Maestría en Geofísica

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Evaluación de las condiciones de estabilidad del terreno para la instalación de un parque solar fotovoltaico en una zona clausurada del relleno sanitario el Carrasco de Bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Álvarez Rincón, Jesús Alberto; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Viviescas Jaimes, Álvaro; Rodríguez, Wilfredo del Toro; Madrid Argomedo, Manuel Ricardo
El cierre definitivo de rellenos sanitarios plantea desafíos tanto ambientales como técnicos, pero también oportunidades para el desarrollo de proyectos sostenibles, como la generación de energía solar. Este estudio evalúa las condiciones de estabilidad del terreno en una zona clausurada del Relleno Sanitario El Carrasco, en Bucaramanga, con el fin de determinar su viabilidad para la instalación de un parque solar fotovoltaico. Para ello, se integraron métodos geofísicos no destructivos (tomografía de resistividad eléctrica, sísmica de refracción y análisis MASW), un ensayo de carga piloto y modelamiento numérico en 2D utilizando el software GID–Code Bright. Los resultados revelan una marcada heterogeneidad estratigráfica y mecánica del subsuelo, con la identificación de siete capas cuasi horizontales diferenciadas por sus propiedades dinámicas. Se evidenciaron zonas blandas asociadas a materiales saturados y lixiviados, con alto potencial de asentamiento diferencial. El modelo numérico permitió simular el comportamiento del terreno bajo carga, destacando la importancia de una adecuada zonificación y monitoreo continuo. Este trabajo ofrece una metodología replicable para otras ciudades que buscan reaprovechar espacios clausurados, aportando criterios técnicos para el diseño de proyectos de infraestructura sobre terrenos de origen antrópico.
Geomecánica aplicada en la evaluación de integridad de yacimiento y roca sello asociado a proyectos de inyección de agua
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Charry Torrado, Anggie Paola; Quintero Peña, Yair Andrés; Sanabria Gómez, José David; Corzo Rueda, Reinel; Vargas Silva, Diego Armando
Los procesos de inyección de agua, pueden inducir alteraciones significativas en el tensor de esfuerzos y la presión de poro, con implicaciones directas en la integridad geomecánica de la formación y la estabilidad de fallas preexistentes. Este estudio evalúa comparativamente dicha respuesta mediante un esquema de acoplamiento unidireccional (OWC-One way coupling) y bidireccional (TWC- Two way coupling) entre un simulador de flujo y un modelo geomecánico elastoplástico tridimensional. Se analizaron tres escenarios de inyección: un pozo vertical, un pozo horizontal, y un arreglo lineal de 6 inyectores horizontales. Los resultados de la evolución espacio-temporal de la presión y los cambios inducidos en el campo de esfuerzos se utilizaron para evaluar la integridad del yacimiento y roca sello, y la sensibilidad a la reactivación de fallas. A condiciones iniciales, el sistema mostró una estabilidad general. Los parámetros de integridad (valor de yield) y sensibilidad de fallas (tendencia al deslizamiento) indicaron buenas condiciones tanto en el yacimiento como en la roca sello, aunque las fallas orientadas entre 320° y 350° mostraron mayor sensibilidad. A condiciones finales, los resultados numéricos revelaron que el tipo de acoplamiento tuvo un impacto fundamental en la predicción del comportamiento geomecánico del subsuelo. A diferencia del OWC, donde los cambios geomecánicos fueron mínimos, el acoplamiento bidireccional (TWC) capturó una interacción más realista y dinámica. Esto se manifestó en las actualizaciones de permeabilidad, donde el TWC mostró incrementos pronunciados, especialmente en las fallas, facilitando una mayor propagación de la presión y, por ende, mayores cambios en los esfuerzos. Sin embargo, estos cambios no fueron lo suficientemente fuertes para llevar el sistema (matriz y discontinuidades) a condiciones críticas. Los escenarios de inyección propuestos mostraron un bajo riesgo de falla por corte o tensión en la roca intacta, y todas las fallas se mantuvieron estables.
Generalización del mejoramiento de imágenes sísmicas post-apilado a partir del aumento de datos usando modelos generativos profundos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-05) Ariza Serrano, Geraldine Andrea; Goyes Peñafiel, Yesid Paul; Sanabria Gómez, José David; Cárdenas Soto, Martín; Meneses Fonseca, Jaime Enrique
Las imágenes sísmicas post-apiladas suelen contener ruido y distorsiones estructurales que dificultan la interpretación precisa del subsuelo, especialmente en contextos geológicamente complejos. Los métodos de mejoramiento sísmico incluyen técnicas clásicas de filtrado, que dependen del conocimiento de expertos y pueden comprometer la fidelidad estructural, así como enfoques de aprendizaje supervisado, más flexibles pero dependientes de datos representativos y etiquetados. Aunque estos métodos han mostrado resultados prometedores, persisten limitaciones en su capacidad de generalización cuando se aplican a datos de campo, debido a la discrepancia entre los conjuntos de entrenamiento y la variabilidad real del subsuelo. Para superar estas restricciones, se propone una metodología generativa–supervisada que integra síntesis estructural con entrenamiento dinámico. El enfoque aprovecha cinco complejidades estructurales observadas en cuencas emergentes colombianas (plano, inclinado, plegado, diapírico y fallado) para entrenar un generador progresivo condicional y un autoencoder variacional, con los cuales se producen parches limpios que sirven como referencia en la tarea de mejoramiento supervisado. Previo a esta tarea, los parches se degradan dinámicamente mediante operadores sintéticos, generando en cada iteración pares limpios–ruidosos diversos para robustecer el entrenamiento. Experimentos con datos de campo muestran que nuestro método atenúa el ruido de manera efectiva y preserva la geometría estructural, demostrando capacidad de generalización incluso cuando el entrenamiento se realiza exclusivamente con datos sintéticos.
Definición del impacto en el contenido de agua del suelo de un cultivo de pinos en el municipio de Zapatoca, Santander, a partir de mediciones geofísicas
(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-01) Herrera Hernández, Beatriz Katherin; Bernal Olaya, Rocío; Colegial Gutiérrez, Juan Diego; Serrano, Jheyston; Abril Benjumea, Jorge Luis; Márquez Molina, John Jairo
La investigación evalúa el impacto de las plantaciones de pino sobre el contenido de agua en el suelo en Zapatoca, Santander, utilizando métodos geofísicos como Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE) y Radar de Penetración Terrestre (GPR). Este estudio busca comprender cómo los cultivos de especies forestales no nativas pueden modificar la dinámica hídrica del suelo, un factor clave para la sostenibilidad ambiental y la productividad agrícola de la región. Se analizaron cuatro parcelas experimentales: tres con especies de pino (Maximinoi, Oocarpa y Pátula) y otra con bosque nativo. La metodología incluyó la caracterización físico-química del suelo, mediciones geofísicas repetidas en el tiempo, el cálculo del contenido de agua en el suelo a partir de las mediciones geofísicas, y análisis complementarios de contenido de agua en laboratorio. Se identificaron diferencias significativas en la textura, Carbono Orgánico Total (COT) y composición química del suelo entre parcelas, destacando un mayor contenido de arcilla en los bosques nativos frente a los suelos bajo pinos, lo que influye en la resistividad y su capacidad de retención de agua. Los resultados geofísicos evidenciaron que las plantaciones de pino reducen la infiltración de agua debido a barreras físicas superficiales, como las acículas. Este efecto se tradujo en un menor contenido de agua en profundidad en el suelo bajo pinos, con dinámicas de humedad más limitadas espacial y temporalmente. El estudio resalta la eficacia de los métodos geofísicos para caracterizar la variabilidad hídrica en diferentes tipos de vegetación y sugiere enfoques multidisciplinarios para gestionar los impactos ambientales en ecosistemas intervenidos.
Investigación de la estructura interna del VCM a partir de la interpretación de datos geofísicos de campo potencial
(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-26) Aparicio Guevara, Angi Viviana; Bernal Olaya, Rocío del Pilar; Sanabria Gómez, José David; Moyano Niego, Ismael Enrique; Khurama Velásquez, Sait
El volcán Cerro Machín, ubicado en el flanco oriental de la Cordillera Central en Colombia, es considerado uno de los más peligrosos del país debido a su alto potencial explosivo y al amplio alcance de sus depósitos piroclásticos (Piedrahita et al., 2018; Rueda Galeano, 2005). Este estudio presenta los resultados de levantamientos magnéticos y gravimétricos realizados en el interior y alrededores del volcán, con el objetivo de mejorar la comprensión de su estructura interna somera. Se recolectaron un total de 137 mediciones gravimétricas y 38.789 registros del campo magnético (modo walk), a partir de los cuales se generaron mapas de anomalías. Se construyeron dos modelos geológico-geofísicos 2D en las direcciones NO-SE y SO-NE. Los resultados revelan variaciones laterales en la densidad y susceptibilidad magnética dentro del domo volcánico principal, interpretados como posibles zonas de alteración hidrotermal asociadas al flujo de fluidos que generan desmagnetización, un posible conducto fracturado en rocas metamórficas del basamento (Complejo Cajamarca), y variaciones en el espesor de depósitos piroclásticos y lavas. Estos hallazgos resaltan la compleja interacción entre procesos tectónicos, magmáticos e hidrotermales en la evolución del sistema volcánico, y aportan información clave para su monitoreo y evaluación de amenazas.
Estimación de la porosidad de reservorios a partir de sísmica post-apilado usando un modelo de aprendizaje profundo regularizado con datos de porosidad de pozo. Una aplicación en Near-Field Exploration
(Universidad Industrial de Santander, 2025-07-03) Córdoba Castillo, Nicolás; Goyes Peñafiel, Yesid Paul; Castro Vera, Leidy Lizeth; Illidge Araújo, Erick Johan; Galvis Carreño, Laura Viviana
La estimación de la distribución de porosidad resulta esencial para la exploración de hidrocarburos, captura y almacenamiento de carbono, y aprovechamiento de energía geotérmica. Los métodos tradicionales, fundamentados en inversión sísmica y ecuaciones de física de rocas, demandan extenso procesamiento, requieren ajustes paramétricos múltiples y presentan alta sensibilidad ante variaciones mineralógicas y de fluidos en la roca. Este estudio propone una metodología basada en redes neuronales (NN) que estima directamente la porosidad a partir de datos sísmicos post-apilado, superando las limitaciones mencionadas. La propuesta incorpora una función de pérdida que integra datos de porosidad obtenidos de registros de pozo para optimizar el entrenamiento. El método desarrollado superó a otras arquitecturas de aprendizaje automático en la estimación de porosidad a partir de datos sísmicos, tanto en el dominio del tiempo como de profundidad, utilizando datos sintéticos y reales. Los experimentos con datos sintéticos evidenciaron la superioridad predictiva del método propuesto frente a modelos alternativos. Adicionalmente, las pruebas con datos reales alcanzaron un R2 = 0,860 en los datos de prueba, resultado corroborado mediante técnicas de validación cruzada. Estos hallazgos confirman la robusta capacidad de generalización de la red, su resistencia ante la variabilidad de datos y su estabilidad en condiciones de ruido moderado, generando resultados geológicamente interpretables. La red completó su entrenamiento en 373,7 segundos para 120.263 trazas y realizó predicciones sobre 52.910 trazas en 4 segundos, reduciendo notablemente los tiempos de procesamiento respecto a métodos convencionales y de otras redes neuronales. Los resultados subrayan el potencial de las NN para lograr estimaciones de porosidad precisas y eficientes, particularmente en el ámbito de la Near-Field Exploration, preservando la coherencia geológica.
Reevaluación de datos paleomagnéticos y de Anisotropía de Susceptibilidad Magnética en la Cordillera Oriental, Colombia: Implicaciones en la evolución de los bloques Jurásicos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-07-01) Rodríguez Chavarro, Santiago; Jiménez Díaz, Giovanny; Goyes Peñafiel, Yesid Paul; Palmera Henao, Tania Sarith; Khurama Velásquez, Sait
El campo magnético terrestre ha sufrido variaciones durante la historia geológica y las técnicas geofísicas de paleomagnetismo y Anisotropía de la Susceptibilidad Magnética (ASM) permiten reconstruir su evolución y conocer su relación con los procesos tectónicos y sedimentarios. En el complejo contexto geológico de la Cordillera Oriental (CO), la escasez de información en algunas zonas genera incertidumbres y distintas interpretaciones geológicas, como se ve reflejado en los diferentes modelos (Jurásico-Cretácico) paleogeográficos tectónicos, sedimentológicos, entre otros. Por esto, se aplicaron metodologías que involucran las dos técnicas mencionadas anteriormente para corregir el factor de aplanamiento, analizar el acortamiento tectónico a partir de ASM y determinar direcciones de paleocorrientes en la CO, buscando reducir incertidumbres y mejorar las interpretaciones paleográficas y estructurales del Jurásico-Cretácico de la región. Los resultados indican un factor de aplanamiento en la CO de 0.93 ± 0.22, sugiriendo inclinaciones sin aplanamiento significativo. Esto significa que los bloques tectónicos del Triásico-Jurásico Temprano se desplazaron desde el hemisferio sur, mientras que los bloques del Jurásico Medio-Cretácico Temprano estuvieron en paleolatitudes norte cercanas a su posición actual. Por otro lado, los valores de acortamiento obtenidos con ASM son consistentes con la mayoría de los reportados por restauración de secciones balanceadas, soportando la hipótesis de que la CO se estructuró por inversión de fallas normales preexistentes, sin evidencias de acortamientos excesivos. Finalmente, las paleocorrientes sugieren que los procesos tectónicos han controlado de forma significativa la orientación de estas a lo largo del tiempo, con direcciones más homogéneas en la zona axial de la CO que en sectores cercanos a las Fallas de Bucaramanga y Suárez durante el Jurásico y Cretácico. Esta investigación propone el uso de las metodologías geofísicas del paleomagnetismo y ASM como herramientas complementarias para la caracterización estructural y sedimentaria, así como para interpretar procesos geofísicos como la evolución geomagnética.
Tomografía sin Rayos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-06-03) Mayorga Arias, Henry; Sanabria Gómez, José David; González Álvarez, Herling; Díaz Mojica, Jhon Jairo; Abreo Carrillo, Sergio Alberto
Este artículo presenta una propuesta de inversión global para el cálculo de la estructura de velocidades sísmicas, basándose en los tiempos de propagación de los primeros arribos, sin necesidad de utilizar las trayectorias de los rayos en la generación de modelos. Los tiempos de propagación se calculan mediante un esquema de diferencias finitas que resuelve la ecuación de Eikonal, utilizando el método de barrido rápido (fast-sweeping). El proceso de inversión se fundamenta en el algoritmo de cristalización simulada (Simulated Annealing), que emplea una búsqueda aleatoria tipo Monte Carlo para converger a un mínimo global. Así mismo, se realizaron pruebas utilizando cristalización simulada (Simulated Annealing), aplicado el criterio de aceptación de Moscato y Fontanari [16] para lograr una convergencia rápida y estable. En pruebas numéricas 2D, esta metodología propone una reconstrucción rápida y precisa de modelos sintéticos bajo diversas configuraciones de geometrías de adquisición de datos y modelos geológicos. Para ello se analizaron los parámetros óptimos de funcionamiento del Sumulated Annealing, junto con los criterios de aceptación de Metropolis [15] y de Moscato y Fontanari (1990) [16], mostrando que ambos son efectivos en modelos de baja a media complejidad, mientras que el criterio de Moscato y Fontanari [16] destaca en modelos de alta complejidad. También se implementó el algoritmo en paralelo, obteniendo una mejora en el error porcentual por celdas, aunque con un costo computacional considerable, lo que destaca tanto las fortalezas como las limitaciones del algoritmo según diferentes arreglos de velocidad y configuraciones sísmicas. Estos resultados proporcionan una base para futuras aplicaciones del Simulated Annealing en la resolución de problemas geofísicos más complejos.
Modelado numérico del entrampamiento de CO2 en un medio poroso durante la inyección alternada de agua y gas (WAG)
(Universidad Industrial de Santander, 2025-04-25) Gutiérrez Barrera, Juan Carlos; Sandoval Martínez, María Isabel; Mousalli Díaz, Victoria Eugenia; Marín Cerón, María Isabel; Ortiz Meneses, Andrés Felipe
La inyección alternada de agua y dióxido de carbono (WAG-CO₂) es una técnica prometedora para mitigar la huella de carbono y aumentar la recuperación de hidrocarburos. Este estudio evalúa su aplicación en un sector del Campo Llanito, Formación Mugrosa Zona B, de la Cuenca del Valle Medio del Magdalena, analizando los mecanismos de entrampamiento, su impacto en factor de recobro y capacidad de almacenamiento de CO2. El análisis petrográfico indica estabilidad mineralógica, dominada por silicatos (principalmente cuarzo), limitando el entrampamiento mineral. La evaluación del entrampamiento capilar mediante pruebas de desplazamiento muestra 65.7% de saturación de gas atrapado después de tres ciclos WAG, con efecto de histéresis del 29.6%. A partir de datos sísmicos 2D y registros de pozo (Servicio Geológico Colombiano) se construye un modelo estático, en el cual se evalúa el entrampamiento estructural. La simulación numérica, basada en modelo composicional de ecuación de estado, indica que no se logra miscibilidad al primer contacto crudo-CO2, con una presión mínima de miscibilidad de 3590 psia, siendo la solubilidad el mecanismo de interacción. El modelo dinámico muestra que la inyección WAG bajo condiciones no miscibles reduce la densidad y viscosidad del crudo en ~27%, logra factor de recobro de ~14% y disminuye el corte de agua en ~20% con respecto al escenario de inyección de agua. El sector del Campo Llanito almacena ~0.47 Mton de CO2, siendo el entrampamiento estructural es el mecanismo inicial más importante (70-75% del total), pero su efectividad aumenta significativamente al considerar histéresis (22-25%) y solubilidad (3-5%). El análisis de sensibilidad identifica histéresis, solubilidad y relación Kv/Kh como los factores más influyentes para almacenamiento y recuperación durante un proceso WAG. Se estima un potencial de almacenamiento para el Campo Llanito de 4.788 Mton, un porcentaje de retención de CO2 del 56% y una recuperación incremental de ~5%.
Identification of a Potential Geothermal Resource in Colombia through the Application of Geoelectric Methods at the Aguas de Vichy Spring in the Municipality of San Andrés, Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2024-11-18) Mejía Fragoso, Juan Camilo; Sanabria Gómez, José David; Bernal Olaya, Rocío; Mantilla Figuera, Luis Carlos; Aguilera, Pablo
El manantial termal de Aguas de Vichy (SAN-001), identificado por el Servicio Geológico Colombiano (SGC) y situado en Santander, Colombia, representa un recurso geotérmico importante pero poco explorado. Este estudio es el primero en realizar imágenes del subsuelo del sistema geotérmico, empleando métodos de Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT) y Polarización Inducida (IP) para investigar el marco hidrogeológico. Los análisis geoquímicos del agua del manantial indican una alta salinidad y temperaturas elevadas, lo que sugiere una capacidad energética sustancial. El entorno geológico se caracteriza por fallas norte-sur (N-S) y noreste-suroeste (NE-SW), que intersectan formaciones cretácicas y precámbricas, junto con un acuífero cuaternario. Se realizaron tres transectos ERT alrededor de la falla inferida, que se planteó la hipótesis de que fuera el conducto principal de los fluidos geotérmicos. Dos transectos que cruzaban la falla revelaron valores de resistividad eléctrica que oscilaban entre casi cero y más de 1500 Ohm.m, lo que sugiere la presencia de zonas de arcilla, acumulación de aguas subterráneas y fluidos geotérmicos. Las anomalías de alta resistividad a profundidades de 5 a 10 metros indican los límites inferiores de los depósitos cuaternarios. El tercer transecto, localizado dentro del depósito Cuaternario pero lejos de la falla, exhibió resistividades de base elevadas y una prevalencia disminuida de anomalías de resistividad bajas, indicando un posible depósito de arcilla con influencia reducida de agua. Las mediciones de IP validaron la presencia de fluidos geotérmicos e iluminaron áreas con cargabilidad elevada, sugiriendo la presencia de niveles de arcilla dentro del acuífero. Nuestros hallazgos apoyan la existencia de un sistema geotérmico en el que la convección juega un papel importante, junto con notables movimientos advectivos dentro del acuífero. Esto sugiere una compleja interacción de la dinámica de fluidos del subsuelo, que integra tanto el transporte de fluidos mediado por fallas como los procesos de advección, en lugar de estar dominado únicamente por la advección como se sugirió inicialmente. La complejidad observada en estos hallazgos subraya la necesidad de estudios más detallados para mejorar nuestra comprensión de la dinámica y el potencial del sistema geotérmico, que podría hacer una valiosa contribución a los objetivos de Colombia para la sostenibilidad energética.
Sismicidad e implicaciones sismotectónicas de una zona del centro - oriente de la cuenca del Valle Medio del Magdalena (VMM) y Nido Sísmico de Bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2024-10-15) Vergara Espinosa, Carlos Andrés; Flórez Torres, Manuel Alberto; Salcedo Hurtado, Elkin de Jesús; Iglesias Mendoza, Arturo; Prieto Gómez, German Andrés
La cuenca del Valle Medio del Magdalena (VMM) y el Nido Sísmico de Bucaramanga (NSB) son áreas de gran interés sismológico debido a su importancia en la comprensión de la sismicidad y la sismotectónica en el extremo noroccidental de Sudamérica. Este trabajo de investigación presenta un análisis sismológico de estas zonas combinando algoritmos y herramientas de programación. Se emplearon técnicas de aprendizaje profundo, como PhaseNet y GrowClust, para la detección automatizada de fases sísmicas y la relocalización relativa de sismos, respectivamente. Estas técnicas permitieron mejorar la resolución espacial de la distribución de eventos sísmicos profundos en la región del VMM y el NSB. Además, se llevó a cabo un análisis de la distribución espacial de la sismicidad mediante mapas de planta, perfiles e imágenes 3D, lo que ayudó a agrupar tendencias de hipocentros y a entender la geometría de la placa de Nazca por debajo de la placa Sudamericana. Se aplicó la ley Gutenberg-Richter haciendo uso de ZMAP en Matlab para clasificar los eventos sísmicos en base a parámetros de sismicidad, identificando cuatro clústeres de sismos profundos en la zona de estudio. Se encontraron diferencias significativas en los parámetros de sismicidad entre clústeres, lo que sugiere una variabilidad en la actividad sísmica a lo largo de la región estudiada. Por último, se propone una geometría para la placa de Nazca en área de interés, considerando un cambio en su rumbo limitado por una línea en dirección W – E. Además, se observa un rompimiento de la placa a 125 km de profundidad, evidenciado por cambios en el ángulo de inclinación, que da origen al NSB. Los hallazgos de este trabajo aportan a una comprensión más completa de la sismotectónica en el extremo noroccidental de Sudamérica y respaldan la necesidad de instalar nuevas estaciones sismológicas en la zona de estudio para obtener información más precisa sobre los eventos sísmicos y el tectonismo regional.
Identificación y delimitación de recursos de gas mediante el uso de atributos sísmicos en la plataforma continental de Australia
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Vásquez Pinto, Mauricio Andrés; García González, Mario
El uso de atributos sísmicos es ampliamente utilizado en la industria energética al momento de identificar yacimientos convencionales de gas, puesto que la respuesta acústica de las saturaciones de este hidrocarburo es de fácil observación en adquisiciones sísmicas de alta calidad. Atributos como la frecuencia instantánea y el análisis de descomposición espectral se usan para identificar lo que se denominan ﬁBright Spotsﬂ que son sencillamente áreas donde existe un fuerte contraste de la velocidad de la onda en el contacto entre una roca saturada en gas con las rocas no saturadas. Dentro de los yacimientos de gas no convencionales se encuentran los yacimientos de hidratos de gas metano, también conocidos como clatratos de metano, que consisten en una estructura cristalina similar al hielo en la cual se encuentran una alta proporción de moléculas de metano (CH4). El gas más común en los hidratos de gas es el metano (>99.9%), y en algunos yacimientos se encuentran en menor cantidad otros gases como el etano, propano y dióxido de carbono Chong et al., (2015). En este estudio se aplicaron atributos sísmicos geométricos e instantáneos, modelamiento geoquímico 1D y análisis petrofísicos para analizar el bloque Poseidón 3D, al noroeste de Australia, en donde se identificó la presencia de gas en yacimientos convencionales asociados a la Formación Plover a 5 km de profundidad, y también en yacimientos no convencionales asociados a hidratos de gas a 0.5 km de profundidad.
Determinación del espesor del subsuelo inconsolidado en el abanico aluvial de Mogotes Santander utilizando sísmica de refracción
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Sánchez Pinto, Johana Katherine; Sanabria Gómez, José David; Bernal Olaya, Rocio del Pilar
Mogotes es un municipio de Santander – Colombia que se encuentra ubicado sobre un abanico aluvial. Cuenta con una extension de 487.86 km2 que abarca en el casco urbano, la planicie que ca- racteriza el abanico. En este trabajo de investigacion se muestran las secciones sısmicas obtenidas a partir de la adquisicion y procesamiento de datos empleando el metodo de refraccion y tomografıa sısmica, con el objetivo de encontrar el espesor del suelo no consolidado en el deposito aluvial. Los perﬁles sısmicos se orientaron sobre las superﬁcies de interes de acuerdo con la geometrıa y posible disposicion espacial de los suelos a estudiar. El espaciamiento entre geofonos de los perﬁles fue de 4 a 6 m, con longitudes entre 100 a 140 m. El estudio se realizo en 6 puntos estrategicos, cada punto conto con 2 lineas ortogonales en direccion NW-SE y SW-NE. La inversion ﬁnal muestra espesores variables entre 18 m y 25 m con velocidades desde 350 m/s aumentando considerablemente hasta los 2400 m/s. Los sismogramas obtenidos durante las campañas de exploracion fueron procesados con el programa SeisImager/2D con ayuda de los modulos de Pickwin y Plotrefa. Los resultados conseguidos, permitieron identiﬁcar y caracterizar los espesores del suelo no consolidado. Estos espesores y velocidades contribuian al desarrollo rural, suburbano y urbano del plan de ordenamiento territorial de esta cabecera municipal en Mogotes - Santander.
Estudio de los efectos de compactación en el análisis de la respuesta sísmica mediante la construcción de tendencias de velocidades de onda p y s contra profundidad
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Prada Socha, Luis Carlos; Calle Ochoa, Andres Eduardo
El poder modelar las velocidades de onda en función de factores geológicos tales como la mineralogía, el tamaño de grano o los procesos diagenéticos, es una herramienta útil para poder detectar y explicar anomalías en los datos sísmicos. Además da la ventaja de poder predecir las propiedades elásticas en zonas donde se cuentan con pocos datos. El trabajo de investigación desarrollado combina los efectos de compactación (local) y los modelos de física de rocas, permitiendo así crear tendencias de velocidad de onda P y S contra profundidad, restringiéndola a la geología local. Inicialmente se creó una metodología para la construcción de las tendencias de velocidad vs profundidad, teniendo en cuenta factores diageneticos, geológicos y usando modelos de compactación y física de rocas; calibrados con datos de registros de pozos. Posteriormente fue implementada dicha metodología en dos zonas de interés para un pozo colombiano, en ambas zonas se compararon los resultados con los registros de pozos y los RPDT obtenidos, observando un buen ajuste con los registros de pozo de ambas zonas Además, se analizó la respuesta sísmica en presencia de distintos escenarios de fluidos, para ello se aplicó la sustitución de fluido de Gassman para tres casos de fluidos diferentes y mediante el análisis de gráficas de intercepto y gradiente se determinaron anomalías sísmicas de cada escenario. Finalmente, se realizó un análisis estadístico para ambas zonas de estudio, se aplicaron conceptos de funciones de densidad de probabilidad, creación de espacios muéstrales equiprobables y no equiprobables, probabilidad clásica y probabilidad condicionada, todo esto con el fin de determinar la probabilidad de ocurrencia de un suceso partiendo de valores conocidos de propiedades del yacimiento, cuantificando la incertidumbre para las velocidades de onda P y S asociada a las propiedades del yacimiento que fueron calculadas a partir del modelado de física de rocas. Abstract 1
Tomografía sísmica en el dominio pos migración utilizando grilla cartesiana regular y evaluación de la tomografía en un modelo parametrizado de velocidades estructural
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Lache Salcedo, Andréi; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Vivas Mejia, Flor Alba
Para generar una imagen sísmica en profundidad se requiere construir un modelo de velocidad que se aproxime a las velocidades reales en el subsuelo, con el fin de utilizarlo en la migración de los datos adquiridos y de esta manera focalizar la energía y ubicar los reflectores a una posición cercana a la real. La tomografía en el dominio pos migración en profundidad (PSDM) permite la construcción iterativa de este modelo de velocidades, utilizando los residuales RHO calculados a partir de los gathers CRP (Common Reflection Point) obtenidos en la migración. Este proceso se conoce como análisis de velocidades por migración o MVA (de las siglas en inglés Migration Velocity Analysis). En este documento se analiza la teoría, se implementan algoritmos y se propone una nueva estrategia de tomografía en el dominio de la imagen (post migración) con datos de profundidad pre-apilados PSDM, incorporando información de los compartimentos interpretados durante el proceso de construcción del modelo de velocidad VMB (por sus siglas en inglés).}
Modelado de la resistividad del subsuelo a partir de tomografías eléctricas 2d en el sector norte del municipio de Bucaramanga
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Gutiérrez Rincón, Eliana Lizeth; Toro Rodriguez, Wilfredo Del
Para el estudio de evaluación de amenaza, vulnerabilidad y riesgo por remoción en masa en el sector norte del Municipio de Bucaramanga, la geofísica es un insumo importante ya que permite identificar niveles freáticos, posibles zonas saturadas que indiquen riesgo de movimientos en masa y contrastes litológicos. En este estudio se tomaron 12 tomografías eléctricas 2D. Se realizaron pruebas sintéticas de tomografías eléctricas empleando diferentes modelos geológicos construidos a partir de la información disponible, con el fin de identificar entre las configuraciones Dipolo-Dipolo, Schlumberger y Wenner-Schlumberger la que mejor reproduce los datos, así como la combinación de parámetros de la inversión para cada una de las tomografías. Se identificó que la configuración Dipolo-Dipolo es la que mejor recupera los modelos sintéticos en 13 casos, adicionalmente el arreglo Wenner-Schlumberger es mejor para estructuras geológicas verticales y los diferentes parámetros a utilizar en el proceso de inversión depende de las características geológicas del área de estudio. Se interpretó las formaciones del basamento, arrojando valores por encima de los 400 Ohm-m. El miembro Órganos hidrogeológicamente presenta zona saturadas con resistividades entre 1 y 18 Ohm-m, este comportamiento hidrogeológico puede corresponder a zonas de posibles movimientos en masa; como también zonas no saturadas con resistividades por encima de 18 Ohm-m, además se identifica clastos de diferentes tamaños y con valores de resistividades muy elevadas por encima de 5623 ohm-m.
Prospección geo eléctrica para el modelado 2d de la resistividad del subsuelo en el área perimetral del casco urbano del municipio de Málaga (Santander)
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Rincón Jaimes, Jesús Leonardo; Rios Reyes, Carlos Alberto; Chacon Avila, Carlos Alberto
La prospección geoeléctrica determina la distribución de la resistividad del subsuelo, realizando mediciones (o toma de datos) en superficie, para a partir de dichas medidas, estimar la resistividad verdadera de las estructuras presentes en el área de estudio. Los métodos de resistividad eléctrica han sido ampliamente utilizados para la descripción y caracterización del subsuelo, siendo implementados en varias ramas de las ciencias (ingeniería, geología y antropología, entre otras). El presente informe corresponde al proyecto de grado para optar al título de Magister en Geofísica, en la modalidad trabajo de investigación, el cual pretende construir, a través de la prospección geofísica aplicada, Sondeo Eléctrico Vertical (VES) y Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE), el modelo 2D de resistividad eléctrica del subsuelo, mediante el procesamiento de datos sintéticos para el tratamiento de información geoeléctrica con fines hidrogeológicos. Los resultados obtenidos contribuyen, mejoran y profundizan el conocimiento y descripción del subsuelo presente en la periferia y bajo el casco urbano del municipio de Málaga y determinan la presencia de un acuífero confinado, aislado de la atmósfera por una capa impermeable constituida por arcilla - limo, materiales altamente meteorizados, localizados en el eje del sinclinal de Málaga, bajo la zona urbana.
Comparación de técnicas de conversión sísmica tiempo a profundidad por ños métodos vertical stretch y rayo imagen frente a la migración en profundidad pre-apilamiento de Kirchhoff en zonas geológicas estructuralmente complejas
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Vargas Pabón, Rubén Mauricio; Sanabria, Jose David; Espinola Lopez, Nancy
En este trabajo se presenta la comparación de técnicas de conversión sísmica tiempo a profundidad por los métodos vertical stretch y rayo imagen frente a la migración PSDM utilizando datos sintéticos y reales. Para la industria de los hidrocarburos es de interés obtener imágenes confiables del subsuelo; para esto recurren al método sísmico de reflexión y por medio de un procedimiento de tratamiento de señales se obtiene una imagen del subsuelo en tiempo. Sin embargo, estas imágenes son requeridas en profundidad, para ello se han desarrollado tecnologías que permiten obtenerlas en profundidad. Las herramientas que se emplearon para evaluar el dominio en profundidad fueron migración sísmica antes del apilamiento en profundidad (PSDM), estiramiento vertical (vertical stretch) y rayo imagen. Se generó, imágenes en profundidad para cada una de ellas, partiendo del dominio en tiempo. Se utilizó el modelo sintético de Overthrust (Operto, 2003). Se inició con una imagen en tiempo y un campo de velocidades reverse time migration (RTM) producto de un procesamiento de migración en tiempo pre-apilado de Kirchhoff (PSTM), a partir de los datos obtenidos de esta secuencia se realizó las conversiones a profundidad. Los resultados obtenidos para las técnicas de conversión rayo imagen y estiramiento vertical son rápidos y confiables en sectores con bajos cambios de velocidad lateral, en cuanto a los resultados obtenidos en PSDM se comprobó que hay mayor continuidad de los horizontes en la parte central de los modelos, esta técnica utiliza iteraciones en el procesado y genera migración para obtener la imagen, incluso resuelve el problema de imagen que no estaba solucionado en el procesamiento PSTM, pues la técnica acepta cambios mayores en la velocidad lateral tomando como base velocidades interválicas.
Análisis de los arribos de ondas compresionales y de corte en rocas no consolidadas a partir de registros acústicos en la formación Carbonera-Cuenca de los llanos orientales
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Vega Yance, Mac Gabriel; Garcia Gonzalez, Mario; Sierra Bueno, Daniel Alfonso
Una de las zonas de mayor incertidumbre del territorio nacional en la producción de Hidrocarburos es la formación carbonera cuenca de los llanos orientales. Esto se debe a la presencia de roca no consolidada originada por canales fluviales. Además, su perforación es un reto dificultando su avance y generando grandes pérdidas en tiempo de no productivos y recursos. En ese sentido para resolver este problema y obtener una producción en forma eficaz y efectiva se requieren conocer las rocas, fluidos presentes, sus formaciones adyacentes y definir un modelo Geomecánico estable para este tipo de formación fluvial, lo cual es posible lograr a partir de mediciones electromagnéticas, nucleares y sónicas. La importancia de las mediciones sónicas revelan una multitud de propiedades de pozo que pueden utilizarse para inferir la porosidad primaria y secundaria, la permeabilidad, la litología, la mineralogía, la presión de poro y el tipo de fluido. Las formas de onda de alta calidad compresionales (P), de corte (S) y las técnicas de procesamiento de avanzada se traducen en estimaciones de la lentitud más precisas que coadyuvan a comprender mejor el cambio de las formaciones e incluso en sedimentos no consolidados, lo que contribuye a la caracterización de las rocas del subsuelo y de las propiedades de los fluidos obteniendo pozos estables, terminaciones más duraderas y mayor producción en nuestros campos. No obstante, esta investigación busca aclarar la incertidumbre o desconocimiento de las ondas de arribo y de corte. Sin embargo cabe resaltar que por muchos años esta zona ha sido estudiada y aún se desconoce el comportamiento de la onda compresional y de corte en la formación Carbonera.
Implementación de una fuente puntual en un sistema de modelado de ondas 2D elástico galerkin discontinuo
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Silva Lora, Alberto Luis; Sanabria Gomez, Jose David
La sismología computacional es una herramienta que, por medio del uso de métodos numéricos, permite estudiar el comportamiento de eventos sísmicos en el subsuelo. Existe una gran variedad de métodos numéricos entre los cuales se encuentran los métodos de diferencias finitas, volumen finito y elementos finitos. Existen en la literatura otros métodos que surgen a partir de mejoras de los métodos anteriormente mencionados, entre los cuales se destacan los métodos Galerkin discontinuo. En este trabajo es presentada la implementación de una fuente puntual en un esquema de modelado de onda elástica 2D Galerkin Discontinuo hp-adaptativo, sobre una malla tipo conforme y no estructurada de elementos triangulares, basado en flujos numéricos tipo centrados. Aplicaciones del método desarrollado al problema de Lamb fueron llevadas a cabo, como también comparaciones con el esquema DGCrack2D desarrollado por J. Tago, en donde para este último se implementó un modelo de capa sobre semi-espacio. En ambos casos se hicieron pruebas cambiando el orden de aproximación de los polinomios. Se generaron sismogramas sintéticos variando la posición de la fuente dentro del elemento, en donde se observó mayor dispersión numérica en los resultados a medida que la fuente se aproximaba a un vértice o a la interfaz, por lo que se sugiere implementar un soporte espacial Gaussiano alrededor de la localización de la fuente.

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