Seismic quality and data mining: OCTOPUS a tool for hydrocarbons search

Seismic Quality

Uno de los principales objetivos del proyecto es encontrar la relación existente entre la Calidad Sísmica y los parámetros de adquisición, procesamiento y las condiciones própias del terreno. Estas condiciones las hemos llamado atributos y fueron divididas en los siguientes grupos:

  1. Geológicos, ej: Formaciones en superficie.

  2. Topográficos, ej: elevación, pendientes.

  3. De adquisición, ej: Equipos usados, parámetros.

  4. Del disparo, ej: ruido de fondo, claridad del primer arribo y

  5. De procesamiento, ej: Deconvolución, tipo de atenuación de ruido.

De esta manera, la relación entre la Calidad Sísmica y sus atributos (A) se puede representar como:

C = f(A)

Donde A es todo el conjunto de atributos y f explica la relación funcional entre la Calidad Sísmica y los atributos. Ante la evidente dificultad de definir f, nos hemos propuesto conocer de manera cualitativa el comportamiento de esta relación, lo cual es absolutamente válido para nuestros propósitos.

Antes de abordar este problema debemos definir que es la calidad sísmica, la cual para los efectos de este trabajo es definida como:

La Calidad Sísmica es una medida del grado de interpretabilidad de una sección sísmica. Se evaluá observando que los reflectores mantengan su respuesta sísmica característica (carácter sísmico), de tal manera que sean diferenciables de otros, y sea posible seguirlos a través del Punto de Estudio.

Adicionalmente definiremos otro término que hemos de utilizar más adelante:

Un Punto de Estudio es un punto georreferenciado sobre el cual se realiza la evaluación de la Calidad Sísmica a nivel de disparo o en la imagen (apilada o migrada). La evaluación del Punto de Estudio comprende cierta vecindad de dicho Punto de Estudio. Una sección sísmica puede tener varios Puntos de Estudio.


Upper arrow = good SQ, middle arrow = regular SQ and lower arror = bad SQ. All refered to station point 250 (in red).









Minería de datos

Una vez definido lo que para nosotros significa calidad sísmica y haber recuperado y colectados los atributos, agregamos una utilidad de minería de datos a nuestra herramienta, la cual nos ayudar ´a a buscar y estimar correlaciones que por la gran cantidad de datos a analizar no son evidentes.

La Minería de Datos es un conjunto de técnicas para la inducción de conocimiento útil a partir de masas muy grandes de datos. Tiene, por lo tanto, un solapamiento importante con otras disciplinas como la estadística tradicional, el reconocimiento de patrones y la inteligencia artificial. Se la suele distinguir de ellas por el campo de aplicación: es aceptado que la minería de datos estudia información acumulada en empresas y otras organizaciones acerca de sus clientes o usuarios, y las interacciones de éstos con aquellas de manera que el conocimiento que pueda extraerse sirva para mejorar la rentabilidad, el nivel de servicio, redefinir estrategias de marketing y otras.

En nuestro caso, queremos determinar las correlaciones y patrones existentes en los datos que no son evidentes a simple vista, para lograr un mejor entendimiento de la relación entre la Calidad Sísmica y lo que hemos llamado atributos. Con este objetivo hemos implementado 3 algoritmos de minería de datos: matriz de correlación, similitud por correlación y redes neuronales (entrenamiento y predicción).

La matriz de correlación es especialmente útil para determinar la relación entre un grupo de atributos y la Calidad Sísmica. Se aplica principalmente en áreas extensas (análisis a nivel regional), usando esta técnica hemos podido determinar cuales son los parámetros de adquisición que tienen mayor o menor influencia sobre la Calidad Sísmica por cuenca, vea ejemplo en la Tabla



La similitud por correlación permite identificar líneas
sísmicas con características similares de acuerdo a un conjunto de parámetros seleccionados. Esta opción es de utilidad para hacer una análisis comparativo de varias líneas sísmicas usando una de ellas como referencia para el análisis, de esta manera se podría tomar como línea de referencia aquella que presente las mejores características de Calidad Sísmica y compararla con un grupo de líneas y determinar los parámetros que son comunes con la buena Calidad Sísmica.

Por último, con las redes neuronales podremos identificar patrones de parámetros que produzcan la mejor Calidad Sísmica para aplicarlos a otras zonas y determinar de acuerdo a las condiciones geológicas y topográficas, los parámetros que producirían la mejor Calidad Sísmica. A diferencia de la matriz de correlación, esta técnica permite centrar el análisis en zonas específicas.



Para la aplicación de estos algoritmos debemos tener la mayor cantidad de datos disponible con toda la información cargada en bases de datos. Para los propósitos de este trabajo el inventário aproximado de información útil tiene aproximadamente 1500 metadatos, como se muestra en la Tabla de abajo. A nuestra herramienta la hemos denominado OCTOPUS, pues refleja en parte la versatilidad, y la consulta y múltiples búsqueda sobre diferentes fuentes de información y con el uso de múltiples técnicas.

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Características del software

Módulo GIS 2D

Este módulo fue desarrollado con base en las reconocidas librerías de código abierto de la comunidad internacional GIS: GDAL (Geospatial Data Abstraction Library) y Qgis. Estas, al ser de código abierto, permiten hacer personalizaciones a bajo nivel de las diferentes funciones, de manera que fue posible desarrollar las características específicas que se requerían para este módulo, situación que con las librerías comerciales no hubiese sido posible debido a que estas no se pueden modificar.

Este módulo se desarrolló para que cumpliera con los siguientes objetivos:

  1. Despliegue de cartografía.

  2. Interacción de la cartografía con las bases de datos de metadatos.

  3. Estimado de reservas potenciales en áreas de interés exploratorio.

  4. Cálculo de elevaciones e inclusión de estas en las archivos cartográficos que se despliegan en el módulo de visualización 3D.

  5. Evaluación de la Calidad Sísmica en los puntos de estudio sobre la cartografía.

  6. Generación automática de las plantillas de puntos de estudio.

  7. Operaciones espaciales generales como cálculo de distancias y áreas.







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Módulo GIS 3D

El módulo de cartografía cuenta con una utilidad para el cálculo de elevaciones e inclusión de estas en los archivos de cartografía ordinaria. Las elevaciones se calculan a partir de la georeferenciación de la cartografía con mapas de topografía global, que fueron generados a partir de los datos del proyecto SRTM (Shuttle Radar TopographyMission) de la NASA. Con este procedimiento podemos calcular las elevaciones para cualquier archivo cartográfico y después visualizarlo en 3D. Con este módulo también se tiene la posibilidad de hacer la visualización usando técnicas de estereoscopía. Entre los diferentes tipos de datos que se pueden cargar en este módulo están: Cartografía (Shape, Geotiff), Sísmica 2D y 3D (Seg-Y), Pozos (Well, LAS), Horizontes y Fallas (Zmap, GoCad). La siguente Figura muestra un ejemplo de visualización 3D de líneas sísmicas, fallas y puntos de estudio sobre la topografía.




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