Métodos Geofísicos de Exploração II (Sísmicos) - Aula 1_&_2

Disciplina: Métodos Geofísicos de Exploração II

(Sísmicos)

Prof. Dr. Oleg Bokhonok

Aquisição de dados sísmicos de reflexão: sistemas de

aquisição, equipamentos e procedimentos de campo

CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO

Aula 1 e 2

Introdução

Sistema de aquisição

Conceitos básicos fundamentais

Aquisição terrestre

Convencional

Multicomponente (3C, 9C)

Aquisição marítima

Convencional (usando cabo flutuador “Streamer”)

Multicomponente (usando cabo de fundo oceânico “OBC-

Ocean Botton Cable”, 2C e 4C)

Aquisição em zona de transicional (ou transição)

Índice

Introdução

Fonte Sismógrafo

onda sísmica

Receptor

Sistema de Aquisição

Introdução Sistema de Aquisição

Aquisição marinha

Aquisição zona transicional

Aquisição zona transicional

Aquisição terrestre

Conceitos básicos Introdução

Ondas Sísmicas

Ondas P movimentam as partículas do solo comprimindo-as e

dilatando-as. O movimento das partículas é paralelo à direção de

propagação da onda

Conceitos básicos Introdução

Ondas S movimentam as partículas do solo

perpendicularmente à direção de propagação da onda.

Ondas Sísmicas

Conceitos básicos Introdução

As ondas superficiais Rayleigh é uma combinação de vibrações

P e Sv contidas no plano vertical. Isto produz um movimento das

partículas no sentido retrógrado em torno de uma elipse.

Ondas Sísmicas

Conceitos básicos Introdução

As ondas superficiais Love correspondem a superposições de

ondas Sh, com vibrações horizontais perpendiculares a propagação

da onda.

Ondas Sísmicas

Coeficiente de Poisson

Módulo de rigidez

(elastidade transversal)

Modulo de Bulk (volumetrico)

Contração volumétrica

Compressão

Cisalhamento

K

322

32

K

K

Constantes elásticas

Conceitos básicos Introdução

Ondas P sensiveis a rigidez e

incompressibilidade Ondas S sensiveis a

rigidez

Conceitos básicos Introdução

Constantes elásticas vs ondas sísmicas

Conceitos básicos Introdução

3

4

pV

sV

Matriz da estrutura de rocha

Porosidade e forma dos poros

Preenchimento dos poros (fluido Intersticial)

Litologia

Pressão (profundidade)

Grau de Compactação

Fraturas

Temperatura

e k dependem de:

Parâmetros elásticos vs petrofisicos

3

4

pV

sV

Conceitos básicos Introdução

Conceitos básicos Introdução

"A trajetória percorrida pela luz ao se propagar de um ponto a

outro é tal que o tempo gasto em percorrê-la é um mínimo."

Princípio de Fermat

Princípio de Huygens

Todo ponto de uma frente de onda

pode ser considerado como uma

fonte secundária de ondas esféricas

Conceitos básicos

Fonte Receptor Fonte

Raio – uma entidade subjetiva utilizada para representação da

trajetória da onda. Para meios homogêneos e isotrópicos, o raio é

sempre normal a frente da onda. Osvaldo de Oliveira Duarte

(2003)

Representação geométrica de onda sísmica

Introdução

P S

CCP

q f

CMP

P q q

CMP

P

pV

sen

V

sen

SP

fq

Representação de geometria de raio para propagação de

onda sísmica de reflexão

Modo comum Modo convertido

Conceitos básicos Introdução

Polarização de diferentes tipos de onda

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Onda refletida Onda refratada

Conceitos básicos Introdução

Situação geométrica

Conceitos básicos Introdução

Situação geométrica

Situação geométrica – Curva Tempo-Distancia

Conceitos básicos Introdução

Família de tiro comum (Common shot gather)

Família de tiro comum (Common shot gather)

Conjunto de traços obtidos em um registro de campo.

Conceitos básicos Introdução

Te

mp

o

Distancia

Pro

fun

did

ad

e

Distancia

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Onda refletida camada 1/2

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Onda refletida camada 1/2

Onda refratada camada 1/2

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Onda refletida camada 1/2

Onda refletida camada 2/3

Onda refratada camada 1/2

Conceitos básicos Introdução

Onda direta

Onda refletida camada 1/2

Onda refletida camada 2/3

Onda refratada camada 2/3

Onda refratada camada 1/2

Conceitos básicos Introdução

Conceitos básicos

Parâmetros elásticos vs petrofisicos

Introdução

Interpretação estrutural e estratigráfica

Conceitos básicos Introdução

Linha sísmica 3D convertida em profundidade com espetacular visualização de

um cone vulcânico na Bacia de Santos, e um imageamento inédito do possível duto

alimentador das vulcânicas (Almeida, 2004)

196

Conceitos básicos

Interpretação estratigráfica usando

corte temporal “Time slice”

196 ms

Alistair R. Brown (2011)

Introdução

Interpretação estrutural usando

corte temporal “Time slice”

Conceitos básicos Introdução

Alistair R. Brown (2011)

Interpretação estrutural usando dados PP e PS

PP PS

PP PS

Conceitos básicos Introdução

Aquisição terrestre Convencional

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas - Explosivo

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas – Fonte vibratória

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas – Queda de peso

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas – Queda de peso acelerada

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas – Sísmica rasa

Aquisição terrestre Convencional

Fontes sísmicas – Sísmica rasa

Fontes de energia sísmica - requerimentos básicos

Gerar energia suficiente que resulte numa boa

relação sinal/ruído (S/R) a fim de adquirir a

informação adequada sobre diferentes

profundidades de investigação

Energia dentro de uma banda de frequência útil e

larga de modo a conseguir a resolução suficiente

para um determinado problema

Repetitividade

Ter boa razão custo beneficio e praticidade

Aquisição terrestre Convencional

Fontes de energia sísmica - comparação de desempenho

Aquisição terrestre Convencional

Aquisição terrestre Convencional

Receptores - Geofones

1935 1950

1970

Atuais

Aquisição terrestre Convencional

Receptores – Principio de Geofone

Aquisição terrestre Convencional

Receptores – Características de Geofone

Aquisição terrestre Convencional

Receptores – Acoplamento de Geofone

Aquisição terrestre Multicomponente

Aquisição terrestre Multicomponente

Fontes sísmicas - Explosivo

Aquisição terrestre Multicomponente

Aquisição terrestre Multicomponente

Fontes sísmicas – Fonte vibratória

B.A. Hardage (2011)

Aquisição terrestre Multicomponente

Fontes sísmicas – Queda de peso acelerada

B.A. Hardage (2011)

Aquisição terrestre Multicomponente

Receptores – Geofones e acelerômetros

B.A. Hardage (2011)

Aquisição marinha Convencional

Aquisição marinha Convencional

Aquisição marinha Convencional

Fontes sísmicas – Air-gun

Aquisição marinha Convencional

Receptores – Hidrofone

Princípio do efeito piezoelétrico

Voltagem proporcional à variação de pressão

Aquisição marinha Convencional

Receptores – Hidrofone

Aquisição marinha Multicomponente

Cabo de fundo oceânico

“OBC - Ocean Botton Cable”, 2C e 4C

B.A. Hardage (2011)

Aquisição marinha Multicomponente

Estação de fundo oceânico e Nodo de fundo oceanico

“OBS - Ocean Botton Station

and OBN – Ocean Botton Station”

Remotely operated vehicle (ROV)

B.A. Hardage (2011)

Aquisição marinha Multicomponente

Porque fazer OBC, OBN, OBS

Obstruções no fundo oceânico (plataformas, dutos

etc.)

Agua rasa com fortes correntes

Possibilidade de aquisição de dados sísmicos

multicomponentes

Monitoramento permanente “Permanent

monitoring”

Aquisição marinha Multicomponente

Aquisição marinha

Fontes sísmicas – Air-gun

Multicomponente

Aquisição marinha Multicomponente

Fontes sísmicas – Air-gun vs Explosivo

Receptor para OBS 4C Receptor para OBN 4C

Receptor para OBC 4C

Aquisição marinha Multicomponente

Receptores

B.A. Hardage (2011)

Aquisição marinha Multicomponente

Receptores

Os cabos de fundo oceânico colocados desde superfície vs

Nodos 4C colocados usando um veiculo robótico

Aquisição em zona de transicional

Agua rasa (~10m)

Pantano

Aquisição em zona de transicional

Fonte - Airgun

Aquisição em zona de transicional

Fonte - Mudgun

Aquisição em zona de transicional

Aquisição VSP

Aquisição VSP

Fonte

Receptor