Integração de dados da Bacia de Santos ganha extensão onshore

O projeto de imageamento subsal da Bacia de Santos pela utilização conjunta de migração pré-empilhamento em profundidade (PSDM), do método magnetotelúrico marinho (MMT) e do método gravimétrico, realizado pelo Observatório Nacional (ON), com recursos da Petrobras, ganhou continuidade.

A nova etapa – que teve seu início em meados de 2011 e finalizará 2013 –, prevê a extensão do perfil geofísico da Bacia de Santos para terrenos onshore da Faixa Ribeira, praticamente em frente a área do levantamento inicial. Os programas de inversão conjunta e 3D serão utilizados para ampliar o conhecimento geológico da área que cobre várias cidades do Sul Fluminense (Parati e Cunha), Vale do Paraíba (Guaratinguetá), em São Paulo e Sul de Minas Gerais (Itajubá e Pouso Alegre).

Linhas contínuas vermelhas com os perfis MMT (Magnetotelúrico Marinho); Pontos vermelhos - estações MT Banda Larga, MT Período Longo, gravimétricas, magnetométricas e de interferometria sísmica. Linha tracejada em amarelo – zonas de suturas sendo que a linha mais a norte separa os terrenos das Faixas Ribeira e Brasília. (Imagem: Google Maps)

O projeto começou em 2008 com a proposta de um estudo geofísico integrado, inicialmente offshore, na Bacia de Santos, onde foram feitos três perfis MT Marinhos de 170 km sobre uma linha sísmica pré-existente. Foram incorporados dados magnetométricos e gravimétricos e, pela primeira vez, foi feita uma inversão conjunta destes métodos.

"Foi apresentado um paper no Congresso Internacional da SBGf, em 2011, e a (revista) Geophysics da SEG deverá publicar um artigo sobre o projeto nas próximas edições", salientou Sergio Fontes, diretor do Observatório Nacional, acrescentando que o financiamento da Rede Temática de Geofísica Aplicada da Petrobras, de cerca de R$ 4 milhões, não foi totalmente gasto na primeira fase, então surgiu a proposta, que foi aceita pela Petrobras, de estender os levantamentos para a área onshore, tornando o perfil anfíbio. "Como sobraram recursos, achamos interessante pesquisar como a Bacia de Santos foi formada, a partir dos processos geológicos ocorridos em terra", explicou Fontes.

Segundo o professor Emanuele Francesco La Terra (ON), um dos coordenadores do projeto, os resultados obtidos com o perfil planejado – magnetotelúrico (MT) / gravimétrico (grav) / magnetométrico (mag) e interferometria sísmica (sísmica passiva) – dentre vários estudos que serão realizados, as informações coletadas deverão trazer também subsídios para o entendimento das geossuturas que separam a Faixa Brasília da Ribeira e entre os dois principais terrenos tectônicos da Faixa Ribeira e sobre a continuidade, na Bacia de Santos, das estruturas e dos terrenos pré-cambrianos.

Equipamentos e equipes

A fase onshore do projeto prevê a instalação de 120 estações magnetotelúricas (MT) de banda larga com espaçamento entre 5 e 30 quilômetros e 24 horas de tempo de aquisição. Também está prevista a medição em 78 estações (MT) de período longo com espaçamento entre 10 e 30 quilômetros e 15 dias de tempo de aquisição. Paralelamente, serão instaladas 78 estações sismográficas banda larga para medir a interferometria sísmica pelo período de seis meses. Serão realizadas 230 medidas gravimétricas relativas e o mesmo número de medidas de magnetometria gradiométrica.

Fazem parte do projeto dois doutores em Geofísica do ON, quatro doutores em Geologia da UERJ, nove engenheiros, técnicos, assistentes de pesquisa e convidados, além de oito alunos de mestrado e doutorado da pós-graduação do ON e dois alunos de Iniciação Científica (graduação).

Com a participação grupo TEKTOS, formado por professores doutores da UERJ – Mônica Heilbron, Miguel Tupinambá, Cláudio Valeriano e Júlio Almeida –, que também atuaram na primeira fase, será feito o levantamento geológico da área, envolvendo a identificação de unidades litoestratigráficas, medidas geológicas estruturais, coleta de amostras de rochas representativas para datação, lâminas petrográficas e análises químicas.

Entre outubro e novembro de 2011 três equipes do ON, formadas por técnicos e estudantes de pós-graduação (mestrado e doutorado), foram a campo realizar 85 medições em estações magnetotelúricas (MT) de banda larga (com 24 horas de aquisição de dados), espaçadas em cinco quilômetros, posicionadas em dois perfis de 210 quilômetros cada. De março a abril deste ano, quatro equipes do ON realizaram 78 estações MT de período longo e o complemento de mais 36 estações MT de banda larga. Simultaneamente, uma equipe do ON executou as medidas gravimétricas e de magnetometria gradiométrica. A partir de abril duas equipes do ON começaram a instalar as estações sismográficas para as medidas de interferometria sísmica.

Os equipamentos utilizados no projeto pertencem ao Pool de Equipamentos de Geofísica do Brasil (PegBr) do Observatório Nacional que foi financiado pela Petrobras.

Formação de pessoal

Um problema grave enfrentado pela coordenação para colocar o projeto em campo foi a falta de pessoal especializado nos levantamentos MT. Para suprir a carência de mão-de-obra, foram realizados diversos cursos internos e treinamentos de campo, ensaios teóricos e práticos com alunos de mestrado e doutorado e alguns técnicos do ON que não conheciam a área de MT. Foi formada uma equipe de 14 pessoas para cumprir a parte do MT banda larga. Atualmente, a equipe está realizando o levantamento MT longo período. No total, cinco divisões estão no campo, sendo quatro participando de levantamentos MT de Longo Período e uma fazendo gravimetria e magnetometria.

Resultados esperados

• Integração dos dados marinhos e terrestres
• Inversão 2D e 3D de dados MT
• Inversão 3D de dados magnetometria e gravimetria
• Processamento de dados sismográficos utilizando correlação cruzada (interferometria sísmica)
• Inversão conjunta de dados geofísicos (MT, grav/mag e sísmica)
• Estudo multidisciplinar integrando a geofísica e geologia (parte onshore e offshore)
• Estudo detalhado da crosta e manto superior, definindo espessura e a discretização das estruturas geológicas
• Identificação geofísica/geológical dos Limites Tectônicos (geossuturas) que separam os Terrenos oriental e ocidental e também a Faixa Ribeira da Brasília (Heilbron et al. 2008, Tupinambá et al. 2000)
• Estudo integrado que contribuirá para o entendimento da formação da bacia de Santos
• Formação de pessoal (mestres, doutores e alunos de IC)
• Publicação de artigos em revistas indexadas

Histórico

O projeto inicial, intitulado "Imageamento Subsal pela Utilização Conjunta de Migração Pré-empilhamento em profundidade, do Método Magnetotelúrico Marinho e do Método Gravimétrico", foi aprovado pela Petrobras, na Rede Temática de Geofísica Aplicada, em 2008 e executado até 2011.

O projeto propôs inicialmente a utilização conjunta dos métodos geofísicos magnetotelúrico marinho (MMT), gravimétrico e sísmico para melhoria da migração pré-empilhamento em profundidade (PSDM). O objetivo é contribuir para a melhoria do modelo de velocidade e, consequentemente, do imageamento sísmico no PSDM das grandes estruturas como base e topo do sal e embasamento.

O principal resultado esperado é a implantação de um fluxo de trabalho integrado MMT/PSDM que melhore a imagem em áreas onde somente a sísmica é utilizada. Neste caso específico, as sequências pré-sal. Pretende-se chegar a este resultado por dois modos: o uso integrado da informação sísmica, magnetotelúrica e gravimétrica ou a inversão conjunta dos dados geofísicos.

Outros resultados parciais incluem:

• Inversão 2D e imageamento eletromagnético do perfil (perfis)
• Modelos gravimétricos 2D
• Reestimativas de velocidade com vínculos MT e gravimetria e reinterpretação dos dados PSDM com os novos valores de velocidade;
• Desenvolvimento de novo algoritmo de inversão conjunta dos dados sísmicos, magnetotelúricos e gravimétricos;
• Avaliação 3D de estruturas subsal

Outros produtos relevantes do projeto:

• Capacitação de profissionais em novas tecnologias geofísicas para exploração de petróleo, incluindo estudantes de graduação, pós-graduação e pós-doutoramento.
• Apresentações em Congressos e publicações em periódicos indexados.

Inversão conjunta - O programa de inversão utiliza grid baseado em diferenças finitas para as diversas grandezas geofísicas (resistividade elétrica, suscetibilidade magnética, densidade, tempos de chegada da onda) e aplica como vínculo o produto vetorial de pares de gradientes das grandezas físicas se igualar a zero, o que pode ser intuitivamente associado com vínculos estruturais em subsuperfície.

Interpretação de dados potenciais da bacia de Santos: novas abordagens - O trabalho vem se desenvolvendo em duas linhas. Na primeira delas, inteiramente nova, é desenvolvido um método para análise de mapas de propriedades geofísicas diversas utilizando o produto vetorial e diferenças angulares entre gradientes. Nos trabalhos de Gallardo e Meju (Gallardo, Meju et al., 2003; 2004; 2005; 2007) foi desenvolvido método de inversão conjunta de imagens baseado no produto vetorial entre resistividades e velocidades das ondas em perfis. Neste trabalho, os gradientes e seus ângulos estão sendo aplicados em mapas de propriedades geofísicas, especialmente dados gravimétricos e gravimétricos, conjuntamente com dados geomorfológicos e batimétricos da plataforma continental brasileira, com ênfase na bacia de Santos. Dois trabalhos foram recentemente concluídos e estão sendo submetidos ao Geophysical Research Letters e Geophysical Journal International ("Correlations between bathymetric and free-air gravity anomaly maps" e "Determination of correlation between sources of Free-air Gravity and Magnetic Anomalies using Morphologic Criteria").

Saiba mais

Método MT - O magnetotelúrico (MT) é uma técnica geofísica, eletromagnética (EM), no domínio da frequência, não invasiva, que envolve medidas simultâneas na superfície da Terra das variações temporais naturais dos campos magnéticos (H) e elétrico (E) em direções ortogonais, com objetivo de estimar a distribuição das condutividades das estruturas da Terra em subsuperfície, desde alguns metros a algumas centenas de quilômetros.

A diferença entre o MT Banda Larga e o MT Longo Período é o tempo de aquisição. Enquanto este último método leva 15 dias para obter o dado, o primeiro leva apenas 24 horas para fazer os registros.

Faixa de frequências do MT

• AMT (audiomagnetotelúrico), CSAMT (fonte controlada) - 10 Hz – 100 KHz
• MT (banda larga) – 0.001Hz -1000 Hz
• MT (longo período) – 0.000025 Hz - 1 Hz
• MMT (magnetotelúrico Marinho) – 0.001 Hz – 100 Hz

Magnetometria - Medidas das anomalias magnéticas causadas por contrastes das susceptibilidades magnéticas dos materias geológicos de subsuperfície.

Gravimetria - Medidas das anomalias gravimétricas causadas por contrastes das densidades dos materias geológicos de subsuperfície.

Interferometria Sísmica - É baseado na medida da propagação das ondas elásticas naturais que através de medidas por correlação cruzada entre duas estações sismográficas pode-se obter a diferenciação das estruturas geológicas da crosta continental, assim como a sua espessura. È um método não invasivo.