sismoestratigrafia

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Sismoestratigrafia: conceitos básicos e evolução dos conhecimentos
Definição  ­  Sismoestratigrafia,  ou  estratigrafia  sísmica,  é  o  estudo  de  sucessões 
estratigráficas através dos métodos sísmicos de prospecção. 
Compreende a  interpretação de refletores sísmicos e conjuntos de refletores sísmicos 
em seções ou blocos tridimensionais.
Principais  objetivos  da  Sismoestratigrafia  ­  o  estabelecimento  de  modelos  de 
prospecção de petróleo em áreas pouco estudadas (sismoestratigrafia de exploração) e 
o estabelecimento de modelos detalhados, através da correlação de poços e integração 
de  diversas  fontes  de  dados,  em  áreas  de  produção  (sismoestratigrafia  de 
desenvolvimento).
Objetivos do curso:
­Familiarização com os conceitos e procedimentos utilizados na sismoestratigrafia 
e com os princípios da interpretação.
­  Apresentação  e  discussão  dos  elementos  das  várias  áreas  da  geologia  e  da 
geofísica  envolvidas  na  interpretação  de  seções  e  modelos  tridimensionais 
sismoestratigráficos.
Áreas relacionadas à Sismoestratigrafia:
­ Geofísica  ­  aplicada  à  aquisição  e  ao  processamento  de  dados  sísmicos,  e  a 
integração de outras fontes de dados, sendo uma das principais os perfis petrofísicos de 
poços.
­ Geologia ­  geologia estrutural; estratigrafia de seqüências;  origem e evolução 
de bacias sedimentares;  estudos de diagênese;  porosidade e permeabilidade de rochas 
sedimentares;  conceitos e modelos de sistemas deposicionais e geologia do petróleo.
Histórico
1. Fase da interpretação estrutural
­ Primeiros usos ­ localização das baterias inimigas na I Guerra Mundial.
­ Técnicos pensaram em transpor o método para a exploração em sub­superfície e 
realizaram a primeira prospecção sísmica por volta de 1920.
­ As primeiras aplicações para exploração de petróleo – identificação de 
anticlinais.
­ Com o passar dos anos desenvolveu­se a tendência de interpretação litológica 
dos refletores e sua utilização para correlações entre poços, porém até hoje o 
reconhecimento e interpretação de estruturas tectônicas estão entre os principais 
objetivos da sísmica de reflexão.
2. Surgimento da sismoestratigrafia
­ Surgimento no início dos anos setenta em empresas de petróleo, em especial a 
Exxon.
­ Publicação dos resultados no fim dos anos setenta.
­ Grande interesse econômico e acadêmico pelo tema­ intenso debate e 
divulgação das técnicas e das implicações do novo método. Principal implicação 
foi o surgimento da estratigrafia de seqüências.
3. A revolução da estratigrafia de seqüências
Antes – preocupação com designações formais e com a aplicação dos códigos de
nomenclatura.
Grande contraste entre os rápidos avanços da sedimentologia e do entendimento 
sobre a origem de bacias (tectônica de placas) e a ausência de modelos estratigráficos 
na escala de preenchimento de bacia. “Estratigrafia de camadas de bolo”.
Implicações  dessa  defasagem  na  geologia  do  petróleo:  o  modelo  de  camadas 
horizontais era insatisfatório em muitos casos, problemas de correlação.
Depois ­ Com as evidências das seções sísmicas o problema foi revelado com clareza.
Os padrões dos refletores mostravam geometrias e arranjos de camadas que eram
relacionados  aos  sistemas  deposicionais  (interpretados  a  partir  de dados  de  poços)  e 
também padrões de grande escala resultantes de eventos de progradação, agradação ou
retrogradação. Criaram­se, então, modelos para explicar os padrões observados.
Demonstrou­se  que  a  sobreposição  de  sucessões  depositadas  em  diferentes 
ambientes  pode  ser  explicada  pela  ação  conjunta  de  fatores  externos,  como  taxa  de 
subsidência, aporte sedimentar e eustasia.
4. Sísmica 3D
A  partir  dos  anos  de  1970,  avanços  na  capacidade  de  armazenamento  e 
processamento de dados sísmicos permitiram o desenvolvimento da sísmica 3d.
Arranjos  de  geo/hidrofones  que  recebem  a  resposta  de  refletores  em  uma  faixa 
com largura determinada, e não apenas de uma seção bidimensional. 
Esse  técnica  permite  a  interpretação  de  corpos  tridimensionais  de  rochas,  e 
possibilita  a  representação de  seções  em qualquer  direção desejada,  incluindo  cortes 
horizontais (mapas sísmicos), além de mapas de contorno de superfícies específicas.
Bloco  sísmico 3D de diferentes atributos: 
amplitude  (esquerda)  e  fase  (direita). 
Águas profundas na costa brasileira.
Exemplo de corte horizontal de bloco 
sísmico 3D mostrando canal.
Introdução aos métodos de prospecção sísmica
Métodos sísmicos de exploração – baseados criação de ondas sísmicas que se 
propagam em subsuperfície e na observação, em superfície, das ondas refletidas 
por feições geológicas ou refratadas ao longo de certas interfaces.
As  ondas  que  propagam  em  subsuperfície  são  refletidas  em  limites  entre 
camadas  ou  corpos  de  rocha  com  propriedades  distintas  e  então  retornam  à 
superfície, onde são detectadas .
As  ondas  transmitidas  podem  também  propagar  horizontalmente  em  uma 
interface por uma certa distância e então retornar à superfície ­ este é o princípio 
da sísmica de refração.
Profundidade de alcance do método (reflexão) ­ até 10 km, e resolução 
melhor que a de outros métodos geofísicos. Custos são também maiores.
O método de reflexão
De  forma  análoga  ao  radar  e  o  sonar,  o  método  de  reflexão  mede  o  tempo 
decorrido entre a emissão de um pulso e seu retorno até o receptor após a reflexão.
As ondas sísmicas emitidas migram através de meios heterogêneos,  sujeitos a 
reflexão a cada horizonte de contraste de características físicas das rochas.
O objetivo do método é localizar e interpretar refletores, ou seja, estabelecer a 
posição de pontos de reflexão abaixo da superfície e delimitar, pelo deslocamento do 
conjunto  de  fonte  e  receptores,  a  extensão  bidimencional  ou  tridimencional  das 
feições geológicas responsáveis pela reflexão.
Sistemas de aquisição de dados: tipos de fontes e receptores
Um sistemas de aquisição de dados é composto por uma ou mais fontes, um 
arranjo de receptores e um sistema de armazenamento e pré­processamento.
Fontes são caracterizadas como sistemas de geração de ondas sísmicas pela 
aplicação repentina de energia na água do mar ou diretamente na rocha.
Devido às particularidades de cada um dos meios, existem grandes diferenças 
entre os sistemas de aquisição de dados sísmicos em terra e no mar.
Modelo  esquemático  do  sistema  de  aquisição  de  dados  sísmicos  em 
regiões  submersas.  A  cada  pulso  emitido  pela  fonte  (source),  diferentes 
hidrofones  captam  sinal  relativo  a  um  ponto  diferente  do  refletor, 
equidistante da fonte e do hidrofone. (Fonte: Waters, 1987)
Modelo esquemático de aquisição 
marinha.
Sistema de aquisição marinha 3D.
Modelo  esquemático  do 
sistema de aquisição de dados 
sísmicos  em  regiões  emersas. 
(Fonte: Waters, 1987)
Modelo  esquemático  do 
sistema de aquisição de dados 
sísmicos  em  águas  rasas  e 
zonas de transição.
Fontes
1­ Sistemas terrestres
A.) Fontes explosivas
Cargas explosivas de 0,05 a 100 kg (geralmente TNT) colocadas em furos de 10 
a 15 cm de diâmetro, abaixo da camada de alteração intempérica superficial. Sistema 
muito usado porém com o inconveniente de ter baixa mobilidade e custo elevado.
B.) Fontes superficiais impulsivas
Queda  de  grandes  massas  e  sistema  de  explosão  controlada  em  câmara  com 
parede móvel sobre o solo Dinoseis®. Grande mobilidade e baixo custo, porém com 
os problemas resultantes da interferência da camada intempérica – geração de ondas 
superficiais, predomínio de ondas S e de baixas freqüências.
C.) Sistema Vibroseis®
Vibração  controlada  de  caminhões,  a  energia  total  emitida  é  proporcionalao 
tempo  de  emissão  pois  é  calculada  como  a  soma  das  respostas  da  energia  de  cada 
compressão. É o método mais usado em exploração terrestre.
2­  Sistemas marinhos
A.) Aquapulse
Mistura de propano­oxigênio detonada em uma câmara ciclíndrica de borracha 
suportada  por  uma  malha  metálica  –  reduz  o  efeito  bolha  pois  o  retorno  à  forma 
inicial é relativamente lento.
B.) Airgun
Liberação  rápida  de  ar  comprimido  na  água,  gerando  uma  bolha  e  uma  onda 
sísmica. Para minimizar o efeito da  inércia da bolha  (que continua pulsando após o 
evento  inicial),  utilizam­se  câmaras  de  diferentes  volumes  detonadas 
simultaneamente,  pois  para  cada  volume  a  pulsação  da  bolha  terá  um  período 
diferente, reduzindo o efeito por interferência destrutiva.
C.) Watergun
O  ar  comprimido  empurra  uma  coluna  de  água  para  fora  da  câmara,  gerando 
vazios, pela inércia, que são preenchidos por uma colapso brusco.
 Receptores
1­ Sistemas terrestres
Geofones baseados na oscilação vertical de uma carga elétrica em um campo magnético, 
gerando uma correntes proporcional à velocidade de deslocamento. Sensibilidade de 10­8 
cm a 2mm
2­ Sistemas marinhos
Hidrofones ­ Tubo plástico flexível contendo querosene 
ou  silicone  líquido  (todo  o  conjunto  com  a  mesma 
impedância  acústica  da  água  do  mar)  no  qual  um 
dispositivo  cerâmico  piezoelétrico  é  posicionado.  O 
dispositivo produz uma voltagem de saída proporcional 
à  pressão  hidrostática  adicional  causada  pela  onda 
sísmica.
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