Construcción de perfiles de velocidad y estudios de interferometría sísmica a partir de registros de ruido sísmico con fines de exploración en campos geotérmicos

Abstract

The analysis of seismic noise is of great interest to monitor and model geothermal reservoirs due to its easy implementation, besides that it is possible to monitor the temporal evolution of the geothermal reservoir (Lehujeur et al., 2015). Although waveforms and amplitudes may vary depending on the location of the seismic stations, they are statistically stable (stationary) over a certain period of time. To characterize the behavior of seismic noise it is possible to use stationary random processes (Aki, 1957) And Stochastic Gaussian Processes (Zhong et al., 2015). The main objective of the present thesis is to construct profiles of propagation velocity of the S waves from seismograms corresponding to seismological stations installed in the geothermal zones of San Agustín del maíz, Araró and Ixtlán de los Hervores in Michoacán; As well as in Las Derrumbadas, Puebla for exploration purposes. We used three geophysical methods for the analysis of seismic noise: The inversion of the spectral ratio H/V, the spatial autocorrelation method (SPAC) and the seismic noise interferometry. S-wave propagation velocity profiles were obtained with these last two. The obtained velocity profiles were compared, where possible, with geological records and geological profiles of the wells near the monitoring zones. It was possible to identify a correlation between the geological records and the velocity profiles determined in this work. The presented results provide an additional tool to the studies of geophysics for the characterization of the geothermal fields.

El análisis de ruido sísmico es de amplio interés para monitorear y modelar reservorios geotérmicos debido a su facilidad de implementación, además de que es posible monitorear la evolución temporal del reservorio geotérmico (Lehujeur et al., 2015). Aunque las formas de onda y las amplitudes pueden variar dependiendo de la localización de las estaciones sísmicas, son estadísticamente estables (estacionarias) sobre cierto periodo de tiempo. Para caracterizar el comportamiento del ruido sísmico es posible utilizar procesos aleatorios estacionarios (Aki, 1957) y procesos gaussianos estocásticos (Zhong et al., 2015). El objetivo principal de la presente tesis es construir perfiles de velocidad de propagación de ondas S a partir sismogramas correspondientes a estaciones sismológicas instaladas en las zonas geotérmicas de San Agustín del maíz, Araró e Ixtlán de los Hervores en Michoacán; así como en Las Derrumbadas, Puebla con fines de exploración. Para el análisis del ruido sísmico se utilizaron tres métodos geofísicos: el método de interferometría de ruido sísmico, el método de autocorrelación espacial (SPAC) y el método de inversión de los cocientes espectrales, con estos dos últimos se obtuvieron perfiles de velocidad de propagación de ondas S. Los perfiles de velocidad obtenidos fueron comparados, cuando fue posible, con registros geológicos y perfiles geológicos de los pozos cercanos a las zonas de monitoreo. Se logró identificar una correlación entre los registros geológicos y los perfiles de velocidad determinados en este trabajo de tesis. Los resultados presentados constituyen una herramienta adicional a los estudios de geofísica para la caracterización de los campos geotérmicos estudiados.