Produção Científica
Dissertação de Mestrado
| Caracterização de ruÃdo sÃsmico ambiente em um campo de petróleo Utilizamos um experimento de 5 horas de duração com 182 sensores verticais de 2 Hz implantados na superfÃcie para caracterizar o ruÃdo antes e durante um monitoramento de fraturamento hidráulico na Bacia Potiguar, Brasil. Observamos que o ruÃdo sÃsmico é principalmente de induções eletromagnéticas e de vibração de máquinas perto da cabeça do poço, e de fontes localizadas a 2 km do centro da rede sÃsmica como as bombas de vareta de sucção, tubulações, estradas e instalações industriais. Também relatamos uma ressonância composta por ondas de corpo provenientes da área tratada, que só está presente quando a injeção ocorre. Interpretamos essa ressonância resultante de fraturas cheias de fluido na subsuperfÃcie, mantendo ondas que reverberam nas fraturas. Diferentes estratégias foram empregadas para correlacionar e empilhar os dados para a Interferometria SÃsmica de RuÃdo Ambiente: correlação cruzada normalizada geométrica (CCGN), correlação cruzada de fase (PCC), empilhamento linear e empilhamento ponderado de fase (PWS). PCC e PWS são baseados na coerência instantânea de fase dos sinais analÃticos. Por causa da distribuição inadequada da fonte de ruÃdo e da geometria da aquisição, artefatos surgem nos correlogramas. Nós propusemos uma metodologia simples para atenuar esses efeitos indesejados, que consiste em aplicar a correção estática (Linear Moveout - LMO), empilhar os dados no domÃnio do tiro e filtro f-k. As curvas de dispersão após esse processamento são aprimoradas e os resultados da análise de velocidade de fase são consistentes com os dados da literatura. |
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Dissertação de Mestrado
| Evidências geofÃsicas de domeamento na estruturação profunda da porção central da Faixa Seridó (NE-Brasil) A Faixa Seridó (FS) é um cinturão de rochas metassedimentares localizado na ProvÃncia Borborema (NE do Brasil). Ela foi deformada e metamorfizada no contexto da Orogênese Pan-Africana/Brasiliana. Neste evento tectônico, a crosta foi parcialmente fundida, particularmente na conexão da zona de cisalhamento Patos com a FS, alterando suas propriedades reológicas e, consequentemente, sua deformação. O domo anatético de Santa Luzia (~ 575 Ma) se destaca dentre as ocorrências de rochas associadas à fusão parcial. O mapa aeromagnético da FS mostra uma expressiva anomalia regional de longo comprimento de onda (> 25 km) em sua porção centro-sul. Esta anomalia apresenta forma sigmoidal e seu eixo central rotaciona de NNE-SSW para E-W próximo a zona de cisalhamento Patos. Anomalias de curto comprimento (< 25 km) e de grande amplitude (até 2.200 nT) se sobrepõem a anomalia regional. Os limites das anomalias magnéticas, frequentemente, coincidem com zonas de cisalhamento regionais, revelando que estas estruturas exercem importante controle tectono-estrutural sobre as fontes das anomalias. A comparação com dados gravimétricos evidencia que ambos os tipos de anomalias compartilham das mesmas fontes anômalas, sendo estas mais magnéticas e menos densas que a crosta circundante. Por outro lado, a correlação com a geologia de superfÃcie mostra que as anomalias geofÃsicas muitas vezes ocorrem associadas com migmatitos e granitos ricos em magnetita. Nós realizamos duas abordagens de modelagem para os dados geofÃsicos: a primeira foi uma inversão automática 3D dos dados magnéticos e a segunda foi uma modelagem conjunta 2.5D, guiada pelo interprete, dos dados magnéticos e gravimétricos ao longo de três perfis. Como resultado da análise integrada dos dados geofÃsicos e geológicos e da modelagem, nós evidenciamos a existência de uma estrutura dômica regional na porção centro-sul da FS. Este domo gnáissico em grande escala é composto por quatro estruturas internas alongadas, geofisicamente modeladas como quatro corpos anômalos, além do material circundante. Em conjunto, eles formam uma estrutura crustal com eixo principal na direção NE-SW que rotaciona para E-W, seguindo a zona de cisalhamento Patos. O domo de Santa Luzia é apenas um domo local em pequena escala dessa estrutura. Os metassedimentos do Grupo Seridó ocorrem em sinformes em torno das estruturas que compõem o domo regional. Em particular, devido ao notável papel da zona de cisalhamento Patos na formação da grande estrutura crustal, é reforçada a concepção de que este lineamento foi um limite tectônico importante durante a Orogênese Pan-Africana/Brasiliana. |
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Dissertação de Mestrado
| Monitoramento de mudanças de velocidade no Arquipélago São Pedro São Paulo com interferometria de ruÃdo sÃsmico O Sistema Transformante São Paulo (STSP) está localizado na Dorsal Meso-Atlântica (MAR), Atlântico Equatorial e é formado por um complexo sistema de falhas, no qual suas interações provocam a ocorrência de eventos sÃsmicos com magnitudes pequenas a moderadas. A ausência de uma rede de estações sismográficas permanentes na região dificulta a caracterização da sismicidade neste local. Como resultado, os efeitos da sismicidade, de falhamento e de interação de fluidos na massa rochosa permanece pobremente amostrada. Nesta dissertação, nós quantificamos as perturbações de velocidade associadas à atividade sÃsmica no Arquipélago São Pedro São Paulo (ASPSP) usando uma estação sismográfica instalada na ilha Belmonte. Foram calculadas funções de autocorrelação (ACFs) de ruÃdo a partir dos registros contÃnuos dessa estação ao longo do ano de 2012. As ACFs foram obtidas por duas abordagens diferentes: autocorrelação clássica normalizada geometricamente (ACGN) e autocorrelação por fase (PAC). Ambas as abordagens forneceram resultados similares e fomos capazes de estimar variações de velocidades devido a sismos com 3.0 ≤ ML ≤ 4.7. As mudanças no meio foram investigadas através da análise conjunta de curvas de decorrelação e de variações de velocidade, esta última sendo obtida pelo método de Moving Window Cross Spectral (MWCS). Nossas análises mostram que as variações de velocidade são possivelmente associadas ao acoplamento hidromecânico, no qual os aumentos de velocidade observados podem ser controlados por mudanças no esforço estático e interações rocha-fluido são responsáveis pelas quedas de velocidade observadas. Esses comportamentos são qualitativamente explicados pela natureza do complexo sistema de multi-falhas do STSP, onde interações rocha-fluido exercem um importante papel nas variações de velocidade observadas. |
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| Sismicidade do sistema transformante de São Paulo, no Atlântico Equatorial, de janeiro - julho de 2013 O Atlântico Equatorial é formado por diversas dorsais e falhas transformantes de escorregamento lento. Entre elas, o Sistema Transformante de São Paulo (STSP) é um complexo transformante, que se estende por 630 km, formado por múltiplas transformantes sendo quatro falhas e três segmentos intra-transformante. Na parte norte do STSP, a Zona da Serra do Atobá (ZSA) com 200 km de comprimento e 30 km de largura, é uma importante formação que atinge o nÃvel do mar formando o Arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP). Foi realizado a localização hipocentral de 62 tremores do STSP. Eles ocorreram no ano de 2013, e foram registrados por um sismômetro instalado no ASPSP e três hidrofones implantados durante o cruzeiro COLMEIA. Usando os hipocentros, foi identificado uma zona sismogênica com profunda de transição frágil-dúctil à 18 km abaixo do oceano. Observamos que essa estrutura litosférica apresenta relação com a idade de deslocamento da transformante, na qual pode controlar as profundidades hipocentrais nas falhas transformantes do oceano. Além disso, os terremotos indicaram a existência de uma ampla extensão na profundidade da área de serpentinização, atingindo até 18 km abaixo da ZSA. Nós interpretamos isso como um efeito da percolação de águas em falhas e que possibilitam que elas atinjam até o manto abaixo do STSP, o que causa uma interação de rochas fluido-manto e o crescimento das falhas até o manto. Alguns hipocentros estavam localizados no segmento da Zona de Fratura Central (ZFC) e com profundidades que atingiam 8,8 km abaixo do fundo do mar. Nós interpretamos isso como a reativação de uma zona de fraqueza existente na ZFC, na qual ocorreu devido estresse induzido pela carga transpressiva da ZSA. |
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| A inversão da forma de onda completa pode compensar a falta de iluminação na tomografia poço-a-poço? A iluminação sÃsmica em cada ponto da região interpoços pode ser definida como o ângulo máximo entre os raios que passam por esse ponto. Interfaces completamente contidas nas aberturas angulares podem ser imageadas com a tomografia de tempo de trânsito da primeira chegada (first arrival travel time tomography, ou FATTT). Nós investigamos se a inversão de forma de onda (full waveform inversion, ou FWI) 2D acústica pode compensar a falta de iluminação. Nós usamos dados sintéticos gerados com fontes de forma Ricker com frequências de pico de 100 ou 500 Hz, resultando em superposição pequena das bandas de frequência, de tal forma que uma abordagem de FWI multiescala é aplicada, em que os resultados com o conjunto de dados de 100 Hz são usados como entrada para o conjunto de 500 Hz. Nós investigamos dois casos: no primeiro (FWI T), somente as ondas registradas no poço oposto são usadas enquanto, no segundo caso (FWI T+R), as ondas registradas em ambos os poços são usadas. Para uma única interface separando dois meios, a forma da onda transmitida varia significantemente apenas quando a interface está contida dentro das aberturas angulares. Portanto, famÃlias de tiro comum para modelos de camadas com interfaces fora das aberturas angulares podem ser aproximadamente reproduzidas com um meio homogêneo equivalente. Dessa forma, em comparação com FATTT, ambos os casos de FWI resultam em uma melhoria moderada para modelos com interfaces dentro da cobertura angular, mas não conseguem compensar a falta de iluminação. Nessa situação, pequenos aumentos de resolução são obtidos tanto com FWI T como com FWI T+R. Contudo, para modelos na condição mista em que camadas com interfaces contidas na abertura angular são cortadas por uma falha, a FWI oferece melhorias substanciais sobre a FATTT, mesmo se o plano de falha está fora da cobertura angular e a FWI T é aplicada. Nessa situação mista, a resolução também aumenta quando FWI T+R e fontes de maior conteúdo de frequência são usadas. |
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| Inversão conjunta de dados MCSEM e MT 3D Neste trabalho aplicamos a inversão conjunta nos conjuntos de dados MMT e MCSEM simultaneamente e comparamos com as inversões para cada dado separadamente. Estes dois métodos fornecem informações complementares, enquanto o MMT fornece conhecimento sobre estruturas profundas, o MCSEM identifica corpos resistivos delgados. Além de compartilharem o mesmo parâmetro fÃsico, na prática os dados poderem ser coletados pelos mesmos receptores. O método de inversão usado foi o de Gauss-Newton com a estratégia de Marquardt. Para introduzir informações a priori, aplicamos os regularizadores de suavidade global e variação total. Testamos dois modelos distintos para verificar a eficácia da técnica de inversão conjunta. Os resultados mostraram-se satisfatórios e os dados MMT e o MCSEM são capazes de gerarm uma estimativa com maior acurácia nos dados do que cada método separadamente, atenuando as ambiguidades. |
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| A study on 1D joint and laterally constrained inversion of 2D EMMF, CSAMT and MT data using analytical derivatives Embora as inversões convencionais de dados separados possam gerar modelos úteis, resultados melhores podem ser obtidos através de inversão conjunta uma vez que essa informação extra adicionada reduz a ambiguidade ou a não-unicidade do problema. Foi avaliado um esquema de inversão conjunta aplicado a três diferentes métodos eletromagnéticos: Audiomagnetotelúrico de Fonte Controlada (CSAMT), Método Eletromagnético a Multi-frequência (EMMF) e Magnetotelúrico (MT). Estes múltiplos conjuntos de dados são combinados e invertidos dois a dois, a fim de estimar um modelo comum de parâmetros (condutividades) que ajustam simultaneamente ambos os conjuntos de dados. Utilizamos uma técnica de inversão com vÃnculos na lateral para estimar modelos pseudo-2D e aplicamos o método de Marquardt para resolver os problemas de inversão conjunta 1D, regularizados com Suavidade Global ou Variação Total. Exemplos com dados sintéticos 1D e 2D demonstraram que os modelos derivados da inversão conjunta dos métodos EMMF+CSAMT e CSAMT+MT resolvem melhor as variações de resistividade da subsuperfÃcie terrestre já que esses métodos fornecem informações complementares. |
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| Sismoestratigrafia e estruturação da região central da Bacia de Tucano (Cretáceo, Brasil) A região central da Bacia de Tucano, uma bacia rifte continental do Cretáceo, foi investigada por suas caracterÃsticas estruturais e estratigráficas, usando dados de sÃsmica 2-D pós-stack, dados de poços e dados potenciais. A metodologia foi guiada pelos princÃpios de estratigrafia de sequências aplicada à bacias rifte, auxiliada pela análise de atributos sÃsmicos e de fácies sÃsmicas, almejando a identificação de terminações estratais, mapeamento de feições estruturais, como falhas e topo do embasamento, e discordâncias. A literatura na Bacia de Tucano Central tradicionalmente reconhece apenas duas sequências deposicionais que formam o preenchimento sedimentar da seção rifte, entretanto, a presente análise estratigráfica reconheceu um arcabouço de sete discordâncias intrarifte, formando oito sequências de terceira ordem. Mapas de espessura sÃsmica foram gerados com o objetivo de inferir a localização dos depocentros durante a deposição das sequências e o sentido dos fluxos de sedimentação. Com o objetivo de estudar a profundidade anormal do depocentro da bacia, dados gravimétricos foram processados gerando mapas de anomalia Bouguer residual, e uma análise espectral foi realizada, que localizou o depocentro da bacia a aproximadamente 16 km, uma profundidade rara entre bacias rifte. Modelagens gravimétricas integradas a dados sÃsmicos foram realizadas com o objetivo de verificar as caracterÃsticas estruturais e estratigráficas interpretadas anteriormente e de veri#car a profundidade do depocentro da bacia encontrada pela análise espectral. Por fim, este trabalho propõe uma carta estratigráfica atualizada para a porção central da Bacia de Tucano e discute o papel da tectônica neste especÃfico arcabouço estratigráfico. |
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| Modelagem conjunta 2D geoidal e geotérmica: estrutura litosférica da região adjacente à Bacia Sergipe - Alagoas Neste trabalho aplicaram-se métodos que integram dados geofÃsicos e petrológicos com objetivo de estudar a estrutura crustal e litosférica tomando como referência três perfis que cruzam o domÃnio Salvador-Esplanada-Boquim (SEB), Faixa Sergipana, o domÃnio Pernambuco- Alagoas (PEAL) e a Sub-Bacia Alagoas, no nordeste do Brasil. Esses métodos permitiram desvendar as principais feições crustais, litosféricas e suas relações tectônicas com a interface crosta-manto (Moho), bem como a interface litosfera-astenosfera (LAB) desta região. A estrutura da crosta foi restringida por dados geológicos, gravimétricos e sismológicos disponÃveis, e composição quÃmica para corpos que constituem o manto. Os dados utilizados são as anomalias Bouguer e ar-livre, altura geoidal, topografia e dados geotérmicos, que também foram associados a composição quÃmica do manto. Portanto, primeiramente realizou-se uma modelagem para estimar automaticamente a espessura da crosta e da litosfera numa abordagem unidimensional utilizando dados de anomalia de geóide e topografia acoplado à análise térmica. Os resultados obtidos foram em seguida utilizados como informação à priori na modelagem geotérmica da litosfera que permitiu obter modelos litosféricos 2D mais acurados, de distribuição de temperatura, densidade e de velocidade das ondas sÃsmicas P e S para a litosfera. Os resultados da espessura crustal mostram afinamento da crosta para o domÃnio SEB e o Cinturão Sergipano com valores variando de 32-36 km, e mais espessa para o domÃnio PEAL variando de 38-40 km, esses resultados estão em concordância com dados sÃsmicos e gravimétricos. Os resultados da interface litosfera-astenosfera (LAB) mostram valores máximos no domÃnio PEAL atingindo 202 km. O domÃnio SEB e a Faixa Sergipana são caracterizadas por uma LAB que varia de 169 a 180 km. Com base na variação lateral da composição quÃmica do manto litosférico, foi possÃvel obter o melhor ajuste das velocidades P e S, e da distribuição de densidade. Os resultados mostram que o domÃnio PEAL possui uma composição diferente que se estende aos domÃnios Marancó, Poço-Redondo, Canindé e Rio Coruripe. |
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| Análise sismoestratigráfica das sequências transicionais e drifte da Bacia de Almada O presente trabalho visa a interpretação de dados de poço e de linhas sÃsmicas 2D pós-empilhadas da área que abrange a Bacia de Almada, auxiliada pela interpretação de perfis geofÃsicos de poço. A base de dados compreende um conjunto de 50 linhas sÃsmicas pós-stack migradas, sendo 22 linhas dip e 28 linhas strike. A metodologia do trabalho conta com as principais etapas para a realização de uma interpretação sismoestratigráfica padrão, contemplando a confecção de sismograma sintético de dado de poço para correlação com as linhas sÃsmicas, além da utilização de atributos sÃsmicos, úteis para a identificação de terminações estratais, superfÃcies estratigráficas e feições estruturais, como discordâncias e falhas, por exemplo. A análise sismoestratigráfica permitiu compreender o processo de preenchimento da Bacia de Almada, desde a região do embasamento raso até a região de águas profundas, onde foram identificadas uma sequência de segunda ordem referente à fase transicional e seis sequências de segunda ordem associadas à fase drifte. As interpretações mostraram que a evolução do drifte passou por três fases distintas do ponto de vista deposicional: primeiro uma fase transgressiva, compreendida entre o Turoniano e o Eomaastrichtiano, seguida de uma fase de sedimentação concentrada na região de plataforma entre o Neomaastrichtiano e o Mesoeoceno e finalmente uma fase regressiva, compreendida do Mesoeoceno ao recente. Foram mapeadas algumas feições geológicas importantes da bacia, tais como complexos de transporte de massa e um cânion na região da plataforma e talude, conhecido como Cânion de Almada. A Bacia de Almada encontra-se inserida na categoria das bacias brasileiras da margem leste passiva, no sudeste do Estado da Bahia. Apesar da disponibilidade de dados sÃsmicos e do seu potencial petrolÃfero, ainda é considerada uma bacia pouco explorada. A área de estudo consiste de um polÃgono de aproximadamente 9500km 2 . O mapeamento estratigráfico considerou as discordâncias que limitam o topo da sequência rifte, através da DPR (Discordância Pós-rifte); topo da sequência Transicional, através da DPT (Discordância Pós-Transicional); e os topos de cada sequência Drifte.A interpretação sÃsmica estrutural considerou a Falha de Aritaguá que, junto com outras falhas normais que se desenvolveram na região, compartimentou a bacia em três trechos principais de falhas normais de alto ângulo e rejeito, formando-se assim um sistema de falhas. O mapeamento estratigráfico considerou sequências de segunda e terceira ordem. Os resultados da interpretação permitiram a confecção de mapas e seções geológicas, de maneira a ilustrar os principais sistemas sedimentares atuantes em cada estágio de sedimentação da bacia, de acordo com seus respectivos tratos tectônicos interpretados. |
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