Trabalho de Prospecção geofísica - sísmica

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Métodos Sísmicos
Geofísica
Utilização: na fase preliminar de investigação tentando determinar grandes feições, zonas de fraturas e embasamento cristalino;
Informação suplementar e complementar aos métodos diretos (sondagens), com o objetivo de diminuir o número de investigações diretas, reduzindo o custo do projeto.
 Geofísica
Através da interpretação das observações realizadas na superfície, são geradas informações úteis sobre a estrutura e a composição das zonas inacessíveis em grandes profundidades; 
Quase todo o conhecimento sobre áreas abaixo de profundidades limitadas por poços e minas subterrâneas provém de observações geofísicas.
 Grande parte das ferramentas e técnicas desenvolvidas tem sido aplicada em pesquisas acadêmicas sobre a natureza do interior da Terra.
 Especificamente, dentre as técnicas geofísicas, na área de exploração de petróleo, a prospecção sísmica é a mais utilizada.
A forte utilização da sísmica na exploração e desenvolvimento de reservatórios de hidrocarbonetos deve-se à sua larga e densa amostragem tanto em área quanto em profundidade aliada ao contínuo refinamento de técnicas de tratamento e interpretação dos dados sísmicos. 
Métodos Sísmicos
O método da sísmica consiste, basicamente, em gerar ondas sísmicas artificiais através de explosivos, canhões de ar comprimido ou outra fonte sísmica; 
Registrar as reflexões provenientes das diversas interfaces em sub-superfície usando como receptores geofones ou hidrofones, equipamentos estes análogos aos microfones.
Procedimento
O sensor que recebe a energia sísmica é o geofone (hidrofone em levantamentos aquáticos);
Estes sensores são acelerômetros ou transdutores de velocidade e convertem movimentos bruscos do terreno em repostas voltaicas. 
Receptores dos Dados Sísmicos
Eletromagnéticos
Hidrofones 
De Pressão
Geofones 
Fonte de Energia Sísmica
Em terra
No mar
Canhões de ar comprimido
Dinamites e vibradores
Após ser efetuado o disparo, a onda sísmica passa a se propagar no subsolo e ao encontrar uma interface entre duas rochas distintas parte da onda sofre refração e continua se propagando para o interior do subsolo e parte da onda sofre reflexão retornando à superfície.
Baseia-se no fato que, determinando-se a velocidade de propagação das ondas elásticas em cada uma das camadas de subsuperfície, pode-se conhecer os materiais constituintes e as espessuras das camadas;
É muito usada para a determinação da profundidade do embasamento;
Coleta de dados: posicionamento dos geofones mais distante da fonte em relação à sísmica de reflexão;
Somente é anotado o tempo da onda que chega primeiro no geofone. Este é cravado no terreno, recebe as ondas que se propagam no subsolo e transmite o sinal para um aparelho registrador por meio de um cabo condutor. 
REFRAÇÃO
Exemplo da refração diferente aos meios na qual a onda se propaga.
Baseia-se na propagação, através das camadas geológicas subjascentes, de sinal acústico emitido na superfície;
A energia emitida se irradia a partir do ponto de origem e penetra em subsuperfície. Parte da energia retorna a superfície ao atingir locais com contraste de impedância acústica (diferentes densidade e V). 
Processo de aplicação é semelhante ao método de refração porém não depende de camadas com V1<V2...
Condições boas: presença de sedimentos saturados, rocha sã;
Coleta de dados: posisionamento dos geofones próximo a fonte;
REFLEXÃO
A reflexão sísmica é aplicada, em geral, para investigações mais profundas;
 A onda propaga de forma esférica, penetrando nas camadas, refletindo ao atingir zonas de contraste, devido a diferenças de velocidade de propagação e densidade;
A eletrônica digital tem continuamente permitido a produção de melhores equipamentos sísmicos. Os novos equipamentos são mais resistentes, produtivos e capazes de armazenar maiores volumes de dados;
A escolha do sismógrafo, sensores (geofones), meios de armazenamento e fontes de ondas sísmicas depende do levantamento a ser executado. 
A sofisticação do levantamento, em parte, governa a escolha do equipamento e o tamanho da equipe de trabalho de campo necessários para efetuar as medidas;
Equipamentos Sísmicos
Sismógrafo:
Equipamento que registra a entrada voltaica a partir dos geofones numa sequencia de tempo controlada;
Sismógrafos antigos registravam os dados diretamente em papel ou filme fotográfico;
Os sismógrafos mais modernos são eletromagnéticos, feitos de material eletricamente indutivos e dotados de uma bobina, com que se produz uma corrente elétrica ao se mover o pêndulo.;
O amortecimento também é eletromagnético. De alta sensibilidade, o aparelho possui uma saída para o computador, para análise da informação.
A onda gerada propaga-se pelo interior da terra, sendo parcialmente refletida ao encontrar interfaces entre camadas que apresentem contraste significativo de propriedades elásticas;
 Os tempos de chegada de cada reflexão são relacionados às velocidades de propagação da onda sísmica em cada camada;
Análise Sísmica
A amplitude registrada está relacionada ao contraste de impedância acústica, produto entre velocidade compressional e densidade das camadas que definem a interface;
 Segundo Yilmaz (Yilmaz, 2000), a análise sísmica é dividida em três partes:
Aquisição sísmica; 
Processamento sísmico;
Interpretação sísmica.
Um levantamento sísmico consiste em um conjunto de vários tiros sísmicos realizados em diferentes localizações.
AQUISIÇÃO SÍSMICA
Esquema de aquisicao sismica terrestre.
Esquema de dado sismico maritimo.
Nota-se que em ambas as figuras, as ondas elastodinâmicas, após se propagarem e se refletirem pelas diversas camadas do subsolo, são medidas e registradas através de sensores na superfície;
A medida gravada em cada receptor, que é função do tempo de ida e volta da onda, é chamada de traço sísmico, enquanto o conjunto de traços gravado para cada onda gerada é chamado de tiro sísmico.
Quando a aquisição sísmica é realizada através de uma única linha, o tiro sísmico resulta em uma imagem bidimensional.
Exemplo de um tiro sismico 2D terrestre
Já quando a aquisição é realizada por um conjunto de linhas, em paralelo ou uma rede bidimensional de sensores, diz-se que a aquisição é do tipo 3D e o resultado é a obtenção de um cubo sísmico. 
Esquema de aquisição 3D marítima.
PROCESSAMENTO SÍSMICO
1. Traço sísmico
2. Linha sísmica
3. Volume sísmico
 Tratamento Matemático na análise de perfis geofísicos
Estimar a estrutura geológica da área;
Ocorrência de acumulações de hidrocarbonetos.
INTERPRETAÇÃO SÍSMICA
 Ondas Sísmicas
As ondas de corpo recebem esse nome por se propagarem pelo interior da Terra podendo ser subdivididas como ondas longitudinais ou ondas P (primárias) e ondas transversais ou ondas S (secundárias);
Ondas de Corpo
A movimentação de partículas das ondas P ocorre por dilatação e compressão ao longo da direção de propagação. As ondas P propagam-se em qualquer meio, à exceção do vácuo;
As ondas aéreas ou ruídos em gases, inclusive na atmosfera, são ondas P. As ondas compressivas em fluidos, como a água e o ar, são comumente chamadas ondas acústicas.
As ondas S propagam-se através de um cisalhamento puro (mudanças na forma das partículas do meio) em uma direção perpendicular à direção de propagação da onda (KEAREY et al., 2009).
Levantamentos de campo permitem obter facilmente as velocidades de propagação, Vp e Vs, sendo estas velocidades medidas em unidades de comprimento por unidade de tempo, usualmente metros por segundo (m/s); 
Na aplicação dos métodos sismicos a problemas geológicos, a propriedade mais importante das rochas é a velocidade de propagação, particularmente, das ondas longitudinais (ondas-P) que são as mais rápidas e as primeiras a serem registadas;
 As características da reflexão e refracção da onda sísmica depende principalmente, dos contrastes de velocidade envolvidos através da fronteira;
Assim, o conhecimento das velocidades das ondas nas rochas é a base para a interpretação sismica.
 Velocidade das ondas sísmicas nas
rochas
 Valores de velocidade de ondas P e S para alguns tipos de materiais:
Geralmente as rochas ígneas e cristalinas apresentam maiores velocidades de propagação do que as rochas sedimentares; 
Estas velocidades tendem a aumentar com a profundidade. Nos meios estratificados é frequente observar-se anisotropia nas velocidades sísmicas: na direção paralela ao estrato é geralmente maior, da ordem dos 10 a 15%, do que na direção transversal.
O acúmulo de hidrocarbonetos cria efeitos sísmicos que podem ser detectados devido a:
Diminuição da velocidade sísmica;
Diminuição da densidade;
Aumento da absorção.
Variação:
Amplitude da onda;
Forma da onda refletida;
Velocidade e densidade da rocha analisada.
São assim chamadas em função de sua propagação, que se dá sobre a superfície da Terra;
Geradas por impactos superficiais, explosões e ainda por mudanças de forma das ondas nas interfaces. 
Os dois tipos de ondas de superfície são: 
Ondas Rayleigh;
Ondas Love.
Ondas de Superfície
 Ondas Rayleigh
Onde o movimento das partículas se dá em um plano vertical à direção de propagação da onda.
 Ondas Love
 As vibrações ocorrem num plano horizontal que é perpendicular à direção de propagação da onda. 
A descoberta do petróleo nas camadas de rochas localizadas abaixo das camadas de sal só foi possível devido ao desenvolvimento de novas tecnologias como a sísmica 3D e sísmica 4D, de exploração oceanográfica, mas também de técnicas avançadas de perfuração do leito marinho.
Sísmica no Pré-sal
Vídeo
Grupo
Letícia Valdo
Lia Contarini de Souza
Nara Pacheco dos Santos