Metodos de Prospeccion

En la búsqueda y aplicación de métodos para detectar las posibles acumulaciones de minerales e hidrocarburos, los científicos e investigadores no cesan en sus estudios de las propiedades naturales de la tierra con este fin han investigado las corrientes telúricas, producto de variaciones magnéticas terrestres o han inducido artificialmente en la tierra corrientes eléctricas, alternas o directas, para medir las propiedades físicas de las rocas.
De todos estos intentos, el de más éxito data de 1929, realizado en Francia por los hermanos Conrad y Marcel Schlumberger, conocido genéricamente hoy como registros o perfiles eléctricos de pozos, que forman parte esencial de los estudios y evaluaciones de petrofísica, aplicables primordialmente durante la perforación y terminación de pozos. Básicamente el principio y sistema de registros de pozos originalmente propuesto por los Schlumberger consiste en introducir en el pozo una sonda que lleva tres electrodos (A, M, N). Los electrodos superiores M y N están espaciados levemente y el tercero, A, que transmite corriente a la pared del hoyo, está ubicado a cierta distancia, hoyo abajo, de los otros dos. Los electrodos cuelgan de un solo cable de tres elementos que va enrollado en un tambor o malacate que sirve para meter y sacar la sonda del pozo, y a la vez registrar las medidas de profundidad y dos características de las formaciones: el potencial espontáneo que da idea de la porosidad y la resistividad que indica la presencia de fluidos en los poros de la roca.
La corriente eléctrica que sale de A se desplaza a través de las formaciones hacia un punto de tierra, que en este caso es la tubería (revestidor) que recubre la parte superior de la pared del pozo. El potencial eléctrico entre los electrodos M y N es el producto de la corriente que fluye de A y la resistencia (R) entre los puntos M y N.
La influencia del fluido de perforación que está en el hoyo varía según la distancia entre M y N. Si la distancia es varias veces el diámetro del hoyo, la influencia queda mitigada y la resistividad medida es en esencia la resistividad de la roca en el tramo representado.
El ensayo puede realizarse en forma de sondeo eléctrico, buscando la variación de la resistividad con la profundidad. Para ello se hacen diferentes medidas variando la distancia entre los electrodos y manteniendo el centro de la alineación de los cuatro electrodos en un punto fijo.
Al incrementar la distancia aumenta la profundidad alcanzada por las líneas de corriente, englobando, por tanto, una mayor profundidad de suelo. Si la resistividad crece, puede concluirse que hay un estrato profundo de mayor resistividad, sucediendo lo contrario si la resistividad decrece al aumentar la separación. La profundidad hasta la que puede aplicarse es de unos 20 metros.
Los métodos eléctricos son un tipo de método geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento geotécnico.
Esta prospección tiene como objetivo determinar la resistividad eléctrica de las rocas que constituyen el subsuelo y su distribución.
De tal manera que se puedan interpretar los cambios que se producen, debidos a la presencia del agua subterránea o al contenido mineralógico que presentan las formaciones de roca. Estos métodos eléctricos utilizan la distribución del subsuelo en términos de homogeneidad, basados en la caracterización resistiva.
En esta distribución del subsuelo, es posible observar zonas anómalas que pueden ser debidas a estructuras geológicas contrastantes o bien la presencia de fluidos conductores como el agua y el contenido mineralógico que altera los valores de la resistividad del medio.
El flujo de corriente a través del terreno discurre gracias a fenómenos electrolíticos, por lo que la resistividad depende básicamente de la humedad del terreno y de la concentración de sales en el agua intersticial. Por ello existe una gran variabilidad de valores de la resistividad para cada tipo de terreno, con rangos muy amplios.
Las propiedades físicas de un material de acuerdo con su comportamiento electromagnético son: la constante dieléctrica, la permeabilidad magnética y la resistividad; la resistividad, es la propiedad que se mide en los métodos eléctricos de exploración.
Algunos instrumentos utilizados en los métodos exploratorios eléctricos son:

Sondeos Resistivos:

Estos métodos miden las variaciones que generan las propiedades eléctricas de las rocas y minerales, especialmente su resistividad. De manera común se induce un campo artificial eléctrico creado en superficie al hacer pasar una corriente eléctrica en en el subsuelo.

Dentro de los sondeos resistivos encontramos:


Sondeo Eléctrico Vertical SEV
Calicatas eléctricas
Métodos Dipolares
ERT Tomografía Eléctrica

En general:

Wenner Alpha / Beta / Gamma
Wenner-Schlumberger
Dipolo-Dipolo, Polo-Dipolo, Polo-Polo
MSG
SP: Potential Natural ente otros.

El método geofísico empleado para la obtención de la resistividad de los materiales del subsuelo es el eléctrico, en su modalidad de Sondeo Eléctrico Vertical (SEV), con arreglo interelectródico tipo Schlumberger, para lo cual se utilizan 4 electrodos de acero inoxidable, 2 (A, B), llamados de corriente, que son los que transmiten la corriente eléctrica al terreno; para este caso la máxima abertura fue de 50 m y el otro par son los electrodos denominados de potencial (M, N), los cuales reciben la diferencia de potencial que surge al recibir la corriente eléctrica, y conectados al aparato, se procesan los datos presentando los valores de resistividad aparente, los cuales a su vez multiplicados por una constante de proporcionalidad de acuerdo al arreglo y espaciamiento utilizados, se grafican obteniendo una curva de resistividad contra profundidad de exploración.

Una vez obtenida esta gráfica, se procesan los datos en la computadora bajo el programa denominado "Resix P", en el cual hacer una serie de interacciones se analiza el modelo de capas inicial, el cual se ajusta a la curva establecida para llegar a un modelo de capas final.
Al obtener este modelo de capas para cada SEV, se realiza una correlación entre éstos para construir las secciones geoeléctricas, mismas que nos darán un panorama general de la estratigrafía del subsuelo.
El equipo utilizado para el desarrollo de los Sondeos Eléctricos Verticales (SEV"S) consiste en una consola, la cual integra un amperímetro, así como un procesador para tomar las lecturas directas y una fuente de energía, cuatro carretes de cable monopolar, dos de corriente y dos de potencial, cuatro electrodos de acero inoxidable, una brújula, un posicionador global y demás equipo de apoyo.

Calicatas eléctricas


La finalidad de las calicatas eléctricas (CE) es obtener un perfil de las variaciones laterales de resistividad del subsuelo fijada una profundidad de investigación. Esto lo hace adecuado para la detección de contactos verticales, cuerpos y estructuras que se presentan como heterogeneidades laterales de resistividad.
se resalta que la zona explorada en el calicateo eléctrico se extiende desde la superficie hasta una profundidad más o menos constante, que es función tanto de la separación entre electrodos como de la distribución de resistividades bajo ellos.
Experimentalmente, la CE consiste en trasladar los cuatro electrodos del dispositivo a lo largo de un recorrido, manteniendo su separación, obteniéndose un perfil de resistividades aparentes a lo largo de aquél.

Aplicaciones

Cambios litológicos Verticales

Techo de roca sana
Detección de Cavidades
Profundidad y Espesor de relleno
Cuerpos Conductivos
Detección de plumas de contaminación
Caracterización de vertederos
Localización de restos arqueológicos

Sondeos Electromagnéticos:


Los métodos geoeléctricos para la prospección electromagnética, calculan la resistividad eléctrica de los materiales del subsuelo, basados en la teoría electromagnética normada por las ecuaciones de Maxwell y están fundamentados en el fenómeno conocido como inducción.
Los métodos electromagnéticos se pueden caracterizar por el tipo de fuente que utilizan: natural o artificial. También se pueden dividir por el tipo de operación, pueden ser en el dominio del tiempo o en el dominio de las frecuencias.

Aplicaciones

Detección de Fallas

Contactos y Buzamientos
Conducciones de Agua o Electricidad
Acuíferos
Profundidad y Espesor de relleno
Cuerpos Conductivos
Intrusiones salinas en acuíferos
Localización de restos arqueológicos

En esta prospección se encuentran diversos tipos de sondeos:


Sondeo por Transitorio TDEM
Sondeo Magnetotelúrico SMT
Geo-Radar o GRP

Sondeo Transitorio TDEM

El método del sondeo transitorio (SEMT o TDEM por sus siglas en inglés) es una técnica de exploración geofísica usada para estimar la resistividad eléctrica del subsuelo, con aplicaciones en diversas áreas (geohidrología, minería, geotermia, etc.).

En general, los SEMT son realizados con una unidad transmisora unida a un alambre (espira grande, bobina o bipolo eléctrico) y un sensor (bobina o dipolo eléctrico) que recibe y manda la señal a una unidad receptora. Al inyectar una corriente constante en el alambre transmisor se produce un campo magnético primario.
Un corte rápido de esta corriente ocasiona la interrupción del campo magnético primario, lo que produce, para satisfacer la ley de Faraday, la inducción electromagnética de corrientes eléctricas en el subsuelo. Estas corrientes, que fluyen en trayectorias cerradas en el subsuelo, migran en profundidad y lateralmente, mientras que su intensidad disminuye conforme pasa el tiempo, lo que genera a su vez un campo magnético secundario transitorio. Este campo secundario induce un voltaje variable en tiempo en el receptor. La forma del decaimiento de este voltaje contiene información sobre la resistividad del subsuelo, puesto que la magnitud y distribución de las corrientes inducidas depende de la resistividad. El carácter migratorio en profundidad de las corrientes es usado como un control de la profundidad, es decir, los voltajes de tiempos cortos proveen información de la resistividad somera, mientras que los de tiempos largos la dan de la resistividad a mayor profundidad.

Sondeos Magnetotelúricos SMT


Se miden las diferencias de potencial de las corrientes telúricas que se originan en el campo geomagnético. No necesitan fuente, pero es necesario que haya fluctuaciones en el campo geomagnético para obtener buenos resultados. Se obtiene información de mucha profundidad

Aplicaciones

Detección de Fallas, Contactos y Buzamientos

Cuerpos Conductivos
Cavidades
Acuíferos

Geo-radar o Ground Penetrating Radar


Es un método que utiliza fuentes de corriente alterna donde se obtiene información mediante la reflexión de ondas electromagnéticas de alta frecuencia 100KHz a 800 MHz
Aunque este limitado el alcance de penetración por las altas frecuencias, es una herramienta practica, ya que de manera versátil da una rápida interpretación de la investigación del subsuelo en el intervalo somero.

Aplicaciones

Determinan la presencia de zonas saturadas.
Ayudan a conocer la geometría del acuífero.

Los métodos geoquímicos aplicados a la exploración minera son una herramienta esencial utilizada en los programas de exploración en todas sus etapas, desde los trabajos iniciales de reconocimiento hasta los de detalle cuando el yacimiento ya ha sido localizado. Los métodos geoquímicos también se utilizan para identificar las prolongaciones de los yacimientos ya conocidos o en explotación y como ayuda en la toma de decisiones en la selección de áreas de interés para llevar a cabo la perforación como etapa final en la localización de yacimientos de hidrocarburos.
La exploración geoquímica de superficie también investiga la presencia de hidrocarburos químicamente identificables que se encuentren en superficie o cerca de la misma o los cambios inducidos por la presencia de esos hidrocarburos en el suelo, con la finalidad de localizar las acumulaciones en el subsuelo que le dieron origen. Su rango de observación se extiende desde aquellos afloramientos de petróleo y/o gas de escala macroscópica (fácilmente visibles), hasta los de escala microscópica en los que es necesaria la identificación de huellas o rastros de hidrocarburos no visibles o inferirlos a través de la identificación de cambios en el suelo o en la superficie del terreno producidos por la presencia de hidrocarburos.

METODOS GEOQUIMICOS


Los métodos de prospección geoquímica de superficie se han usado desde la década de 1930, pero es en esta última década que se ha visto un renovado interés en la exploración geoquímica, especialmente por el desarrollo de nuevos métodos analíticos e interpretativos, que han generado un nuevo conjunto de datos que han activado la exploración geoquímica.

Muchos de estos nuevos desarrollos tecnológicos están sumariados en la Memoria 66 publicada por la AAPG, "Hydrocarbon Migration and Its Near- Surface Expression". Relevamientos geoquímicos y otras investigaciones documentan el hecho de que las microfugas de hidrocarburos, ya sean líquidos o gaseosos, desde una acumulación son:

comunes y de amplia distribución
predominantemente verticales (con obvias excepciones en algunos ambientes geológicos)
dinámicas (responden rápidamente a los cambios en las condiciones de los reservorios).

La exploración normalmente involucra una secuencia de pasos, tanto en la etapa de planeación como en la de ejecución. La organización de un estudio geoquímico, independientemente de la escala, esta basada en tres unidades funcionales principales:


a) El trabajo de campo, empleado primeramente en el muestreo.

b) Laboratorio.

c) La dirección técnica responsable para la toma de decisiones sobre el personal, decisiones técnicas y de operación, así como la interpretación de resultados.

El principal propósito de este paso es seleccionar áreas o regiones que tengan buen potencial mineral y que puedan ser prospectados en su totalidad.
La selección inicial de áreas puede estar basada por la revisión de la geología conocida y los registros de la pasada prospección y actividad minera.
Esta revisión puede dar lugar a posibles tipos de yacimientos actuales en éstas áreas, basadas en el reconocimiento de la mineralización y el ambiente geológico. Además, un reconocimiento minucioso puede conducirnos a la distribución de las rocas y estructuras favorables, la naturaleza de la cobertera y de las condiciones de intemperismo y otras circunstancias que pueden enmascarar las manifestaciones superficiales de la roca mineralizada en el subsuelo.

OBJETIVOS DE LA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA

El principal objetivo de un programa de exploración geoquímica es establecer la presencia y distribución de hidrocarburos en el área y, sobre todo, lo más importante es determinar la probable carga de hidrocarburos de prospecto. En programas de reconocimiento o regionales, la presencia de micro o macro afloramientos de hidrocarburos proveen una evidencia directa de la generación de hidrocarburos. Es decir que se pone en evidencia la presencia de un sistema petrolero activo y se identifican los sectores de la cuenca que son más atractivos. Adicionalmente, la composición química de estos afloramientos puede indicar si es una cuenca propensa para la generación de gas o petróleo. Si el objetivo es evaluar el potencial exploratorio de un prospecto, los resultados de un programa geoquímico pueden llevarnos a evaluar mejor el riesgo, identificando aquellos prospectos asociados con fuertes anomalías geoquímicas y resaltando los prospectos en base a su posible carga de hidrocarburos.
Para el estudio de proyectos de desarrollo, los trabajos detallados de reconocimiento de anomalías superficiales de hidrocarburos pueden servir para:

ayudar a decidir la ubicación de pozos de avanzada o de desarrollo
delinear los límites productivos de un yacimiento
identificar compartimentalizacion es del reservorio

monitorear el drenaje de los hidrocarburos a través del tiempo, repitiendo los estudios geoquímicos cada cierto período de tiempo. Los programas geoquímicas de superficie pueden a su vez añadir valor a la información sísmica 2-D y 3-D a través de la identificación de ciertas características particulares o compartimentalizaciones del reservorio cargados con hidrocarburos.

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