RESOLUCIÓN 277 DE JULIO 4 DE 2017

 

Servicio Geológico Colombiano

RESOLUCIÓN 277 DE 2017

(Julio 4)

“Por la cual se modifica el artículo 3º de la Resolución D149 de 2017”.

La Directora General encargada del Servicio Geológico Colombiano,

en ejercicio de sus atribuciones legales y, en especial, las que le confiere el numeral 1º del artículo 10 y los numerales 1º, 3º y 10 del artículo 4º del Decreto-Ley 4131 de 2011, así como las establecidas en los numerales 1º, 2º, 4º y 10 del artículo 9º del Decreto 2703 de 2013, y

CONSIDERANDO:

Que de conformidad con el artículo 3º del Decreto-Ley 4131 de 2011, el Servicio Geológico Colombiano tiene como objeto realizar la investigación científica básica y aplicada del potencial de recursos del subsuelo; adelantar el seguimiento y monitoreo de amenazas de origen geológico; administrar la información del subsuelo, entre otros;

Que de conformidad con los numerales 1º, 3º y 10 del artículo 4º del Decreto-Ley 4131 de 2011, el Servicio Geológico Colombiano tiene entre sus funciones asesorar al Gobierno Nacional para la formulación de las políticas en materia de geociencias, amenazas y riesgos geológicos; generar e integrar conocimientos y levantar, compilar, validar, almacenar y suministrar, en forma automatizada y estandarizada, información sobre geología, recursos del subsuelo y amenazas geológicas, de conformidad con las políticas del Gobierno Nacional; e investigar fenómenos geológicos generadores de amenazas y evaluar amenazas de origen geológico con afectación regional y nacional en el territorio nacional;

Que de conformidad con los numerales 1º, 2º, 4º y 10 del artículo 9º Decreto 2703 de 2013, la dirección de geoamenazas del Servicio Geológico Colombiano tiene como funciones “proponer a la dirección general, políticas, planes, programas y proyectos que en materia de investigación en amenazas geológicas y riesgo físico, deba adoptar esta dirección”, “dirigir las actividades conducentes al estudio, análisis y evaluación de las amenazas de origen geológico y de afectación regional y nacional en el territorio nacional”, “investigar, identificar, caracterizar, monitorear, evaluar, diagnosticar y modelar fenómenos geológicos generadores de amenazas”, y “proponer a la dirección general, políticas, planes, programas y proyectos que en materia de investigación en amenazas geológicas y riesgo físico, deba adoptar esta dirección”;

Que el Servicio Geológico Colombiano expidió la Resolución D-149 de 2017 el 23 de marzo de 2017 y publicada en el Diario Oficial el día 31 de marzo de la misma anualidad, y por medio de la cual “se determinan las especificaciones de monitoreo de sismicidad cerca de los pozos de exploración y/o producción de hidrocarburos en yacimientos no convencionales”;

Que una vez publicada la Resolución D-149 de 2017 el 23 de marzo de 2017, una empresa de la industria petrolera sugiere un medio de comunicación alternativo al contemplado inicialmente en dicha resolución, puntualmente un sistema de transmisión híbrido conformado por una transmisión satelital hasta un HUB ubicado en la ciudad de Bogotá, desde donde se envían los datos por un canal dedicado de fibra óptica hasta la sede central del SGC, este llamado sistema de transmisión híbrido con última milla en fibra óptica;

Que se hace necesario aclarar que el sistema de transmisión satelital usado desde las estaciones remotas del Servicio Geológico Colombiano al HUB Bogotá, ha sido el medio de transmisión adoptado desde 1993 por el SGC, sin embargo, la alternativa de transmisión satelital a un HUB en Bogotá de un proveedor y una posterior retransmisión a través de fibra óptica dedicada por parte de los operadores es un medio híbrido viable para la adquisición de datos sismológicos con fines de estudios antropogénicos;

Que el Servicio Geológico Colombiano concluyó que la propuesta técnica formulada se ajusta a las necesidades de la entidad en cuanto a transmisión de datos, por cuanto la latencia típica de un enlace satelital está entre 600 y 800 ms independiente de la banda de frecuencias para dispositivos con protocolo TCP, dicha latencia es similar a las presentadas en las estaciones satelitales con las que cuenta en la actualidad el Servicio Geológico Colombiano; por otra parte, la latencia típica de la fibra óptica entre Bogotá y una ciudad intermedia cercana no supera los 15 ms por lo cual no se refleja un incremento significativo en la latencia total, siendo este un parámetro prioritario para la estabilidad de la conexión entre los sistemas de adquisición de datos sismológicos y los dispositivos terminales. Adicional a lo manifestado, un canal dedicado de fibra óptica permite tener una alta confiabilidad y disponibilidad de los datos entre el HUB satelital del operador y el SGC;

Que la propuesta técnica formulada da herramientas adicionales a los operadores para el cumplimiento del objeto y obligaciones contenidas en la Resolución D-149 de 2017 en un menor tiempo, ya que los operadores de la industria petrolera cuentan con aliados estratégicos para sus sistemas de telecomunicaciones, y los mismos cuentan con una cadena de suministros directa para diferentes tecnología y bandas de frecuencia, adicionales a la tecnología y banda C de la que hace uso el SGC;

Que en cumplimiento de lo establecido en el artículo 3º de la Resolución 184 del 17 de abril de 2017 expedida por el Servicio Geológico Colombiano, y por medio de la cual se reglamenta el plazo para la publicación de los proyectos de regulación expedidos por el Servicio Geológico Colombiano de conformidad con lo establecido en el artículo 2.1.2.1.23 del Decreto 270 del 14 de febrero de 2017, el presente proyecto se publicó en la página web del Servicio Geológico Colombiano del 15 de junio de 2017 al 27 de junio de 2017 y no se recibieron comentarios;

Que en mérito de lo expuesto,

RESUELVE:

ART. 1º—Modificación. Modificar el artículo 3º de la Resolución D149 de 2017 expedida por el Servicio Geológico Colombiano y el anexo técnico, los cuales quedarán de la siguiente forma:

“ART. 3º—Transmisión de datos. La transmisión de datos de las estaciones sismológicas debe ser en tiempo real, sin interrupciones y con una latencia inferior a 30 segundos, para lo cual el Servicio Geológico Colombiano presenta las siguientes alternativas:

1. Transmisión vía satélite al HUB de la red sismológica nacional del Servicio Geológico Colombiano en la sede Bogotá; dicha transmisión se puede realizar a través de uno o más nodos (ver anexo de la resolución).

2. Transmisión vía satélite desde los equipos en campo a un operador de telecomunicaciones satelitales que cuente con un HUB en la ciudad de Bogotá, desde allí, enviar los datos recopilados de todos los equipos en campo el cual

3. Será el único punto de concentración de información hasta el Servicio Geológico Colombiano, a través de un canal dedicado de fibra óptica simétrico con un ancho de banda de 10 megas o superior, de tal manera que el operador garantice el correcto funcionamiento. Los equipos a instalar en el SGC para el recibir el canal de fibra deberán ser de máximo 2 unidades de rack, entre el conversor de medio y el router. El operador una vez finalizado el proyecto deberá realizar el retiro de la fibra óptica instalada.

El operador deberá definir alguna de las alternativas para su sistema de comunicaciones, y remitir para el caso de la transmisión satelital al HUB de la red sismológica nacional de Colombia, la información especificada en el numeral 2.2 del anexo de esta resolución a la dirección de geoamenazas del Servicio Geológico Colombiano. Para cualquiera de las alternativas de transmisión, el operador deberá comunicar por escrito a la dirección de geoamenazas del Servicio Geológico Colombiano la posible fecha y hora de la transmisión de los datos, junto con la información de contacto de la persona responsable, para que sea concertada con la dirección de geoamenazas del Servicio Geológico Colombiano. Para el caso de transmisión híbrida con última milla en fibra óptica, el operador deberá solicitar por escrito la asignación del segmento de red con los cuales debe configurar los equipos terminales, esto con el fin de evitar inconvenientes de enrutamiento interno en la red del SGC.

Al día hábil siguiente a la recepción efectiva de las señales en la estación maestra de la red sismológica nacional del Servicio Geológico Colombiano, sede Bogotá, D.C., y durante el término de veintidós (22) días hábiles el operador debe mantener la transmisión en tiempo real y cumplir con la totalidad de las especiaciones técnicas contenidas en la presente resolución. La entidad contará con el término indicado previamente para informar al Ministerio de Minas y Energía o a quien haga sus veces en materia de fiscalización de las actividades de exploración y/o explotación de hidrocarburos sobre el cumplimiento o no de la totalidad de las especificaciones técnicas contenidas en la presente resolución.

El no cumplimiento de cualquier especificación técnica por parte del operador implica que él deba presentar nuevamente tanto el informe, como iniciar la transmisión de datos en tiempo real y aportar las demás evidencias de cumplimiento de las especificaciones”.

ART. 2º—Vigencia. La presente resolución rige a partir de la fecha de su publicación.

Publíquese y cúmplase.

Dada en Bogotá, D.C., a 4 de julio de 2017.

Anexo

Especificaciones técnicas para el monitoreo de sismicidad cerca de los pozos de exploración y/o producción de hidrocarburos en yacimientos no convencionales (E&P en HYNC)

1. Alcance y definiciones.

Este documento describe las especificaciones técnicas y los pasos que deberán seguir los operadores para la instalación de estaciones sismológicas que conformen una red para el monitoreo de actividad sísmica que se presente cerca de los pozos de E&P de HYNC.

El Servicio Geológico Colombiano podrá exigir instrumentación adicional o distribuciones particulares de las estaciones sismológicas cuando, teniendo en cuenta las condiciones del área de operaciones, sea necesario para que la red garantice el monitoreo de la actividad sísmica, de acuerdo con lo establecido en la presente resolución.

Definiciones:

Banda: Se denomina banda a un rango de frecuencias.

Codificación: Técnica utilizada para brindar seguridad y detectar errores en la información.

Data rate: Velocidad de transmisión de datos, usualmente en bits por segundo.

Dataless SEED(1): Formato que contiene metadatos detallados de las estaciones sismológicas como su localización física y la información de la respuesta instrumental de los equipos.

EMI: Interferencia electromagnética (del inglés Electromagnetic Interference).

ESD: Descarga electrostática (del inglés Electrostatic Discharge).

Espectro: Se denomina espectro a la distribución de energía en una amplia variedad de frecuencias que comprende desde los rayos gamma de alta frecuencia hasta ondas de radio de baja frecuencia.

Gap: Separación angular entre dos estaciones contiguas con respecto al centro de la red.

Geoestacionario: Se llama geoestacionario al satélite cuya traslación está sincronizada con la rotación del cuerpo al cual orbita.

HUB: Se conoce como HUB al dispositivo encargado de enviar la misma información a todos los dispositivos terminales conectados a este.

Latencia: Diferencia de tiempo entre el tiempo actual y el tiempo del registro adquirido.

miniSEED(1): Formato que contiene los datos de las series de tiempo de amplitudes del movimiento del suelo medidas por los sismómetros.

Modulación: Conjunto de técnicas usadas para transmitir información a través de una señal portadora.

Nodo satelital: Punto donde se reciben múltiples señales mediante cualquier método de comunicación para luego transmitirlas a través de un único canal satelital.

Polarización: Propiedad de las ondas electromagnéticas, la cual describe la variación tiempo - dirección - amplitud.

Portadora: Señal de alta frecuencia que facilita la transmisión de información a través de un medio de propagación.

Posición orbital: Posición en la cual se encuentra ubicado el satélite sobre la superficie del cuerpo al que orbita.

QPSK: Modulación por desplazamiento de fase cuadrifásica (del inglés Quadrature Phase-Shift Keying).

Red local de monitoreo: Red de estaciones sismológicas que se encarga del monitoreo de un (1) pozo o un conjunto de pozos, cuya operación este a cargo de uno (1) o más operadores.

RFI: Interferencia de radiofrecuencia (del inglés Radio Frequency Interference).

Satélite artificial: Equipo enviado por el humano que orbita un planeta, satélite natural o asteroides.

SEED(1): Formato binario de almacenamiento de datos sismológicos cuya sigla proviene de su nombre en inglés (Standard for the Exchange of Earthquake Data). El formato SEED se divide en dos partes lógicas: miniSEED y dataless SEED.

TCXO: Oscilador de cristal compensado por temperatura (del inglés Temperature Compensated Crystal Oscillator).

Transpondedor: Es la combinación de transmisor y receptor, el cual recibe y transmite señales con diferente portadora.

2. Instrumentación mínima requerida.

2.1. Instrumentación sismológica.

Las especificaciones técnicas mínimas que debe cumplir la instrumentación sismológica se describen en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Especificaciones técnicas de digitalizadores, sismómetros y acelerómetros requeridos para las estaciones de monitoreo.

Digitalizador
Número de canales 3 canales (6 canales para estación donde se instale acelerómetro)
Rango dinámico Mayor a 140 dB
Resolución Mínimo 24-bit
Formato tx 32-bit entero, nivel 2 comprimido en paquetes de 1 segundo
Rango de entrada 40V P-P a ganancia=1
Filtros Lineal o fase mínima FIR
Muestreo 200 mps, seleccionable por el usuario.
Base de tiempo Precisión TCXO, enganchado al GPS. Sin ajuste.
Comunicaciones Completa dúplex, reconocimiento eficiente positivo con control de error. 10/100 base T Ethernet
Temperatura de operación desde -15°C hasta 60°C
Control de sensor Señales de calibración tipo escalón, seno y aleatorio. Centrado, bloqueo y desbloqueo de masas con comandos de forma remota.
Estados de salud Temperatura, voltaje DC, estado del GPS, posición de masas
Modo de almacenamiento Compatible con Compact flash, SD y/o USB
Memoria Memoria de por lo menos 16Gb no volátil, con soporte superior a 100.000 escrituras.
Network IEEE 802 10Base-T Ethernet UDP/IP Protocol
Puertos seriales Al menos 1 puerto serial de telemetría y consola configurable hasta 115 kbaud O configuración con protocolo telnet.
Protocolo Transmisión de datos en protocolo SEEDLINK con soporte de por lo menos 2 conexiones simultáneas.
Sismómetro de estación central (sensor de velocidad - corto periodo)
Topología Triaxial simétrica
Sensibilidad Superior o igual a 250 V/m/s con damping de 0.707
Ancho de banda 1Hz a 100 Hz (1 s - 100 Hz)
Tolerancia de inclinación Mínimo ±2.5° en modo operativo
Señal de salida Máximo 40V pico a pico diferencial
Temperatura de operación -15°C a 60°C
Sismómetro de estación circundante (sensor de velocidad - periodo intermedio)
Topología Triaxial simétrica
Sensibilidad Superior o igual 750 V/m/s
Ancho de banda Tres opciones: de 0.025 Hz a 100 Hz (40 s); de 0.0333 a 100 Hz (30 s); de 0.05 Hz a 100 Hz (20 s)
Nivel de ruido propio Menor al New Low Noise Model (NLNM) en la banda de interés
Resonancias parasitas Ninguna por debajo de 100 Hz
Señal de salida Máximo 40V pico a pico diferencial
Temperatura de operación -15°C a 60°C
Acelerómetro (sensor de aceleración)
Tipo Acelerómetro triaxial de fuerza balanceada FBA (NO sensores tipo MEMS), orientado ortogonalmente
Ancho de banda 0.005 a 200 Hz (0.01 a 100 s)
Rango dinámico Mayor a 160 dB
Escala total ± 2g
Señal de salida Máximo 40V pico a pico diferencial
Protección Protección para ESD, RFI y EMI para todas las entradas
Energía Suministrada directamente por el digitalizador
Temperatura de operación -15°C a 60°C
No linealidad < 0.015%
Histéresis < 0.1% de la escala completa
Otros Cable de salida debe tener conexión al digitalizador.

2.2. Sistema de comunicaciones.

En el caso de que se opte por la alternativa de enlazarse con el sistema satelital del SGC, debe cumplirse con los siguientes parámetros de transmisión y recepción:

Información del satélite artificial
Nombre del satélite Intelsat 907
Tipo de satélite Geoestacionario
Posición orbital 332.5° E
Transpondedor 91C
Parámetros de transmisión HUB SGC - Bogotá
Banda de transmisión Banda C
Polarización Circular derecha
Data rate 80 kbps
Modulación QPSK
Codificación Turbo code 0.95
Inversión de espectro Invertido
Tipo de antena Cassegrain
Diámetro de la antena 9 metros
Observaciones:
El equipo debe ser totalmente compatible con la red satelital actual del SGC, la cual incorpora enrutamiento en aire con tecnología HDLC.
Parámetros de recepción HUB SGC - Bogotá
Banda de recepción Banda C
Polarización Circular izquierda
Rango de frecuencia en recepción 5625 - 6425 / 3400 - 4200 MHz
Tipo de antena Cassegrain
Diámetro de la antena 9 metros
Observaciones:
El equipo debe ser totalmente compatible con la red satelital actual del SGC, la cual incorpora enrutamiento en aire con tecnología HDLC.

Una vez definido el sistema de comunicaciones especificando el número de canales satelitales, el operador deberá solicitar al Servicio Geológico Colombiano la siguiente información:

• Dirección IP y HDLC para cada canal satelital.

• Enrrutamiento en el HUB Bogotá para cada canal satelital.

Formato de transferencia de información: Todas las señales deben ser enviadas a la red sismológica del Servicio Geológico Colombiano en formato miniSEED a una taza de muestreo de 200 muestras por segundo (mps) para señales de sismómetro y de acelerómetro. Los datos no deben estar corregidos por respuesta instrumental ni filtrados de ninguna forma. Los operadores deben entregar al Servicio Geológico Colombiano los archivos de respuesta instrumental de cada estación en formato dataless SEED junto con las hojas de calibración de los equipos suministradas por el fabricante.

2.3. Sistema de energía.

El operador deberá contar con un sistema ininterrumpido de energía que garantice la transmisión de datos y el funcionamiento continuo y sin interrupciones de cada estación sin pérdida de información.

3. Diseño de redes de monitoreo - configuración espacial de estaciones.

3.1. Diseño óptimo (teórico) de una red para la localización de eventos sísmicos.

La red de monitoreo debe estar conformada por al menos seis (6) estaciones, mínimo tres (3) estaciones distribuidas sobre una circunferencia de radio R1 desde el centro de la red (estaciones centrales), rodeadas por tres (3) estaciones sobre una circunferencia exterior de radio R2 desde el centro de la red (estaciones circundantes). Al menos una de las estaciones centrales debe tener un sismómetro de periodo intermedio, el resto pueden tener sismómetros de periodo corto. Al menos una de las estaciones centrales debe tener un acelerómetro. Todas las estaciones circundantes deben tener sismómetros de periodo intermedio.

Condiciones mínimas de la red: el gap entre estaciones no debe superar los 150 grados angulares para las estaciones centrales y para las estaciones circundantes, entendiéndose por gap la separación angular entre dos estaciones contiguas con respecto al centro de la red. Los radios R1 y R2 deben estar entre 3 - 5 km y entre 12 - 30 km respectivamente. Las estaciones circundantes deben cubrir preferiblemente el gap de las estaciones centrales.

La red de monitoreo se considerará lo suficientemente adecuada para cualquier pozo P, ubicado a una distancia desde el centro de la red Rp menor que el radio de las estaciones circundantes R2 menos 2 veces la profundidad medida de dicho pozo Pm (es decir, Rp ≤ R2 - 2Pm). De lo anterior se deriva que una red puede ser suficiente para monitorear más de un pozo.

En caso de necesitar más de una red para monitorear un conjunto de pozos, es posible optimizar el número de estaciones final haciendo que una misma estación haga parte de varias redes a la vez. En este caso, de ser necesario, se admitirá un cambio de sismómetro de estación central a sismómetro de estación circundante.

3.2. Consideraciones para el diseño real de una red de estaciones sismológicas.

Los errores en la localización de eventos sísmicos deben ser menores a 2 km para las componentes horizontales y menores a 3 km en la componente vertical.

En caso que no se cumpla con la expectativa en la precisión de las localizaciones de los eventos sísmicos (valores mencionados en el párrafo anterior), el operador deberá tomar medidas correctivas (redistribución de estaciones alrededor de focos de eventos sísmicos, adición de nuevas estaciones, etcétera).

4. Calidad de la señal.

La calidad de la señal para cada estación se establece a partir del nivel de ruido sísmico registrado. Los sitios que se seleccionen para la instalación de estaciones sismológicas deben cumplir con los niveles óptimos de ruido establecidos por Peterson (Havskov & Alguacil, 2004)(2), es decir, el espectro de densidad de potencia de la señal sísmica registrada no debe superar el nuevo modelo de ruido sísmico superior (NHNM por sus siglas en inglés), ni debe estar por debajo del nuevo modelo de ruido sísmico inferior (NLNM) en ninguna de las bandas de frecuencia registradas por el sensor. El operador deberá registrar la señal sísmica continua propia de cada sitio, con una instrumentación de las mismas características que se vaya a instalar en la estación según se definió en la sección 2.1, durante el mayor tiempo posible y remitir al SGC la señal de mínimo 7 días. El operador deberá calcular la densidad espectral de potencia (PSD, por sus siglas en inglés) y la densidad espectral de potencia probabilística (PPSD) para toda la señal (McNamara & Buland, 2004)(3). De estas curvas se debe interpretar cuáles son las principales fuentes de ruido y la evolución temporal de las mismas (tener en cuenta fuentes de ruido como maquinaria, vegetación densa, cuerpos de agua, animales y centros poblados).

5. Instalación.

Al instalar los sensores, estos deben estar debidamente nivelados y orientados respecto al norte geográfico teniendo en cuenta la declinación magnética. En el caso del acelerómetro, este debe ir anclado a la superficie y su escala debe estar fijada en 2g. El operador deberá verificar que la información se remita en tiempo real a la dirección de geoamenazas del Servicio Geológico Colombiano.

5.1. Configuración del digitalizador.

El digitalizador deberá estar configurado con los siguientes parámetros:

Tasa de muestreo y nombre de los canales:

— Sismómetro corto periodo: 200 mps - EHZ, EHN, EHE

— Sismómetro periodo intermedio: 200 mps - HHZ, HHN, HHE

— Acelerómetro: 200 mps - HNZ, HNN, HNE

Código de la estación: Debe ser un código de cinco caracteres (alfanuméricos). Los dos primeros caracteres deben ser las dos primeras letras del nombre del operador; el tercer caracter debe estar relacionado con el nombre del bloque, y los últimos dos deben ser números consecutivos de dos dígitos iniciando en 01. Se debe garantizar que nunca existan dos estaciones con el mismo código.

Código de localización:

— Sismómetro corto periodo: 20

— Sismómetro periodo intermedio: 30

— Acelerómetro: 10

Código de la red: CM

Formato: Mini-SEED.

(1) Ringler A. & Evans J, A Quick SEED Tutorial, Seismological Research Letters, volumen 86, 2015.

(2) Jens Havskov y Gerardo Alguacil. Instrumentation in Earthquake Seismology, volumen 22 de Modern Approaches is Geophysics. Springer, 2004.

(3) McNamara, D. E., & Buland, R. P. (2004). Ambient Noise Levels in the Continental United States. Bulletin of the Seismological Society of America, 94 (Agosto 2004), 1517–1527.