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FICHA DE INVESTIGACION INVESTIGACION

DE

TRABAJO

Título: prospección gravimétrica en Bolivia Autor: fernandez sarcillo jhoel Fecha: 2 3 / 0 3 / 2 0 1 8

Carrera: Ingeniería Gas y Petróleo Asignatura: geofisica aplicada Grupo: Docente:ING. Rhuddy galves terran Periodo Académico: I

Subsede: cbba – Bolivia Copyright © () por (Todos los derechos reservados

DE

Introducción La Geofísica se vale para sus estudios de distintas metodologías como son : Sismología, Gravimetría,Magnetometría, Resistividad, Flujo de calor Terrestre, Radioactividad, Magnetotelúricas y Autopotencial. Todos los métodos están encaminados a localizar estructuras geológicas favorables para depósitos de interés comercial pero estos métodos pueden no ser capaces de encontrar directamente los depósitos. El empleo de la Geofísica en la exploración petrolífera sólo tiene unos 35 años de antigüedad, pero el volumen de su actividad en este campo supera con mucho al de la Geofísica Minera. En la prospección petrolera el método más empleado es el de reflexión sísmica. Con una sola explosión se puede llegar hasta los 6000 metros de profundidad, de manera que en la mayoría de las zonas puede determinarse la estructura geológica de toda la sección. Luego le sigue el método gravitacional, el de refracción sísmica y los métodos magnéticos. METODOS GEOFISICOS

MéTODO

Gravimétrico

PARÁMETRO

A PROPIEDAD

MEDIR Anomalías

MEDIO del

campo gravitatorio

DEL AREA

DE

APLICACIÓN Petróleo, arena-grava,

Densidad

aguas subterráneas y obras civiles

Permeabilidad Magnético

Anomalías

del magnética

campo magnético

magnetización

y Petróleo,

minería

y

obras civiles

residual

Sísmico

Tiempo

de

propagación

de

ondas sísmicas

Densidad y módulos petróleo, arena-grava, elásticos

agua subterránea

La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La gravitación es la aceleración (m/s2) de un objeto qué esta cayendo a la superficie. La gravitación normal (promedia) en la tierra es 9,80665 m/s2. Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en una región determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración. Objetivo El objetivo principal de los estudios de gravimetría es medir la atracción gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa determinada. Pero como la Tierra no es una esfera perfecta y no esta en reposo ni es homogénea y tiene movimientos de rotación y de traslación, la fuerza de gravedad que ejerce no es constante. Marco teórico METODO GRAVIMETRICO El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético respectivamente). Generalmente no se puede distinguir las contribuciones a este campo proveniente de una formación o una estructura geológica de aquellas de las otras formaciones o estructuras geológicas por el método gravimétrico, solo en casos especiales se puede lograr una separación de los efectos causados por una formación o estructura geológica individual. Se realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto. Los datos reducidos apropiadamente entregan las variaciones en la gravedad, que solo dependen de variaciones laterales en la densidad del material ubicado en la vecindad de la estación de observación.

HISTORIA DEL MÉTODO GRAVIMETRICO Prospección geofísica en Bolivia Del territorio nacional catalogado como zona de potencial hidrocarburífero (520 000 km^2) , en el 88% de este no se realizó exploración geofísica como magnetometría, gravimetría, sísmica, etc. En gravimetría se ha explorado solo el 7%, en magnetometría el 3% y en sísmica el 12%, revela una investigación del geofísico de exploración y gerente general de Prospektor, José Luis Telleria-Geiger, presentada en el marco del Primer Congreso de Hidrocarburos y Energías, realizado en Cochabamba y organizado por la Escuela Militar de Ingeniería (EMI). De acuerdo a Tellería, la geofísica petrolera, es la ciencia dedicada al estudio del subsuelo para encontrar estructuras favorables a la acumulación de hidrocarburos (anticlinales, domos, fallas, etc.) con métodos físicos. Acota que en el caso de los hidrocarburos se utiliza primero la magnetometría, que sirve para definir la forma general del subsuelo y descartar las zonas no interesantes; luego, la gravimetría para trabajar en las zonas dejadas por la magnetometría y definir estructuras interesantes en 2D, 2.5 D y 3D y; finalmente, la sísmica de reflexión que trabaja en las zonas determinadas por la gravimetría para definir con claridad las estructuras favorables. En el caso de la prospección física orientada a la búsqueda de yacimientos en Bolivia , primero se realiza primero la magnetometría con el cual nos brinda una idea general y despreciar zonas sin interés , luego se usa la gravimetría sobre los resultados de la magnetometría y finalmente se trabaja con la sísmica de reflexión. De acuerdo con los estudios en el 2020 Bolivia pasará de los 54 TCF de reservas probadas a 100 TCF en reservas probadas, probables , posibles y más de 1200 millones de barriles de petróleo . Las nuevas metas de empresas como YPFB Chaco S.A. apunta un plan estratégico que tiene como objetivo la exploración de nuevas áreas para futuras inversiones. Algunos ejemplos de las exploraciones geofísicas en Bolivia son : -Sísmica 3D en la gestión 2012 en Chimoré en un área de 400 kilómetros cuadrados , la prospección tuvo un costo de 31 millones de dólares , con la información obtenida se visualizará nuevas posibles zonas productoras . -En la zona del altiplano que corresponde a una zona intramon tanosa hace mas de 40 anos que se realiza investigaciones para la detección e posibles yacimientos con la perforación de nueve pozos exploratorios y hace una década con la sísmica 2D.

-En el Play de la llanura Beniana se ha realizado la adquisición de sísmica ,así como la perforación de varios pozos que no llegaron a ser productores excepto el TitaTechi el cual colaboro con existencia de hidrocarburos líquidos en la zona. -La prospección sísmica en el bloque Lliquimuri puede ser considerada una de las más grandes prospecciones en Bolivia abarcando un área de 1.093 kilómetros cuadrados , el estudio se realizó en dos estructuras potenciales Liquimuri Norte y centro . -En el bloque 32 ubicado en la zona centro oeste del subandino Norte Boliviano , en la formaci;on de Tomachi en un área cerrada de 156 kilómetros , las tareas de prospección sísmica e interpretación de datos identificaron dos formaciones geológicas en las cuales se estima un potencial de 50 millones de barriles de crudo y un TCF de gas natural asociado. -Proyecto de sísmico 3D en Itaguazurenda con el fin de rearctivar la exploración hidrocarburífera y obtener resultados en corto tiempo se comenzó este de sísmica 3D en la estructura de Itaguazurenda llevado a cavo por YPFB casa matriz. Anteriores estudios geológicos en la zona indican que existe un potencial hidrocarburifero en la zona , con la sísmica 3D se espera confirmar esto . L a estructura Itaguazurenda está ubicada en la zona de pie de monte , limitada con la serranía Charagua en dirección oeste la zona se caracteriza por estar formada por una serie de ondulaciones cubierto en su mayor parte por sedimentos recientes del cuaternario , las áreas de estudio con potencial hidrocarburífero son el área de Boyuibe y Ovai ubicados en el municipio de Charagua provincia cordillera del departamento de Santa Cruz . El objetivo es el levantamiento y adquisición de 223 kilómetros cuadrados de líneas sísmicas 3D para tener un cubo de imagen de alta calidad del subsuelo a nivel de las formaciones de Iquiri del devónico superior y Tupambi del carbonífero , los mismos han tenido producción de gas y muestras de existencia de hidrocarburos en el pozo Itaguazurenda X-2 . Para el trabajo se contrató a la empresa china Sinopec con una alta experiencia en trabajos sísmicos , la inversión para este trabajo supera los 12 millones de dólares , entre las actividades del proyecto están la movilización de equipo y personal ,apertura de brechas, colocación de explosivos, registro de la información , desmovilización y remediación de daños causados , todo este trabajo requiere mano de obra calificada y no calificada en orden de 1000 personas durante unos 180 días hábiles. El número de pozos a perforar es de 7.232 separados entre si por 60 metros y de 12 metros de profundidad , cada pozo será cargado de 4 kilogramos de detonante biodegradable que abarcará la zona de estudio.

-Proyecto de sísmica 3D Huacaya en el área Caipipendi operada por Repsol E&P Bolivia S.A. con una inversión de 40.800.000 con el objetivo Informaciones sobre el sector de hidrocarburos Quinqueno 1971-1975 Los trabajos de prospección geológica hecha por YPFB en el quinquenio abarcan estudios geológicos regionales , estudios estratigráficos, estructurales abarcaron un área de 38.316 kilómetros cuadrados y 16. 339 kilómetros lineales en secciones estratigráficas . Los trabajos geológicos desarrollados durante este periodo abarcan zonas ubicadas en la llanura Chaco-Beniana (Santa Cruz y Tarija) y la faja subandina (La paz, Cochabamba, Santa Cruz , Sucre y Tarija ) y el altiplano (La paz , Potosi y Oruro ), las companias contratistas de YPFB desarrollaron los trabajos de prospeccion geológica siendo la más destacada la compania Bolivia Sun Oil la cual alcanzó un área de 283 kilómetros lineales de secciones investigadas .

Los resulados de los trabajos exploratorios realizados por YPFB durante en Quinqueno muestran la existencia de 27 estructuras las cuales han sido totalmente estudiadas y puestas en lista de perforación exploratoria. Prospección exploratoria Detalle Geología

Unidad Km. Km^2 Brigada N Sísmica Km. Brigadas N Gravimetría Km. Brigadas N Fotogrametría Km^2 Fotogeología Km^2 Geoquímica Km^2 Brigadas N

1971 3.369 5.500 9 996 3 3.856 1 29.400 7.200 -

1972 3.045 8.214 6 2.536 4 5.560 1 15.082 78.160 1.190 1

1973 2.971 13.330 7 2.270 3 5.791 1 * 326.016 668 1

1974 2.582 5.140 7-5 2.543 4 4.058 1 * 237.832 -

1975 3.477 6.132 7 7.306 6 2.511 1 * 2.019 -

Total 15.444 38.316 36 15.651 20 21.776 5 44.862 651.218 1.858 2

La tendencia de la exploración sísmica fue ascendente en el quinqueno ya que en 1971 se registraron 996 kilómetros de líneas sísmicas llegando a 7.306 kilómetros de líneas sísmicas. Los trabajos realizados corresponden a las regiones de la llanura Chaco-Beniana, Subandiana Norte, Centro , Sur y el altiplano . Las principales áreas donde se desarrollaron estas exploraciones fueron en Enconada, Santa Rosa, Grether, Arenales , Chané, Patujuzal , Montecristo, Madidi, Corregidores , Roboré, Andamara, Toledo , Ayo-Ayo. Las 16 compañías al finalizar el quinqueno registraron 18.204 kilómetros de líneas sísmica. Durante este periodo YPFB alcanzó un total de 15.651 kilómetros de líneas sísmicas registradas , mientras las compañías contratistas lograron un registro de 18.204 kilómetros de líneas geofísicas , haciendo un total de 33.855 kilómetros de líneas sísmicas. Las compañías contratistas registraron zonas alejadas y de difícil acceso . Gravimetría Los trabajos gravimétricos fueron realizados en las cuencas sedimentarias de Bolivia ubicados en los departamentos de La Paz, Oruro , Potosí y Santa Cruz. Los trabajos gravimétricos alcanzaron un total de 21. 776 kilómetros de registro . Durante el quinqueno se trabajó durante una sola brigada observandose que la producción de registro se mantuvo constante sin apreciaciones de anomalias . De las 16 empresas contratistas de operación la compania total Bolivie ha realizado

grandes trabajos gravimétricos haciendo un total de 1.324 kilómetros , la empresa contratista Sun oil (Altiplano) efectuó 507 kilómetros lineales de gravimetría. Se realizó tambien actividades de fotogravimetria en los periodos de 1971-1972 se realizó un área de 651.218 kilómetros cuadrados realizándose trabajos de fotointerpretación y evaluación fotogeológica de imágenes ERTS de las áreas potencialmente petrolíferas , preferentemente en la región subandino . Se realizó también trabajos en geoquímica durante 1972-1973 con una brigada se prospectaron 1858 kilómetros cuadrados. 

Investigación estructural de áreas de depositación de desechos industriales y mineros.



Obtención de la estructura y espesor de sedimentos no consolidados.



Subdivisión litológica subsuperficial, particularmente en áreas con rocas no consolidadas.



Detección de cambios litológicos y estructurales en rocas consolidadas.



Detección de cavidades



Detección de zonas heterogéneas en el subsuelo.



Uso de los datos de gravedad para limitar la interpretación de los datos sísmicos.



Subsidencia de cuencas energéticas y zonas mineras.



Recuperación de oro aluvial.

Exploración: Durante el periodo comprendido entre los años 1937 a 1952, los trabajos de exploración no llegaron a tener un desarrollo adecuado a su importancia, concentrándose en Geología, al estudio de limitadas áreas y al conocimiento de los yacimientos de explotación de Camiri, Sanandita y Bermejo; por su parte en Geofísica no se realizaron trabajos en todo ese período.

INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA GRAVEDAD En la prospección por gravedad se han utilizado instrumentos como lo son: el péndulo, la balanza de torsión y el gravímetro. Las mediciones pueden ser absolutas: péndulo y caída libre de un cuerpo, y relativas como : el gravímetro. El gravímetro de los tipos de balanza de torsión y de péndulo se empezó a utilizar en la industria petrolera a principios del siglo XX para la detección de domos salinos, fallas, intrusiones, estructuras de tipo anticlinal, rumbo y continuidad de las estructuras. Aprovechando la fuerza de atracción que tiene el campo magnético de la Tierra, es posible medir esa fuerza por medio de aparatos especialmente constituidos que portan magnetos o agujas magnéticas, magnetómetros, para detectar las propiedades magnéticas de las rocas. PÉNDULOS Son los gravímetros más antiguos y pueden ser tanto relativos como absolutos.Análisis gravimétrico. Es una varilla con una masa que oscila. Tiene un soporte de ágata y de acuerdo a la longitud y a la gravedad que tengo será la oscilación. El valor de g lo hago poniendo en sincronización dos péndulos a la vez.

BALANZA DE TORSIÓN Aunque la precisión de una balanza de torsión en terrenos favorables es tan grande como la de los gravímetros más modernos, este instrumento ha sido completamente sustituido, por el gravímetro. Esto se debe a dos causas: 1.La rapidez operatoria mucho mayor de l gravímetro; la gran cantidad de tiempo que requiere situar en estación la balanza de torsión, nivelarla y esperar que las barras almacenen su posición de equilibrio, hace que sólo se puedan realizar con ella unas pocas estaciones al día, mientras con el gravímetro se pueden hacer 50 ó más estaciones al día. 2. Es la gran sensibilidad de la balanza de torsión a los efectos gravitatorios debidos a las irregularidades topográficas; es tan difícil corregir exactamente los efectos de los montículos y valles próximos, que tal precisión real que alcanza el instrumento solamente se logra en terrenos muy llanos. GRAVIMETRO Los instrumentos empleados para realizar mediciones de la gravedad se denominan gravímetros o gradiómetros. La mayor parte de los gravímetros emplean resortes cuyo efecto se opone a la fuerza de gravedad que actúa sobre una masa. Existen dos clases de gravímetros: Gravímetro con ese nombre conocemos a un equipo que tiene la propiedad de realizar una medición de las diferencias sumamente sutiles que presenta la gravedad, es decir es el instrumento por excelencia de la gravimetría. En primera medida, es importante mencionar que cada una de las balanzas es considerada como gravímetro, justamente porque las básculas son las encargadas del procedimiento de medición del peso de un objeto determinado. Por peso entendemos la potencia específica que aplica la aceleración a un objeto. Lo que se genera es que el objeto quiere bajar, como el ejemplo de la manzana. Es decir, la misma tiene un peso porque quiere caer el piso. Sin embargo, la mano que funciona

como

sostén

no

va

a

permitir

que

esto

ocurra.

Por sobre los sectores que poseen una gravedad mayor, las balanzas van a marcar a un valor elevado, debido a que el objeto ejerce o sufre una fuerza mucho mayor para caerse al suelo. De esta forma, con la denominación gravímetro se hace referencia a una balanza de gran sensibilidad que tiene un peso definido y que es susceptible a padecer todas las diferencias de gravedad. 

Gravímetros absolutos: permiten conocer el valor de g directamente mediante la determinación de una longitud y/o un tiempo. Los primeros instrumentos absolutos fueron de tipo pendular, actualmente son de caida libre. Hoy en dia

los gravímetros absolutos tienen una forma compacta para

facilitar su uso en exteriores. Trabajan midiendo la aceleración de una masa en caída libre a través de un vacio mientras un acelerómetro esta fijo en el suelo. La masa incluye un retro reflector el cual atraviesa el has de un interferómetro Michelson. Se puede medir la velocidad de una masa contando los tiempos de la interferencia. Un nuevo método consite “levantar y tirar” el cual lanza la masa hacia ariba y mide la velocidades del ascenso y descenso. Esto permite evitar algunos errores de lectura. Los gravímetros absolutos se utilizan para calibrar los gravímetros relativos y para establecer un red de control vertical 

Gravímetros relativos: estos instrumentos únicamente permiten conocer la diferencia relativa de g entre dos puntos o entre dos tiempos. Los gravímetros mas comunes funcionan con resorte. Se utilizan en análisis gravitacionales de areas grandes para establecer la figura del geoide sobre las mismas. Un gravímetro de resorte, básicamente, una pesa colgada de un resorte en el cual se mide el alargamiento del mismo con el fin de conocer la gravedad local. La resistencia del resorte debe ser calibrada ubicando el instrumento en un punto con una aceleración gravitacional conocida. Los gravímetros relativos mas exactos son los gravímetros superconductores, los

cuales funcionan suspendiendo una esfera super conductora diamagnética de niobio enfriada por elio liquido en un campo magnetico extremadamente estable, la corriente necesaria para generar el campo magnetico en el cual esta suspendida la esfera de niobio es proporcional al campo gravitacional terrestre. El gravímetro super conductor alcanza niveles extraordinarios de exactitud hasta de

una nogal, es decir la milésima parte de una mil

millonésima de la gravedad terrestre. También existen los gravimetros transportables, emplean una plataforma de inersia sumamente estable para compensar los efectos del movimiento y la vibración, todo un logro de ingeniería

UNIDADES USADAS Se adoptará el sistema Internacional (SI) que es una extensión del sistema racionalizado MKSA (metro-kilogramo-segundo-ampere). 2

El valor de g en el Sistema Internacional viene dado en m/seg , pero en honor a 2

Galileo se definió el Gal = 1cm/seg . Como necesitaremos valores muy pequeños, definimos el miligal = 1mgal = 0,001 Gal y la unidad gravimétrica ug = 0,1 miligal. En microgravimetría se usa el centésimo de miligal. Unidades gravitatorias: gal, miligal , u.g. G=980 cm seg –2,9,80 m seg –2 1cm/seg2 = gal , 1 miligal = 0,001 cm/seg2 , 1.u.g. = 0,1 miligal

magnitudes LONGITUD MASA TIEMPO VELOCIDAD

C.G.S. gramo cm/s

FUERZA

DENSIDAD

metro

metro

x10-3 kilogramo x 9.8

u.t.m.

segundo cm/s

PRESIÓN

Técnico

centimetro x10-2

ACELERACIÓN TRABAJO(energía)

M.K.S.

segundo

segundo

-2

m/s

m/s

-2

2

m/s2

x10

2

x10

m/s

dina

x10-5

newton

x 9.8

kilopondio

ergio

-7

julio

x 9.8

kilopondímetro

-1

pascal

.......

3

3

........

x10 2

dina/cm 3

g/cm

x10

x10

kg/m

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL ÁREA. La densidad media del área en consideración entra en las formulas, que corrigen el efecto topográfico y el efecto de las masas ubicadas entre el nivel de referencia y el nivel de observación (corrección con la losa de Bouguer). Por consiguiente el conocimiento de la densidad media del área en consideración contribuye a la reducción o eliminación de dichos efectos, además el conocimiento de la distribución de la densidad en el área de interés es uno de los fundamentos de la interpretación de los perfiles o mapas gravimétricos resultantes de las mediciones. Los resultados de las mediciones gravimétricas pueden ser ambiguos como muestra el ejemplo siguiente. La determinación directa de la densidad de muestras representativas provenientes de afloramientos, minas o sondeos se realiza en el laboratorio por medio de un picnómetro o una balanza. Estas determinaciones de densidad carecen de que las muestras de algunos afloramientos puntuales no necesariamente son representativas para toda el área. Además las muestras superficiales pueden variar apreciadamente en su humedad y en su grado de meteorización en comparación a las muestras ubicadas en una profundidad más alta, en el caso de rocas sueltas como arcillas, margas, depósitos de morrenas las rocas superficiales pueden ser menos compactadas en comparación a aquellas ubicadas en una profundidad más alta. Un gravímetro especialmente apropiado para pozos permite realizar mediciones de densidad versus la profundidad para un volumen rocoso mayor en comparación al volumen rocoso cubierto por la sonda de rayos gamma. La densidad se obtiene a través de la diferencia en gravedad medida en dos niveles del pozo. En general el espaciamiento (distancia entre los dos niveles, donde se toma la lectura) es alrededor de 3m. Las densidades obtenidas con este método son representativas para un volumen rocoso mayor en comparación con aquel captado por la sonda de rayos gamma y pueden ser incorporados en mediciones gravimétricas realizadas en la superficie.

Conclusiones Los métodos de exploración ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y provechosos para su desarrollo y bienestar.El desarrollo de los métodos de exploración ha permitido crear nuevas y mejores técnicas he instrumentos, facilitando el descubrimiento de materiales radiactivos de alto nivel productivo.El auge alcanzado por los métodos de exploración y el perfeccionamiento en sus métodos prospectivos, permitirán a la humanidad contar con yacimientos de gran importancia ya que son estratégicos para el país. Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenómenos que estudia por medio de métodos o sistemas cada vez más precisos. De allí que los métodos de exploración se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de gran número de ciencias con las cuales se relaciona.

Bibliografía https://es.scribd.com/document/228689828x/PROSPECCION-GRAVIMETRICA https://es.scribd.com/document/143115121z/GRAVIMETRIA-informe-finala https://file.ejatlas.org/docs/_621018901__trabajo.pdf Fuente: Política petrolera 1952-1956 – Yacimientos petrolíferos fiscales bolivianos.