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Interpretar la geología de la tierra abarca principios físicos que comprenden las áreas de gravimetría, magnetometría, métodos potenciales (métodos eléctricos) y, el estudio de ondas, entre otros, nos dice en este diálogo Roderick Pérez, Doctor en Geofísica que visitó Bolivia para dictar un curso en la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra (UPSA).

Raúl Serrano

1¿Qué significa la Geofísica de Exploración de Hidrocarburos?

La geofísica es la ciencia que utiliza principios físicos y los aplica para, de manera indirecta, realizar un estudio que nos permita hacer una interpre- tación de la geología de la tierra. Estos principios físicos comprenden las áreas de gravimetría, magnetometría, métodos potenciales (métodos eléctricos) y el estudio de ondas, entre otros. Debido a que cada una de estas áreas de investigación tienen diferentes rangos de resolución, las mismas se utilizan para diferentes fines, ya sea en el área de la sismología, estudios ambientales, así como la exploración de hidrocarburos.

En el año de 1859 Edwin Drake tuvo que escavar cerca de 21 metros para encontrar, lo que se conoce como, el primer pozo comercial de petróleo en Estados Unidos de Norteamérica. A partir de ese momento el uso de combustibles fósiles, como principal fuente de energía, ha incrementado la exploración mundial de hidrocarburos y por lo tanto se ha hecho necesario el desarrollo de diversos métodos para su exploración y posterior extracción.

Actualmente, la profundidad promedio para un pozo vertical de exploración de hidrocarburos va entre 3,000 y 5,000 metros de profundidad (dependiendo del área geográfica y cuenca petrolífera).

La mayor fortaleza del proceso sísmico es la capacidad de darnos una representación regional de las estructuras que con- forman la tierra”.

Para encontrar una estructura a estas profundidades es imperativo utilizar métodos como la geofísica, que nos permitan ubicar con un cierto grado de precisión, la existencia o no de una estructura que contenga hidrocarburos.

La idea del uso de las ondas de so- nido para exploración de hidrocarburos fueron desarrolladas inicial- mente por Reginald Fessenden y Thomas Alva Edison, quienes du rante la Primera Guerra Mundial (1914 - 1918) las utilizaban para ubicar los cañones enemigos. Estos pioneros y visionarios guiaron a J.C. Karcher a aplicar dichos cono- cimientos en el área de análisis de ondas, para localizar estructuras geológicas en el subsuelo, naciendo así una nueva rama en el mundo de la exploración petrolera que cambiaría el mundo para siempre.

2¿La representación de la estructura de la tierra es definitiva para saber si hay reservas de hidrocarburos?

En la geofísica de exploración se utilizan la ondas generadas por una fuente, ya sea una explosión (con trolada), o por un camión que vibra en un cierto grado de frecuencia, las cuales viajan a lo largo del subsuelo y se reflejan y refractan debido a los contrastes de densi dad y velocidad en cada una de las capas de sedimentos. Estas ondas son recogidas o grababas por geófonos, los cuales son una especie de micrófonos adaptados para tal fin, para posteriormente ser apiladas y formar una imagen del subsuelo. En dicha imagen, el geofísico de interpretación es capaz de analizar dicha imagen basado en sus conocimientos para poder identificar ubicaciones potenciales de hidrocarburos.

Durante el tiempo que las ondas viajan en el interior de la tierra ocurren muchos procesos como la interferencia destructiva y constructiva de las ondas, que dificultan la imagen final enmascaran- do en muchos casos información importante. La labor del geofísico que procesa dichos datos sísmicos es reducir estos efectos utilizando algoritmos matemáticos, lo cual conlleva un tiempo prolongado de procesamiento.

Debido a estos procesos, la geofísica de exploración necesita de la combinación de otras ciencias, como la geología, geoquímica, entre otras, para hacer los estudios necesarios que nos permitan predecir con un cierto rango de probabilidad la posibilidad de que se encuentre hidrocarburo.

3 Por tanto, solamente perforando se llega a saber de la existencia de hidrocarburos…

Debido a que la sísmica es un método indirecto y está sujeto a muchas ambigüedades, producto de la propagación de las ondas en el subsuelo, la única manera de saber si existe la presencia o no de hidrocarburos es perforando aquellas estructuras que solo se pueden identificar utilizando la sísmica.

Así como un lápiz se distorsiona cuando se encuentra dentro de un vaso de agua, lo mismo pasa con las imágenes sísmicas. En el subsuelo, estas variaciones son producto de los efectos en la propagación de las ondas producto de las variaciones de densidad, velocidad. Para reducir estas distorsiones es necesario aplicar métodos y algoritmos basa- dos en teoremas del procesamiento de señales.

4 ¿Cuáles son las fortalezas de los procedimientos de interpretación en el proceso de exploración de hidrocarburos?

La mayor fortaleza del proceso sís- mico es la capacidad de darnos una representación regional de las es- tructuras que conforman la tierra. Para esto, existen varias modalidades al momento de adquirir datos sísmicos, que pueden ser 2D y 3D.

La sísmica 2D puede considerarse como una línea, mientras que la sísmica 3D permite darnos una visual regional, donde en ambos casos una de las dimensiones es profundidad (Z), mientras que las otras son X y Y (en el espacio), respectivamente.

5 Y, ¿las debilidades?

Uno de las principales debilidades del método sísmico es su alto costo al momento de la adquisición y procesamiento (comparado con otros costos en el proceso exploratorio). Adicionalmente, la resolución de las estructuras que se pueden resolver (o identificar), varía a medida que la profundidad aumenta. A pesar de esto, es imprescindible al momento de hacer exploración de hidrocarburos.

Como su mismo nombre lo indica, la “interpretación sísmica” es el proceso cognitivo individual que consiste en la reconstrucción de la tierra utilizando datos sísmicos. La veracidad de la interpretación está asociada a la experticia y conocimiento del intérprete. Como interprete no sólo es necesario aprender a reconocer estructuras, sino identificar otras pseudoestructuras no reales ocasionadas por los procesos descritos anteriormente, que puedan llevar a identificar falsos posi tivos.

En el proceso exploratorio donde el rango de error es mínimo, la diferencia entre unos metros puede hacer la diferencia entre el éxito y el fracaso, cualquier información adicional siempre es valiosa, y la sísmica de exploración es una de esas herramientas que, utilizada de manera correcta, contribuye a reducir estos errores.

Así como un lápiz se distorsiona cuando se encuentra dentro de un vaso de agua, lo mismo pasa con las imágenes sísmicas”.

6 ¿La exploración del gas no convencional exige alguna peculiaridad en el procedimiento de interpretación?

La adquisición sísmica para reservorios convencionales y no convencionales (shales) no presenta ninguna variación. La diferencia principal radica al momento de la interpretación de estructuras geológicas. En el caso de reservorios convencionales se buscan estructuras como fallas, anticlinales, domos; así como discontinuidades y canales. En cambio, debido a que en su mayoría los reservorios no convencionales fueron depósitos convencionales, tienen una mayor extensión regional, los datos sísmicos son utilizados para comprender las propiedades geomecánicas del reservorio.

7 Cuál fue la característica del curso que dictó en la UPSA en Santa Cruz de la Sierra?

El curso de Introducción a la Geofísica de Exploración de Hidrocarburos, dictado en la Universidad Privada de Santa Cruz (UPSA), durante los días 24 al 28 de Marzo del 2014, fue diseñado para proveer a los participantes los conocimientos básicos en geología, geofísica, y matemática, para comprender la naturaleza de los datos sísmicos y cómo estos representan la estructura de la tierra.

Durante el curso se presentaron ejemplos, los cuales fueron utilizados para evaluar las fortalezas y debilidades de los procedimientos de interpretación comúnmente utilizados por intérpretes en el proceso de exploración de hidrocarburos. El curso abarcó temas varios, cubriendo áreas que fueron desde el proceso de señales digitales, adquisición sísmica, atributos sísmicos, hasta el modelado sísmico, entre otros.

Este tipo de curso introductorio busca establecer los principios básicos en geología y geofísica (geocientíficos) para quienes están interesa- dos en conocer más del proceso de interpretación de datos sísmicos. El curso contó con la asistencia de ingenieros de petróleo que deseaban expandir sus conocimientos sobre el proceso de exploración de hidrocarburos. El contenido impartido se dividió entre una sección teórica, y otra sección de práctica, donde los asistentes recibieron ejercicios de interpretación los cuales realizaron de forma manual, y finalmente se realizaron varias sesiones de inter- pretación sísmica con un software de computación.

En general, esta experiencia fue muy gratificante, donde tuve la oportunidad de conocer personas muy interesantes, así como conocer más sobre las necesidades específicas en materia de exploración en Bolivia. Principalmente en Bolivia, así como en otros países de la región como Colombia, Perú, y Bolivia, la exploración está relacionada con la complejidad estructural de los Andes.

A modo de conclusión decir que el uso de ondas para la exploración de hidrocarburos es relativamente moderno, y ha sido inspirado por la curiosidad y el deseo de los hombres en querer entender las estructuras que se encuentran contenidas en el subsuelo, siempre de la mano de los desarrollos tecnológicos de las guerras armamentistas. Se puede concluir, entonces, remarcando que la geofísica de exploración surgió de la necesidad de encontrar depósitos de hidrocarburos de manera eficiente y así satisfacer la demanda cada vez más creciente de combustibles fósiles.

Actualmente, la profundidad promedio para un pozo vertical de exploración de hidrocarburos va entre 3,000 y 5,000 metros de profundidad...”