Definición
Se define como la variación de las propiedades físicas de un medio que dependen de la dirección según la cual se midan, la cual puede producirse en todas las escalas. Un material será anisotrópico si el valor de un vector de alguna propiedad de una roca cambia con la dirección.
En la exploración sísmica, una forma de detectar anisotropía en un medio es cuando la velocidad sísmica de las rocas varía en dirección perpendicular o paralela a la estratificación de las rocas.
La forma más sencilla de anisotropía es cuando un vector tiene una magnitud constante en cualquier dirección horizontal y difiere de la magnitud medida de un vector en dirección vertical, a esto se le conoce como isotropía transversal.
Hoy en día, en geofísica la isotropía se describe con respecto de un eje de simetría, así pues tendremos tres casos de anisotropía. Isotropía transversal con eje vertical de simetría TIV (Transverse Isotropy with Vertical axis of symmetry), isotropía transversal con eje de simetría horizontal HTI (Transverse Isotropy with Horizontal axis of symmetry) e isotropía transversal con eje de simetría inclinado TIT (Transverse Isotropy with Tilted axis of symmetry), hay que señalar que la velocidad de propagación en dirección de la anisotropía será menor que en dirección Transversal de Isotropía.
En la exploración sísmica, una forma de detectar anisotropía en un medio es cuando la velocidad sísmica de las rocas varía en dirección perpendicular o paralela a la estratificación de las rocas.
La forma más sencilla de anisotropía es cuando un vector tiene una magnitud constante en cualquier dirección horizontal y difiere de la magnitud medida de un vector en dirección vertical, a esto se le conoce como isotropía transversal.
Hoy en día, en geofísica la isotropía se describe con respecto de un eje de simetría, así pues tendremos tres casos de anisotropía. Isotropía transversal con eje vertical de simetría TIV (Transverse Isotropy with Vertical axis of symmetry), isotropía transversal con eje de simetría horizontal HTI (Transverse Isotropy with Horizontal axis of symmetry) e isotropía transversal con eje de simetría inclinado TIT (Transverse Isotropy with Tilted axis of symmetry), hay que señalar que la velocidad de propagación en dirección de la anisotropía será menor que en dirección Transversal de Isotropía.
Parámetros de anisotropía
Epsilon (ε)
Es junto con delta (δ) uno de los parámetros de Thompsen de anisotroía, representa a las ondas P para un medio en el cual las propiedades elásticas exhiben isotropía transversal vertical y equivale a la mitad de la razón de la diferencia entre las velocidades de las ondas P horizontales y verticales al cuadrado dividida por la velocidad de las ondas P verticales al cuadrado (como se representa en la siguiente fórmula).
Es junto con delta (δ) uno de los parámetros de Thompsen de anisotroía, representa a las ondas P para un medio en el cual las propiedades elásticas exhiben isotropía transversal vertical y equivale a la mitad de la razón de la diferencia entre las velocidades de las ondas P horizontales y verticales al cuadrado dividida por la velocidad de las ondas P verticales al cuadrado (como se representa en la siguiente fórmula).
Donde:
C11 es el módulo de ondas P horizontales (perpendicular al eje de simetría).
C33 es el módulo de ondas P verticales (paralelas al eje de simetría).
VP⊥ es la velocidad de las ondas P horizontales.
VP∥ es la velocidad de las ondas P verticales.
Delta (δ)
Es junto con epsilon (ε) uno de los parámetros de Thompsen de anisotropía, describe la anisotropía de la velocidad de ondas P casi verticales y la diferencia entre la velocidad vertical y la velocidad para sobre - tiempos normales (NMO) con desplazamientos (distancias) pequeños de las ondas P. Su forma matemática es la siguiente:
Donde:
C33 es el módulo de ondas P verticales (paralelas al eje de simetría).
C44 es el módulo para una onda S polarizada horizontalmente y que se propaga en sentido vertical (paralela al eje de simetría).
C13 es el módulo de dilatación en la dirección vertical, inducido por la compresión en la dirección horizontal.
Eta (η)
Es una medida de la anelipticidad de la lentitud de fase de las ondas P—la inversa de la velocidad de fase de las ondas P—en las rocas que exhiben isotropía transversal vertical. Depende de los parámetros de Thompsen δ y ε y se expresa como:
C33 es el módulo de ondas P verticales (paralelas al eje de simetría).
C44 es el módulo para una onda S polarizada horizontalmente y que se propaga en sentido vertical (paralela al eje de simetría).
C13 es el módulo de dilatación en la dirección vertical, inducido por la compresión en la dirección horizontal.
Eta (η)
Es una medida de la anelipticidad de la lentitud de fase de las ondas P—la inversa de la velocidad de fase de las ondas P—en las rocas que exhiben isotropía transversal vertical. Depende de los parámetros de Thompsen δ y ε y se expresa como:
Cuando ε es igual a δ, η = 0 y lentitud de fase de las ondas P es una elipse. Cuando ε = δ = 0, la lentitud de fase de las ondas P es isotrópica.
Importancia de la anisotropía en la exploración petrolera
La anisotropía es usada típicamente para describir propiedades físicas que pueden tratarse como parámetros intrínsecos a la roca bajo ciertas condiciones, solamente las propiedades de flujo o transporte con una dirección específica asociada pueden ser anisotrópicas, como la permeabilidad, conductividad térmica, resistividad, permeabilidades relativas y dispersividad.
La permeabilidad y la conductividad térmica presentan variaciones tanto en el área como verticalmente que son el resultado de los procesos de deposición de los sedimentos y los campos de esfuerzos presentes en la zona. El tener un buen conocimiento de la anisotropía presente en los yacimientos, puede ser la diferencia entre el éxito y el fracaso en las tareas de evaluación y desarrollo de los mismos yacimientos ya que con el conocimiento de la permeabilidad de las rocas presentes en el yacimiento podemos conocer el comportamiento de las mismas y su función en un sistema petrolero.
La permeabilidad y la conductividad térmica presentan variaciones tanto en el área como verticalmente que son el resultado de los procesos de deposición de los sedimentos y los campos de esfuerzos presentes en la zona. El tener un buen conocimiento de la anisotropía presente en los yacimientos, puede ser la diferencia entre el éxito y el fracaso en las tareas de evaluación y desarrollo de los mismos yacimientos ya que con el conocimiento de la permeabilidad de las rocas presentes en el yacimiento podemos conocer el comportamiento de las mismas y su función en un sistema petrolero.