Sistemas de información geográfica en la exploración petrolera

Título completo: La Tecnología de los Sistemas de Información Geográfica en el Contexto de la Exploración Petrolera

Introducción

Las crecientes necesidades científicas, tecnológicas y sociales de información y la rápida evolución de las nuevas tecnologías de la información y las comunicaciones (NTIC), que permiten manejar y proporcionar dicha información en formas muy novedosas, estan estimulando un proceso de notables cambios en el manejo de los datos georeferenciados, su cartografía y visualización. Entre otras, la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) está ubicada en el centro de estos cambios, con el manejo de conceptos claves como "integración", "interacción", "visualización" y "análisis". Los SIG son herramientas analíticas y de consulta con un enorme potencial en el apoyo a la toma de decisiones y en el modelaje de procesos, con un excelente desempeño en materia de soporte al trabajo multidisciplinario y con un impresionante espectro de esferas de aplicación en la práctica social (Burrough and McDonnell, 1998).

La actividad de exploración petrolera se basa esencialmente en la integración y análisis multidisciplinario de datos de diferentes fuentes: catastro multipropósito, uso del suelo, fotos aéreas, levantamientos topográficos, geomorfológicos, geológicos, geofísicos terrestres y aéreos, diferentes imágenes de satélite, datos de pozo, etc. (Quinlivan, 2000). Además, las organizaciones responsables por la exploración petrolera establecen relaciones con un elevado número de otras entidades, de las que toma o con las que tiene que compartir la información manejada.

Cuando son usados adecuadamente, los SIG pueden constituir una poderosa fuerza positiva en la actividad de la exploración petrolera, ya que su razón de ser es proporcionar un instrumento para el análisis espacial y la consulta a las Bases de Datos espaciales, lo que puede poner de relieve las relaciones entre datos de varios tipos y diferentes naturalezas temáticas.

Papel de los sig en la exploración petrolera

Beneficios generales derivados:

Hacer consultas y análisis. La razón de ser de un SIG es proporcionar un instrumento para el análisis espacial y la consulta a las Bases de Datos espaciales. Una vez en pleno funcionamiento, se les pueden hacer consultas simples, tales como ¿a qué se destina esta parcela?, o ¿qué distancia hay entre estos dos puntos?, o consultas más complejas, del tipo ¿cuáles son las áreas más perspectivas para la búsqueda de hidrocarburos?, o si se trazara por aquí la línea sísmica,¿cómo se verá afectada la producción agrícola en esta granja? Al proporcionar capacidades tanto de consultas simples – de apuntar y hacer clic – , como de herramientas sofisticadas de análisis, la tecnología de los SIG es ideal para la búsqueda de patrones y tendencias en los datos, y para el análisis de escenarios del tipo ¿qué ocurriría si…? Dos de las herramientas de análisis son particularmente importantes. La primera es el análisis de proximidad, que da respuesta a preguntas del tipo ¿cuántas casas se encuentran dentro de un corredor de 100 m a cada lado de la futura linea sísmica?, o ¿qué proporción del total de receptores en este proyecto deben ser colocados en el área pantanosa que bordea el litoral? Para responder a estas preguntas se emplea el proceso llamado ‘buffering’ o ‘corredores’, que analiza las relaciones de proximidad entre las entidades espaciales. La segunda herramienta es el análisis de superposición, que permite la integración de datos de diferentes capas temáticas. Este tipo de operaciones comprende un gran conjunto de métodos de análisis, que se pueden aplicar a los datos para para obtener respuestas a las preguntas formuladas a los SIG. Las características analíticas de un sistema de información espacial pueden ser vistas de dos formas. En primer lugar, desde el punto de vista de las herramientas que ofrece el sistema, estas herramientas se pueden clasificar en ‘Consulta a la Base de Datos’, ‘Álgebra entre mapas’, ‘Operadores de distancia’ y ‘Operadores de contexto’. En segundo lugar, desde el punto de vista de las operaciones que el sistema puede ejecutar, dichas operaciones se pueden clasificar en ‘Consulta a la Base de Datos’, ‘Cartografía derivada’ y ‘Modelaje de procesos’. Este último tipo de operaciones constituye una vertiente sumamente perspectiva, para el estudio de los procesos espaciales y temporales. De esta manera, las consultas y análisis desarrollados a través de los SIG permiten a las organizaciones reducir el tiempo de respuesta a las solicitudes de sus clientes, encontrar las ubicaciones más favorables para las instalaciones, buscar y comprender relaciones causales entre fenómenos, hacer una administración óptima de sus recursos, localizar averías en instalaciones y redes técnicas y muchos otros beneficios.

Mejorar la integración organizacional. Muchas instituciones que han implantado sistemas de información espacial para el desempeño de sus funciones han descubierto que uno de sus principales beneficios es la mejora de la administración de la propia institución y de sus recursos. Debido a que estos sistemas tienen la capacidad de vincular los conjuntos de datos según su ubicación espacial, facilitan la comunicación y el intercambio de información interdepartamental. A través de la creación de una Base de Datos compartida, un departamento se puede beneficiar con el trabajo de otro, porque los datos pueden ser colectados y organizados una vez y usados muchas veces. Como la comunicación aumenta entre los individuos y los departamentos, se reduce la redundancia en los datos, se mejora la productividad del trabajo y aumenta la eficiencia organizacional general. Además, debido a la naturaleza multitemática de los datos que manipulan y el carácter complejo de los problemas que se abordan con estas herramientas, los SIG propician el trabajo integrado de equipos multidisciplinarios y un enfoque sistémico, lo que beneficia la solución de los problemas planteados.

Sustentar y mejorar los procesos de toma de decisiones. Como en la aplicación de cualquier otro sistema de información, en el caso de los SIG la mejor información conduce a mejores decisiones. Sin embargo, un sistema de información espacial no es un sistema automatizado de toma de decisiones, porque nunca proporciona respuestas inherentes, sino apenas una herramienta para ayudar a pensar acerca de los patrones presentes en los datos, acerca del espacio y acerca de los procesos que actuan en el espacio, para consultar, analizar y graficar datos, en apoyo al proceso de toma de decisiones con objetivos múltiples. Se puede usar un SIG, por ejemplo, para ayudar a decidir acerca de la ubicación de una instalación de manera que produzca un impacto negativo mínimo en el ambiente, que esté situada en un área de bajo riesgo, y a la vez, cerca de un centro poblacional. La información puede ser presentada clara y sucintamente bajo la forma de un mapa y un reporte explicativo acompañante, permitiendo a los responsables de tomar la decisión final centrar su atención en los problemas reales, en vez de perder tiempo tratando de comprender los datos. Como los resultados se obtienen rápidamente, se pueden evaluar múltiples escenarios alternativos de forma eficiente y efectiva.

Facilitar la creación de mapas. Los mapas ocupan un lugar especial tanto en la exploración petrolera como en la tecnología de los SIG. En un SIG el proceso de construcción de mapas es más flexible que en el caso de los enfoques manual tradicional o automatizado. La Base de Datos cartográfica utilizada en un SIG puede ser continua y sin escala, y los mapas que se produzcan pueden estar centrados en cualquier punto y representados a cualquier escala y bajo cualquier sistema de proyección, mostrando la información seleccionada y simbolizada con efectividad para destacar sus características específicas.

Dificultades.

La implantación efectiva de un SIG en una organización presupone la adopción de una nueva metodología de trabajo, y por tanto, de una nueva forma de pensar en el contexto organizacional. Ambos presupuestos invalidan una parte de los métodos tradicionales de toma de decisiones, creando un nuevo paradigma metodológico, que generalmente encuentra algún tipo de resistencia, y que tiene que ser establecido sobre la base de una adecuada capacitación.

Los sig y los trabajos de prospección sísmica

La evolución de los métodos sísmicos ha conducido a la introducción de los levantamientos sísmicos 3D, que son, entre todas las fuentes mencionadas, la que exige un mayor esfuerzo de las organizaciones en las áreas de planificación, logística y administración de proyectos, y la que proporciona el mayor volumen de datos entre todos los levantamientos geofísicos.

Las operaciones sísmicas se estan haciendo cada vez más difíciles de ejecutar debido a numerosos factores, entre los que se pueden mencionar: el incremento de la cultura ambiental y el grado de ocupación del suelo; las concesiones, las restricciones y la disparidad de intereses; la complejidad de los métodos y sistemas de adquisición.

A medida que los levantamientos sísmicos crecen en extensión y complejidad, la logística y la planificación juegan un papel cada vez más importante en el aseguramiento de su eficiencia y efectividad.

La información que describe los datos sísmicos provenientes de los levantamientos (conocida como metadatos) aumenta rápidamente en volumen y variedad, pero aún se le almacena en una amplia diversidad de medios, tales como los encabezamientos de las trazas, archivos de coordenadas y registros de observación digitales o incluso en papel.

Debido a que estos metadatos pueden ser considerados una información vital, de consulta anticipada para los levantamientos ulteriores, es ahora más importante que nunca que sean recolectados, almacenados, analizados y custodiados de manera eficiente.

Desde los estudios de factibilidad y las primeras etapas de un proyecto se recopila un valioso volumen de informaciones y se desarrollan operaciones concurentes que hacen muy difícil la conciliación de los objetivos esenciales de producción, calidad y seguridad.

De estas características resulta obvio que un sistema para la administración, el análisis y la presentación de la información, desde las ideas iniciales de un proyecto de levantamiento sísmico hasta su completamiento final beneficiaría una amplia variedad de grupos de usuarios involucrados en el proyecto (Porter, 2000). Los SIG son los sistemas informáticos que cumplen con los requerimientos exigidos por esta actividad.

Beneficios específicos del uso de los SIG en la prospección sísmica:

• Mejor planificación y administración de proyectos.
• Mayor calidad de los levantamientos al hacer uso oportuno de la información más completa y actualizada (Pawlowski, 2000).
• Mejoras por concepto de seguridad, a través del reconocimiento previo y oportuno de los peligros y amenazas y su delimitación espacial.
• Mejores relaciones con la comunidad por concepto de reducción de riesgos (transgresiones de límites, daños, seguros, etc.).
• Cómoda edición de mapas y gráficos de producción.
• Cómoda emisión de reportes actualizados, esquemas de planificación y análisis de costos.
• Análisis de proyectos, análisis de escenarios del tipo ¿Qué ocurriría si…?, emisión de análisis estadísticos.
• Mejor manejo y visualización de los datos durante el proceso de interpretación. Especialmente prometedora resulta la combinación de la tecnología de los SIG con herramientas avanzadas de visualización como la tecnología de Realidad Virtual (Sheffield, Meyer, Lees et al., 2000; Stark, Dorn and Cole, 2000).
• Y otros beneficios…

Conclusiones

El uso de la tecnología de los SIG en la actividad de exploración petrolera constituye un paso de avance en la aplicación de las NTIC en las Geociencias.

El beneficio del uso de los SIG se aprecia en numerosas vertientes, entre las que se destacan la facilidad para la integración de los datos de diferentes fuentes, las consultas y los análisis espaciales, la mejora de la integración organizacional y el apoyo al trabajo multidisciplinario, el apoyo al proceso de toma de decisiones y la facilidad para la creación de mapas y emisión de otros reportes.

La implantación efectiva de un SIG en una organización entraña ciertas dificultades, que tienen que ser superadas sobre la base de una adecuada capacitación del personal.

En particular, el empleo de la tecnología de los SIG como herramienta de apoyo a la administración de levantamientos sísmicos constituye una novedosa aplicación, en la que se manifiestan beneficios particulares.

Recomendaciones

Fortalecer el uso de los SIG en la actividad de la exploración petrolera en su vertiente clásica de herramienta para el análisis, la integración de datos, el enfoque sistémico y multidisciplinario para la solución de problemas y el apoyo a la toma de decisiones.

Comenzar a dar pasos adecuados para introducir la tecnología de los SIG en la administración de levantamientos geofísicos en Cuba, en especial los de Prospacción Sísmica.

Referencias

1. Burrough, P. A. and McDonnell, R. A. Principles of Geographical Information Systems. Oxford University Press, Oxford, 333 pp. 1998.
2. Pawlowski, R. GIS applied to exploration: Caserta Block, Central Apennines, southern Italy. The Leading Edge. Feb, 2000.
3. Porter, T. R. Seismic metadata management: Optimization with GIS. The Leading Edge. Feb, 2000.
4. Quinlivan, W. F. Integration issues in E&P spatial data processing. The Leading Edge. Feb, 2000.
5. Sheffield, T. M., Meyer, D., Lees, J. et al. Geovolume visualization interpretation: A lexicon of basic techniques. The Leading Edge. May, 2000.
6. Stark, T. J., Dorn, G. A. and Cole, M. J. ARCO and immersive environments, Part 2: Oil industry experience with immersive environments. The Leading Edge. Aug, 2000.

* Para contactar al autor:

• Institución: Departamento de Geociencias.
• Instituto Superior Politécnico "José A. Echeverría". ISPJAE.
• Ave 127 y 114. Apartado 6028.
• Habana 6. Marianao. CP 19390.
• Ciudad de La Habana. Cuba.
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• FAX: (53 7) 267 – 2013 y (53 7) 24 – 0641
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