Correlación de fluctuaciones de niveles freáticos con variaciones del nivel del Río de la Plata

La atracción gravitatoria de la Luna y el Sol produce el conocido efecto de mareas que suele observarse con mayor claridad en los océanos, mares y algunos ríos. Este efecto también ha sido observado en pozos de monitoreo de aguas subterráneas cercanos a las costas por numerosos autores (Carr y van der Kamp, 1969; Erskine, 1991; Ja et al, 2003). Estas variaciones ponen de manifiesto una conexión hidráulica entre el acuífero costero y la masa de agua que está siendo afectada por el efecto de marea (océano, mar ó río). Su análisis permite estimar parámetros hidráulicos del acuífero como la conductividad hidráulica o el almacenamiento específico. En este trabajo se comprueba la existencia de dicha conexión entre el Río de la Plata y la formación Postpampeano, mediante el análisis de datos observacionales de altura del río y altura del nivel freático en un pozo ubicado en el Astillero Río Santiago. Para llevar a cabo el mismo, fue necesario realizar un análisis de los coeficientes de Fourier de los datos, estableciendo la contribución que cada frecuencia realiza a las alturas registradas. Luego, mediante la resolución de la ecuación general del flujo de agua subterránea con condiciones de borde adecuadas es posible hallar una solución analítica que relaciona la marea del río con la fluctuación en un pozo. Utilizando esta solución se realiza un cálculo de la conductividad hidráulica para la formación Postpampeano arrojando el mismo un valor ubicado dentro del rango de variaciones de K esperado para la zona de trabajo. Finalmente se proponen trabajos a futuro mediante la metodología propuesta que puede emplearse como alternativa a los ensayos de bombeo en zonas costeras.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Correlación de fluctuaciones de niveles freáticos con variaciones del nivel del Río de la Plata

La atracción gravitatoria de la Luna y el Sol produce el conocido efecto de mareas que suele observarse con mayor claridad en los océanos, mares y algunos ríos. Este efecto también ha sido observado en pozos de monitoreo de aguas subterráneas cercanos a las costas por numerosos autores (Carr y van der Kamp, 1969; Erskine, 1991; Ja et al, 2003). Estas variaciones ponen de manifiesto una conexión hidráulica entre el acuífero costero y la masa de agua que está siendo afectada por el efecto de marea (océano, mar ó río). Su análisis permite estimar parámetros hidráulicos del acuífero como la conductividad hidráulica o el almacenamiento específico. En este trabajo se comprueba la existencia de dicha conexión entre el Río de la Plata y la formación Postpampeano, mediante el análisis de datos observacionales de altura del río y altura del nivel freático en un pozo ubicado en el Astillero Río Santiago. Para llevar a cabo el mismo, fue necesario realizar un análisis de los coeficientes de Fourier de los datos, estableciendo la contribución que cada frecuencia realiza a las alturas registradas. Luego, mediante la resolución de la ecuación general del flujo de agua subterránea con condiciones de borde adecuadas es posible hallar una solución analítica que relaciona la marea del río con la fluctuación en un pozo. Utilizando esta solución se realiza un cálculo de la conductividad hidráulica para la formación Postpampeano arrojando el mismo un valor ubicado dentro del rango de variaciones de K esperado para la zona de trabajo. Finalmente se proponen trabajos a futuro mediante la metodología propuesta que puede emplearse como alternativa a los ensayos de bombeo en zonas costeras.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Digital rock physics applied to squirt flow

Meshed small and big models with triangular elements on their surfaces (.stl files) and tetrahedral elements (.mphbin)

Límites de la utilización de las amplitudes sísmicas como indicadores de gas mediante el análisis de las curvas de tuning : Aplicación para el campo Arcabuz Oeste en el bloque Misión, Méjico

Es posible la utilización del promedio cuadrático de amplitudes sísmicas (rms) como indicador de hidrocarburo saturando los poros de las rocas. Mediante un análisis de las curvas de tuning y el modelado de cuña, establecimos límites para al uso del atributo rms de amplitudes sísmicas como indicador de hidrocarburo. Presentamos un caso de aplicación para el campo Arcabuz en la cuenca de Burgos, Méjico (Figura 1). Analizamos el desarrollo de la arena productiva (Fm. Eoceno Wilcox 4), cuyo espesor ronda los 20 metros y el espesor neto (net pay) petrofísico no supera los 10 metros. Mediante un análisis de tuning se observó que por el espesor en tiempo de la arena la respuesta sísmica de la misma se encuentra afectada en sus amplitudes por efecto de interferencia constructiva de las reflexiones del techo y la base de la arena. Además, realizando un modelo de cuña a partir de las velocidades y densidades registradas en la arena objetivo mediante perfiles eléctricos de pozos, determinamos el límite de detección para la misma. También generamos trazas sintéticas a partir de los perfiles de pozos y concluimos que estando el espesor aparente del reservorio por encima del mínimo espesor que podemos detectar, encontramos que la inversión acústica es válida para caracterizar cualitativamente el reservorio a pesar de que las amplitudes sísmicas se encuentren afectadas por efecto de tuning. A continuación se realizó una inversión de traza acústica y determinística, con el objetivo de remover el efecto de la ondícula y obtener una solución posible para las impedancias de la zona de estudio. Como conclusión, mediante la extracción de impedancias acústicas en la ventana de tiempo correspondiente con la arena productiva, fue posible observar un límite cualitativo para el desarrollo del campo establecido estructuralmente por una falla normal de rumbo norte sur que no era posible apreciar mediante el uso del atributo rms de amplitudes sísmicas. Como consecuencia de este análisis, se recalcularon reservas y se estableció un programa de perforación limitado al bloque central, dejando fuera el bloque alto ubicado al oeste del campo.Eje: Tercer Simposio sobre Inversión y Procesamiento de Señales en Exploración Sísmica.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Squirt flow in partially saturated cracks: a simple analytical model

This is a pre-copyedited, author-produced PDF of an article published in Geophysical Journal International following peer review. The version of record ``Santiago G Solazzi, Simón Lissa, J Germán Rubino, Klaus Holliger, Squirt flow in partially saturated cracks: a simple analytical model, Geophysical Journal International, Volume 227, Issue 1, October 2021, Pages 680–692’ is available online at: https://doi.org/10.1093/gji/ggab249

Fracture Unclogging: A Numerical Study of Seismically Induced Viscous Shear Stresses in Fluid‐Saturated Fractured Rocks

Dynamic shaking imposed by passing seismic waves is able to promote various hydrological processes in fractured reservoirs. This is often associated with seismically‐induced fracture unclogging due to mobilization of deposited colloids in the fracture network which, in turn, affects permeability at the reservoir scale. Numerous laboratory and field studies pointed out that fracture unclogging can be initiated when viscous shear stresses in the fracture fluid are in the range of 0.1‐1 Pascals. In this numerical study, we compute viscous shear stress in a fluid‐saturated fractured medium due to the action of passing P‐ and S‐waves. We perform a sensitivity analysis in terms of fluid, fracture, and host rock physical properties as well as seismic wave characteristics. Our results show that seismically‐induced viscous shearing increases with frequency and seismic strain and can be in the order of those initiating fracture unclogging for typical seismic strains and frequencies. S‐waves tend to produce viscous shearing approximately two times larger than P‐waves and, for anisotropic distribution of fractures, it is extremely dependent on the direction of wave propagation. Moreover, larger viscous shearing is expected for more viscous fluids and stiffer host rocks. Regarding the fracture network distribution, for the same fracture density, the presence of longer fractures drastically increases the potential of fracture unclogging at seismic frequencies. The fracture aperture distribution, on the other hand, can also affect the development of viscous shearing. Fractures with correlated distributions of contact areas exhibit an order of magnitude larger viscous shearing than uncorrelated ones

Resultados preliminares del estudio de la relación agua superficial-subterránea mediante tomografía sísmica y eléctrica en un curso de agua de la cuenca Martín-Carnaval, La Plata

El conocimiento de la relación agua superficial-subterránea en zonas urbanas constituye una herramienta importante para la toma de decisiones vinculadas a la gestión y el aprovechamiento del recurso hídrico. Los cursos de agua son vulnerables a la contaminación por agroquímicos y por desechos domésticos e industriales en sectores urbanos, que pueden llegar a afectar la calidad química del acuífero freático. Las metodologías convencionales para determinar esta relación requieren de la ejecución de pozos o el relevamiento de perforaciones existentes, cuyo número y distribución condiciona el análisis de los resultados. Además, el estudio de la interacción de un curso de agua con el nivel freático a una escala de detalle resultaría poco práctico y costoso. Por esta razón los métodos geofísicos surgen como una alternativa válida para conseguir información complementaria a una escala de decenas de metros. El objetivo de este trabajo fue evaluar la aplicabilidad del método sísmico y del método eléctrico para estudiar la relación agua superficial-subterránea en un lugar representativo de un ambiente de llanura, comparando además los resultados de ambos métodos. El curso de agua estudiado es una canalización del arroyo Martín en la cuenca Martín-Carnaval, del Partido de La Plata. Se decidió aplicar ambos métodos en un perfil de 80 metros en dirección perpendicular al curso de agua. En el caso del método sísmico se utilizó un sismógrafo Geode de 24 canales, un martillo como fuente sísmica y geófonos equiespaciados 2 metros. Sobre el mismo perfil para la tomografía eléctrica se utilizaron 32 electrodos de acero inoxidable con un distanciamiento de 2.5 metros. Las interpretaciones de ambos métodos coinciden al encontrar al menos tres capas, la primera de aproximadamente 2 metros de espesor de muy baja velocidad (200 m/s) y resistividad media (10 Ohm m). Luego, se observa hasta los 10 metros de profundidad un capa de velocidad mayor (800 m/s) y dentro de ella dos zonas con resistividades distintas, una superior de 4 a 8 metros de profundidad con resistividades de aproximadamente 5 Ohm m y una zona inferior con resistividades de aproximadamente 12 Ohm m. La base alcanzada con la tomografía sísmica se ubica en torno de los 12 metros coincidiendo con el tope de una capa que presenta una velocidad de 1400 m/s. El análisis de las propiedades físicas inferidas mediante la inversión permitió definir el comportamiento del curso de agua, que presentaría un carácter efluente en el sector analizado.Eje: Ciencias Hidrológicas y Criósfera.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Squirt flow in cracks with rough walls

We explore the impact of roughness in crack walls on the P wave modulus dispersion and attenuation caused by squirt flow. For that, we numerically simulate oscillatory relaxation tests on models having interconnected cracks with both simple and intricate aperture distributions. Their viscoelastic responses are compared with those of models containing planar cracks but having the same hydraulic aperture as the rough wall cracks. In the absence of contact areas between crack walls, we found that three apertures affect the P wave modulus dispersion and attenuation: the arithmetic mean, minimum aperture, and hydraulic aperture. We show that the arithmetic mean of the crack apertures controls the effective P wave modulus at the low‐ and high‐frequency limits, thus representing the mechanical aperture. The minimum aperture of the cracks tends to dominate the energy dissipation process and, consequently, the characteristic frequency. An increase in the confining pressure is emulated by uniformly reducing the crack apertures, which allows for the occurrence of contact areas. The contact area density and distribution play a dominant role in the stiffness of the model, and in this scenario, the arithmetic mean is not representative of the mechanical aperture. On the other hand, for a low percentage of minimum aperture or in the presence of contact areas, the hydraulic aperture tends to control the characteristic frequency. Analyzing the local energy dissipation, we can more specifically visualize that a different aperture controls the energy dissipation process at each frequency, which means that a frequency‐dependent hydraulic aperture might describe the squirt flow process in cracks with rough walls