es realizar una relación entre las diferentes respuestas y las características de las rocas en términos de litología, textura o estructuras, por ejemplo.


Cuanto mayor sea el número de registros y mejor sea su calidad, se conseguirá una mejor y mas fiable interpretación, gracias a estas interpretaciones podemos conseguir la reconstrucción de la seria estratigráfica en la vertical en la región del/los sondeo/s
En el proceso de interpretación, se realiza, en un primer lugar un estudio cualitativo a través de los registros obtenidos, así se puede inferir las litologías en función de la profundidad.
A continuación se realiza la llamada interpretación de detalle en la que la escala puede ser de carácter milimétrico.
Cabe citar que la calidad y la validez de la interpretación estarán ligadas al tipo de registro del que se disponga.
También, a través de las diagrafías se pueden detectar, gracias a la sensibilidad de las sondas, propiedades físicas específicas debidas a niveles de acumulación de elementos radiactivos, discontinuidades…. que resultarían mucho más difíciles de observar con el uso de otras técnicas.
Muy frecuentemente, los valores registrados en las diagrafías responden a factores no geológicos como las condiciones de pozos, los métodos de perforación las entubaciones…

APLICACIONES DE LAS DIAGRAFÍAS AL ANALISIS SEDIMENTOLOGICO
Cada diagrafía ha de considerarse como una imagen parcial de la respuesta de unos específicos parámetros, y así, el conjunto de las diagrafías se ha de considerar como una imagen global de las facies geológicas.
Para realizar un análisis sedimentológico apartir de diagrafías se ha de observar la forma o el carácter de las curvas. La pendiente de las curvas nos puede dar información sobre la secuencia granulométrica, así como información de los contactos que aparecen entre los diferentes cuerpos sedimentarios.
El análisis sedimentológico a partir de las diagrafías se realiza en general a partir de la apreciación visual del o la intérprete, aunque también se puede realizar este estudio a través de programas de interpretación, pero siempre será tenida en cuenta como una primera aproximación, de nula información si carece de una interpretación posterior del o la intérprete.
Las diagrafías son, hasta el momento, el único método geofísico de estudio del subsuelo que, acompañado y apoyado con los datos de la columna del sondeo, ripios y testigo, ha sido aceptado como válido para la definición de unidades estratigráficas en el subsuelo.
Además, también se han podido caracterizar y describir medios sedimentarios a partir de la correlación entre diferentes diagrafías, basando su estudio en la hipótesis que la relación entre los parámetros considerados debe ser característica para un determinado medio sedimentario.
Otra utilidad de este estudio al análisis sedimentario es la determinación y la caracterización de las discontinuidades observadas, ya que las sondas de registro suelen detectar las anomalías o in-homogeneidades de la roca, independientemente de que su origen sea químico o físico.
En las diagrafías, estas in-homogeneidades, quedan reflejadas como valores anómalos o saltos en los valores de los parámetros de estudio.
Estos saltos suelen representarhiatos o vacíos erosionales, superficies de inundación, discordancias, fallas…

DIAGRAFÍAS SONORAS O ACÚSTICAS
Aquellas diagrafías que, a través de la medición de la velocidad de propagación de las ondas sonoras nos dan información acerca del subsuelo, como la identificación de zonas porosas o bien cementadas o la presencia de niveles de carbón siendo su unidad los microsgundos/metro.
Existen dos mecanismos para obtención de dicha información.

a) Receptor dual
Se trata de una herramienta que emplea un transmisor monopolar (de onda P) y dos receptores. Este sistema mide sólo el tiempo empleado en el intervalo R1-R2 (D).
Figura 1: Receptor dual
Esto se logra tratando a T-R1 y T-R2 como dos mediciones separadas de receptor simple y calculando su diferencia.
Para T-R2 el tiempo registrado es la suma de los tiempos empleados para atravesar los intervalos A, B, D, E. similarmente el tiempo registrado para T-R1 representa los intervalos A, B y C.
Si los intervalos C y E son iguales, la diferencia entre las dos mediciones es D. El espaciamiento entre R1 y R2 es siempre igual a la distancia representada por D, aun cuando sus posiciones relativas con respecto a D pueden variar ligeramente debido a cambios en la refracción provocadas por cambios de velocidad en la formación.
El único problema serio de un sistema de receptor dual es su comportamiento cuando los intervalos de tiempo desde los dos receptores hasta la formación son desiguales.
Esto puede ser a causa de la inclinación de la herramienta dentro del sondeo o porque los transductores receptores pasan frente a una caverna.
Encualquiera de estos casos el sistema indicará un tiempo de viaje erróneo a través de la formación porque C es significativamente diferente a E. En ausencia de estos fenómenos el sistema de receptor doble funciona bien y da resultados válidos de tiempo de tránsito de la formación.

b) Sistemas compensados
Para superar las dificultades causadas por diferentes tiempos de tránsito en el lodo hasta los dos receptores se ha desarrollado un sistema dual que efectivamente compensa esos errores, al promediar las lecturas en sentidos opuestos.
El sistema usa transmisores y receptores dispuestos como se muestra en la siguiente figura.

Figura 2: sistemas compensados.
En este instrumento los transmisores superior e inferior, (cada uno monopolar) simétricamente dispuestos, disparan alternativamente.
Los dos receptores envían a la superficie dos tandas de datos para ser promediados y de allí obtener el tiempo de tránsito en la formación.
Cuando se encuentra un ensanchamiento o un adelgazamiento del sondeo, o cuando la herramienta de alguna manera se inclina en el sondeo, se eliminan los errores introducidos a causa de la diferencia de tiempo de transito en el lodo de cada uno de los sistemas de transmisor simple-receptor dual. Una inspección de A-A`, B-B` y C-C` muestra que los promedios de estas diferencias son iguales.



BIBLIOGRAFÍA.
Artículos científicos.
- Jurado, M.J. “Diagrafías: su aplicación en el análisis sedimentario” 1989
- Aracil, E. “Técnicas geofísiscas aplicadas a la hidrología.
- Chelotti, L; Acosta, N; Foster, M, “Cátedra de geofísica aplicada, U.N.P.S.J.B., Chubut, Argentina, 2009





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