Apresentação Final TCC

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Processamento e Interpretação de
Multimétodos geofísicos da Bacia do
Recôncavo
GEOE33 - Trabalho Final de Graduação II
Annie Gabrielle de Oliveira Silva
Orientador: Dr. Joelson da Conceição Batista
20 de dezembro de 2022
Sumário
1 Introdução
2 Fundamentação teórica
3 Contexto Geológico
4 Processamento MT
5 Inversão MT
6 Interpretação MT
7 Modelagem Gravimétrica
8 Conclusões
9 Agradecimentos
Annie Gabrielle de Oliveira Silva (Orientador: Dr. Joelson da Conceição Batista)Processamento e Interpretação de Multimétodos geofísicos da Bacia do Recôncavo20 de dezembro de 2022 2 / 58
Introdução
Esse trabalho utilizou o processamento e interpretação integrada de
dados magnetotelúricos (MT), gravimétricos e de poço, a fim de
caracterizar estruturalmente e, tectonicamente, a Bacia do
Recôncavo (BR), tendo em vista à formação e evolução do
preenchimento sedimentar desta bacia e a demarcação de
discordâncias e importantes sistemas de falhas.
Os dados MT e gravimétricos foram fornecidos pelo Projeto Rift
Bahia II, financiado pela Petrobras e a ANP, em parceria com a
UFBA.
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Fundamentos Eletromagnetismo
Equações de Maxwell (tempo) Relações Constitutivas
∇× e⃗ + ∂b⃗
∂t
= 0
∇× h⃗ + ∂d⃗
∂t
= j⃗
∇ · b⃗ = 0
∇ · d⃗ = ρ
d⃗ = ϵe⃗
j⃗ = σe⃗
b⃗ = µh⃗
Restrições: (i) O meio é linear, isotrópico e homogêneo, (ii) As
propriedades elétricas independem do tempo, temperatura e pressão
e (iii) A permeabilidade magnética (µ) assume o valor de
µ0 = 4π × 10−7 H/m.
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Fundamentos Eletromagnetismo
Equações de Maxwell (tempo) Equações de Maxwell (frequência)
∇× e⃗ + ∂b⃗
∂t
= 0
∇× h⃗ + ∂d⃗
∂t
= j⃗
∇ · b⃗ = 0
∇ · d⃗ = ρ
∇× E⃗ + iµωH⃗ = 0
∇× H⃗ − (σ + iεω)E⃗ = 0
∇ · µH⃗ = 0
∇ · εE⃗ = ρ
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Fundamentos Eletromagnetismo
As relações de Helmholtz são dadas com aplicação da identidade
vetorial ∇×∇× a = ∇∇a−∇2a as equações abaixo:
∇× E⃗ + iµωH⃗ = 0
∇× H⃗ − (σ + iεω)E⃗ = 0
- Com aproximação µεω2 ≪ µσω
∇2E + k2E = 0
∇2H + k2H = 0
k =
√
µεω2 − iµσω
∇2E − iµσωE = 0
∇2H − iµσωH = 0
k =
√
−iµσω
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Fundamentos Eletromagnetismo
Soluções das Equações de onda:
e⃗ = e⃗+0 e
−i(kz−ωt) + e⃗−0 e
−i(kz+ωt)
h⃗ = h⃗+0 e
−i(kz−ωt) + h⃗−0 e
−i(kz+ωt)
Skin Depth:
δ(ω) =
√
2
ωµσ
= 503
√
ρT
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Fundamentos método MT
Impedância e dimensionalidade
A razão entre estes campos é chamada de tensor de impedância (Z). É
matematicamente descrito por:(
Ex(ω)
Ey (ω)
)
=
(
Zxx(ω) Zxy (ω)
Zyx(ω) Zyy (ω)
)(
Hx(ω)
Hy (ω)
)
Para meios 1D:
(
Ex(ω)
Ey (ω)
)
=
(
0 Zxy (ω)
−Zxy (ω) 0
)(
Hx(ω)
Hy (ω)
)
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Fundamentos método MT
Para meios 2D:(
Ex(ω)
Ey (ω)
)
=
(
0 Zxy (ω)
Zyx(ω) 0
)(
Hx(ω)
Hy (ω)
)
Para meios 3D:
A resistividade varia em todas as direções e nenhum elemento do
tensor de impedância (Z) será nulo.
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Fundamentos método MT
Resistividade Aparente e Fase Tipper e Skew
ρa =
|Z |2
ωµ
ϕ = arctan
(
Im(Z )
Re(Z )
)
Hz = TxHx + TyHy
⇒ T =
√
|Tx |2 + |Ty |2
α(θ) =
Zxx(θ) + Zyy(θ)
Zxy(θ) + Zyx(θ)
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Fundamentos método MT
Figura 1: Subdivisão do método MT por faixas de frequência.
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Fundamentos método MT
Figura 2: Fontes de sinal [PROJECT, ].
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Fundamentos método
gravimétrico
Lei da Gravitação universal:
F = γ
mm0
r2
,
Campo Gravitacional:
g(P) = −γm
r2
r̂
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Fundamentos método
gravimétrico
Correções Gravimétricas
Gravidade normal ou Teórica (g0):
g0 = 9, 7803267714
1 + 0, 00193185138639 sin2 λ√
1 − 0, 00669437999013 sin2 λ
Correção de Ar Livre(gfa):
gfa = −0, 3086 × 10−5h
Correção Bouguer(gsb):
gsb = 0, 1119 × 10−5h
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Fundamentos método
gravimétrico
Correção de Terreno (gt): Ajusta a supercompensação de medidas
realizadas próximas a grandes estruturas topográficas.
Anomalia Bouguer:
∆gcb = gobs − gfa − gsb − gt − g0
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Fundamentos Perfilagem geofísica
de poços
Figura 3: Perfis geofísicos que deram origem aos perfis compostos utilizados para
a interpretação.
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Modelagem Magnetotelúrica
Inversa
Metodologia descrita por [Constable et al., 1987]:
m(z) = mi , zi−1 < z ≤ zi , i = 1, 2, . . . ,N
R1 =
N∑
i=2
(mi −mi−1)2
R2 =
N−1∑
i=2
(mi+1 − 2mi +mi−1)2
χ2 =
M∑
j=1
(dj − Fj [m])2
σ2j
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Modelagem GravimØtrica Direta
De acordo com [Blakely, 1996], as equaçıes que descrevem a modelagem
gravimØtrica sªo dadas por:
g(x; y; z) =
Z
z0
Z
y0
Z
x0
� (x0; y0; z0) (x � x0; y � y0; z � z0)dx0dy0dz0;
 = � 
z
(x2 + y2 + z2)3=2
:
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Bacia do Recôncavo
A Bacia do Recôncavo (BR) compõe a porção sul do rifte intracontinental
Recôncavo-Tucano-Jatobá (RRTJ) e localiza-se a leste do estado da Bahia,
a NE do Brasil, ocupando uma área de 11500 km2. A BR é limitada ao
norte, pelo Alto do Aporá, o qual a separa da Bacia de Tucano; ao Sul,
pelo Sistema de Falhas da Barra; a leste, pela Falha de Salvador e a oeste,
pela falha de Maragogipe.
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Localização da área de Estudo
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Contexto Geológico regional
Estudo da evolução tectonoestrutural da bacia.
Principais sistemas de falha: Mata-Catu e Sistema de Falha de
Salvador.
Principais depocentros da bacia: Baixo de Miranga.
Preenchimento sedimentar da bacia: sínclise, pré-rifte, rifte e pós rifte.
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Contexto Geológico regional
Figura 4: Editado de [Destro et al., 2003].
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Contexto Geológico Local
Existiu um aprofundamento no estudo das características dos sedimentos
presentes nas formações sedimentares anteriormente descritas. Novamente
tendo em vista as supersequências sedimentares: pré-rifte, rifte e pós-rifte.
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Contexto Geológico Local
Figura 5: Retirada de Silva et al. [Silva et al., 2007]
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Estações e Mapa Estrutural
Figura 6: Estações MT, modificado de [Magnavita et al., 2005].
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Estações e Mapa Estrutural
Figura 7: Estações gravimétricas, modificado de [Magnavita et al., 2005].
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Processamento MT
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Processamento MT
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�������(�T�X�L�S�D�P�H�Q�W�R���9�����3�+�2�(�1�,�;��
�������(�P�S�U�H�V�D���F�R�Q�W�U�D�W�D�G�D���S�U�R�M�H�W�R��
�����5�L�I�W�H���%�D�K�L�D���,�,
Processamento MT
Figura 8: Processamento dos dados utilizando o MT-Editor.
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Processamento MT
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Processamento MT
Figura 9: Dimensionalidade a partir da metodologia de [Martí et al., 2009]
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Processamento MT
Figura 10: Análise de dimensionalidade com base no Skew.
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Processamento MT
Figura 11: Análise dos strikes preferenciais estimados pelos tensores de
impedâncias invariantes, do tensor de fase azimute e do Tipper Strike.
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Processamento MT
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Processamento MT
Figura 12: Curvas de resistividade aparente e fase da estação de sondagem
TR0111a
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Processamento MT
Figura 13: Pseudoseções de resistividade aparente e fase, modo TE (XY) e TM
(YX).
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Processamento MT
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Inversão MT
Figura 14: Modelo magnetotelúrico inverso sem a resistividade do mar.
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Inversão MT
Figura 15: Modelo magnetotelúrico inverso com a resistividade do mar. a
resistividade média do mar, com um valor de ρmar = 0, 2 Ω ·m
[Conceição, 2019] e uma profundidade média do Oceano Atlântico de 3, 6 km
[Teixeira et al., 2009]. Essa modificação resultou em uma redução do RMS de 4,5
para 3,6.
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Interpretação de dados MT
Figura 16: Modelo magnetotelúrico inverso.
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Interpretação de dados MT
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Interpretação de dados MT
Figura 17: Primeira etapa da interpretação MT.
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Interpretação de dados MT
Número Nome Profundidade Litologias atravessadas
1 3-CB-12-BA 1,65 km Pós-rifte e rifte
atingindo, ao final,
sedimentos do pré-rifte
2 3-CB-2-BA 1,7 km
3 1-AP-2P-BA 2,05 km
4 5-BRSA-1294D-BA 1,25 km Pós-rifte e rifte
5 1-FAG-1-BA 2,85 km Pós-rifte e rifte
atingindo, ao final,
sedimentos do pré-rifte
6 4-BRSA-1084D-BA 2,02 km
7 1-BRSA-787D-BA 1,61 km
8 1-BRSA-812D-BA ≈ 1,52 km
Pós-rifte e rifte
9 1-ALV-3D-BA 0,61 km
10 1-CJ-1-BA 2,05 km
11 1-RIP-1-BA 2,5 km
12 1-IMET-3-BA 2,35 km
13 2-MST-1-BA 2 km
Rifte e, ao final,
o embasamento
Tabela 1: Interpretação das supersequências sedimentares dos 13 poços da região
de estudo.
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Interpretação de dados MT
Figura 18: Segunda etapa da interpretação MT.
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Interpretação de dados MT
Os sedimentos mais novos foram bem demarcados, apresentando
resistividade entre 1 e 102 Ωm (Membros Tauá e Gomo da Fm.
Candeias).
Os sedimentos mais antigos apresentaram uma resistividade entre 102
e 5 × 102 Ωm.
O embasamento foi bem demarcado, com umaresistividade que varia,
majoritariamente, entre 102 e 104 Ωm.
Anomalia 1: profundidade entre 3 e 5 km, possível fraturamento da
estrutura e preeenchimento por material condutor [Batista, 2013] e/ou
rochas ricas em minerais férricos, gnaisses ricas em alumínio e
magnésio [Barbosa et al., 2003].
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Interpretação de dados MT
Figura 19: Modelo geológico final gerado pelo método MT.
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Modelagem Gravimétrica
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Modelagem Gravimétrica
Os dados gravimétricos foram processados por membros do projeto
Rift Bahia II.
Figura 20: Perfil de anomalia Bouguer.
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Modelagem Gravimétrica
Litologia Densidade (g/cm3)
Arenito 2,35
Calcário 2,55
Conglomerado 2,46
Folhelho 2,40
Rocha Metamórfica 2,74
Siltito 2,57
Tabela 2: Densidades teóricas das litologias apresentadas nos poços da BR.
Retiradas de [Telford et al., 2004] e [Schön, 2015].
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Modelagem Gravimétrica
Sequência estratigráfica Densidade (g/cm3)
Pós-rifte e Rifte 2,44
Pré-rifte 2,42
Embasamento 2,74
Tabela 3: Densidades das supersequências estratigráficas e do embasamento,
identificadas pelos perfis dos poços.
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Modelagem Gravimétrica
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Modelagem Gravimétrica
anomalia 1 ou BISC: rochas metamórficas de alto grau, enclaves de
rochas gabróicas e supracrustais granulitizadas [Barbosa et al., 2003]
possuem uma densidade entre 2,70 e 3,50 g/cm3
[Telford et al., 2004].
anomalia 2 ou hotspot: a densidade das rochas que compõem o
Hotspot podem atingir até 3, 7 g/cm3 ao final da zona de baixa
velocidade [Teixeira et al., 2009].
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Conclusões
Objetivos desse trabalho foram atendidos, onde:
O método MT apresentou-se como uma técnica eficiente para o
estudo de formações menos profundas da Bacia do Recôncavo (falhas,
grabens, horsts e seu depocentro, dentre outros).
Os dados de poço, contribuíram para a delimitação dos limites entre
as sequências sedimentares e com a estimativa dos valores das
densidades médias para cada uma das supersequências estratigráficas
interpretadas.
O método gravimétrico descreveu as variações de densidades dos
materiais em subsuperfície.
A integração destes resultados pôde contribuir para o conhecimento
da evolução geotectônica da região.
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Conclusões
Para continuidade dos estudos são feitas as sugestões:
O uso de dados geofísicos de outra natureza, como seções sísmicas e
dados magnéticos.
Utilização direta de perfis geofísicos de poços, e não de seus perfis
compostos, para uma análise mais precisa das resistividades e das
densidades dos pacotes sedimentares;
Realização de campanhas geofísicas magnetotelúricas e gravimétricas
ao longo de mais perfis na Bacia do Recôncavo. Isso iria possibilitar o
uso de modelagem inversa 3D, podendo gerar um melhor
entendimento das regiões anômalas apresentadas neste trabalho.
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Agradecimentos
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Referências I
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Geologia do segmento sul do orógeno itabuna-salvador-curaçá.
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Conceição, J. O. (2019).
Estudo da influência do efeito de costa em dados magnetotelúricos 2d.
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Referências II
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	Introdução
	Fundamentação teórica
	Contexto Geológico
	Processamento MT
	Inversão MT
	Interpretação MT
	Modelagem Gravimétrica
	Conclusões
	Agradecimentos