PL7 – “Entendimento de uma sistema complexo de aquíferos no Cretáceo de Delaware-EUA- aplicação de sísmica de reflexão rasa numa área suburbana”

5/28/2018 PL7 Entendimento de uma sistema complexo de aquferos no Cretceo de Delaware-EUA- aplicao de ssmica de reflexo rasa numa rea suburbana

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Seismic Imaging and Hydrogeologic

Characterization of the Potomac Formationin Northern New Castle County, Delaware

por

Claudia Cristina Velez Zullo

PhD, University of Delaware, 2012

Atualmente a Repsol, Houston, TX


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OBJETIVO

Utilizar a ssmica de refleo (adquerido por "land streamer" ou

geofones colocados em longos cabos fitas puxadas atrs de

um caminho), combinado com analisis de facis e de perfis

geofisicas, para entender a distribuio e dimenses dosaquiferos numa formao fluvial Cretacico.


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POR QUE ESTE PROJETO?

A Formao Potomac contm os aqferos confinados mais

importantes no norte do Delaware

Se aumenta a demanda de abastecimento de gua por uma

poblacao maior

E difcil correlacionar aqferos areias, devido falta decontrole geolgico

Um estudo interdisciplinar e integrado que inclue ssmico 2D

pode melhorar o nosso conhecimento do arcobouco geologico

e, por isso, as melhorar as correlaoes dos aquiferos dentro daformao


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SISMICA DE LAND STREAMER

Land Streamer Survey Lines

DE

NJ

MD

Eb33-57

Eb44-07

Ec11-34

Claudia Velez Zullo PhD study


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LAND STREAMER VS. CONVENTIONAL SYSTEMS

Crew Size 4-6 5-9 11 2-3

Data Collection Rate

Conventional

29 shots/hour

Land Streamer

86 shots/hour

Gravel Soil Pavement Int Plowed Soil


6/39

Resoluo Espacial e

a Relao Sinal-Rudo (S/N)

LSS7

CDP

TWO-WAYTIME

(s)

0.1

0.2

0.3(a)

CLS3

(b)

CDP

TWO-WAYTIME(s)

0.1

0.2

0.3

Land Streamer = 2.7 m

Melhor acoplamento entre

geofono e terra porque o

superficie e mais duro (leito

de rua vs solo)

Higher energy source

S/N = medio ou baixo

Conventional = 4.1 m

S/N = baixo

Land Streamer

Conventional


7/39

Computao


8/39

REA DE ESTUDO


9/39

REA DE ESTUDO

"

Eb44-07


10/39


11/39

REA DE ESTUDO

Land Streamer Survey Lines

DE

NJ

MD

Eb33-57

Eb44-07

Ec11-34

Claudia Velez Zullo PhD study

7 linhas sismicas

1 furo com testemunhos continuos


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CONFIGURACAO DE FORMACAO POTOMAC

Basement

NW SE

Post- Potomac Sediments

Sand deposits Floodplain deposits

McLaughlin et al. (2003)

McKenna et al. (2004)

Benson (2006)

Low Stand

Transgressive

Low Stand


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COMPLEXIDADE E HETEROGENEIDADE NA HIDROESTRATIGRAFIA

Layer Cake

Jigsaw Puzzle

Labyrinth

Modified from Galloway and

Sharp (1998)

Megascale

Facies Associations

10sm

100s m

Gigascale

Aquifer/Reservoir

100sm

1 - 10 km

Macroscale

Facies

Mesoscale

Lamina

1-10sm

10-100smm

Microscale

Pore

Modified from Dreyer et al. (1990)


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INTEGRACAO

Horizon

Delineation

Seismic

Facies

Classification

Lithofacies

ClassificationGeophysical Log

Pattern

Correlation Ground Truth

Seismic

Fluvial StyleFluvial Sequence

StratigraphyAquifer

Stratigraphy


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Paleossolos

Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)

Active Cha

Levee/S

L

P

FrequentlAbandon


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Lagunas/

Canais Abandonados

Freq. Inundadados:areaia fino a muito

fina, intercalado com

silte e argila

Laguna: argila e

silte com

escavaes

comuns e muito

carvao.


Active Cha

Levee/S

L

P

FrequentlAbandon

Active Cha

Levee/S

L

P

FrequentlAbandon


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Areaia muito fino intercalado com silte e argila. Com

laminacoes e estratificacao cruzada. Excavacoes

ocurrem.

Crevasse

Splay/

Dique


Active Cha

Levee/S

L

FrequentlAbandon


18/39

Areia fina a grossa, camadas/laminacoes de silte e argila acurrem nao

sao comun. Laminacoes delagas a camadas macicas.

CanalFluvial


Active Cha

Levee/S

L

P

FrequentlAbandon


19/39

Areia muito fina a media, come argila e silte.

Laminacoes delgadas e estratificacao cruzada.

Canal de

Crevasse Splay


Active Cha

Levee/S

L

P

FrequentlAbandon


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Correlacionar Facies as Padroes das Perfis Geofisicas

0 40 80 120 160

500

400

300

200

100

Paleosol

Paleosol

Paleosol

Paleosol

Levee/Splay

Levee/Splay

Levee/Splay

Levee/Splay

Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel

Frequently Flooded Lake/Abandon ed Channel


Lake

Gamma Ray

Eb44-07

0 40 80 120 160

500

400

300

200

100

Paleosol

Levee/Splay

Paleosol

Levee/Splay

Paleosol

LakeLevee/Splay

Active Channel

Levee/Splay

Lake

Paleosol

Paleosol

Lake

Paleosol

Splay Channel

PaleosolLevee/Splay

Frequently Flooded Lake/Abandon ed Channel


Gamma Ray

Eb33-57

Depth

(ft)

Fluvial Channel

Eb33-57

Eb44-07


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GROUND TRUTHSEISMIC

H12

H11H10

H9H8

H7

H6

Potomac

FormationTop

Paleosol Splay/LeveeFrequently Flooded Lake/

Abandoned Channel

Fluvial Channel

Eb33-57

Eb33-57

Calibrao entre a sismica e os litofacies


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IDENTIFICAO DOS HORIZONTES

Atributo Ssmico: Cosine of Instantaneous Phase

H1 = Basement, H12 = Potomac Top

H12

H11

H10H9H8

H7

H6H4H3H2

H1

0 ms

200

300

100

LSS1Eb33-57W E

Two-wayTra

velTime


23/39

H11H10

H9H8

H7H6

H4H3H2

H12

H1

200

300

0 ms

100

Cosine of Instantaneous Phase Attribute

LSS5

Mergulho medio = 14 m/km na area ao norte do canal

Mergulho medio = 22.7 m/km na area ao sud do C&D canal

S N

Eb44-07

Two-wayTravelTime


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SEES ESTRATIGRAFICAS

"

7 sees


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Onlap de embasemento e truncacao das

camadas superior da Fm Potomac

H2

H12-Top Potomac

FormationH11H10H9H7H6H4H3H1-Basement

H8

Variacoes locais de espessura e

troncamento


26/39

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 2 4 6 8

Frequency

LSS1

LSS3

LSS2

"Low"

"High"

"Moderate"

"Moderate-High"

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 2 4 6

Frequency

LSS6

LSS5

LSS4

"Low"

"Moderate"

"Moderate-H

igh"

"High"

Paved RoadsGravel/SoilRoads

Classificacao de Facies SismicasNormalized Instantaneous Amplitude Distributions

(Distribuicao do Amplitude Instantaneo Normalizado)

Highly Discontinuous (60 m)

Discontinuous ( >60 m - 100 m)

Semi-continuous (> 100 m - 250 m)

Continuous (> 250 m - 500)

Highly Continuous (> 500 m)

Eb44-07LSS5Reflection Length Classification

Eb44-07


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Amplitude Range

Reflection

Length

Low Moderat

e

Moderate-

high

High

Highly

discontinuous

60 m 100 m 250 m 500 m

P P P

Seismic Facies Classification


28/39

300 m

30 m amsl

-70 m

-170 m

-270 m

LSS1

300 m

-70 m

-170 m

-270 m

-24.5 m

Eb33-57

Paleosol Splay/Levee Frequently Flooded Lake/

Abandoned Channel and

Splay/Levee CombinedFluvial Channel


29/39

Eb44-07

Paleosol Splay/Levee Frequently Flooded Lake/

Abandoned Channel and

Splay/Levee CombinedFluvial Channel


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PROPORCAO DE FACIES SISMICAS

Seismic

Facies

(%)

P 42

FFL/AC_SL 28.5

CH 18

SL 2

2.4

7.7

24

.3

0.8

0.0

0.7

9.71

18.3

21.9

10.4

17.1

2

0.0

22

.6

17.9

41.2

44.1

35.3

63.8

45.8

43.9

42.0

37.4

24.1

27.8

18.3

32.6

29.5

28.5

0.7 2

.2

2.2

0.0

1.6

3.4 2

.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

LSS6 LSS1 LSS2 LSS3 LSS4 LSS5 Total Area

PercentageofSeismicFacies(%)

Seismic Line

Seismic Facies Distribution in Study Area

SL

FFL_AC/SL

Paleosol

Channel

Unknown

North South

Connectivity of Sand Bodies27%


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Ligacoes dos Corpos de Areaia

Basement

NW SE


Sand deposits Floodplain deposits

H12 Top Potomac Formation

-35 m to -48 m

H9

H6

H1-244 m to -320 m

17 m to 21 m Elevation

Dep

th

13 m to -20 m

-148 m to -134 m

Elevation 18 m to 24 m

Depth

H12

Top Potomac Formation

-35 m to -48 m

H9

H6

H1Basement

13 m to -20 m

-148 m to -134 m

-244 m to -320 m

H8

Splay/Levee Paleosol


Splay/Levee Combined

Fluvial Channel

Elevation 18 m to 24 m17 m to 21 m Elevation

3 Km

NW SE


(a)

(b)


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IMPLICACOES POR CONCEITOS ESTRATIGRAFOCOS


33/39

FLUVIAL STYLE

Depth

H12 Top Potomac Formation

-35 m to -48 m

H9

H6

H1Basement

13 m to -20 m

-148 m to -134 m

-244 m to -320 m

H8

Splay/Levee Paleosol


Splay/Levee Combined

Fluvial Channel

Elevation 18 m to 24 m17 m to 21 m Elevation

3 Km

NW SEPost- Potomac Sediments

(a)

Interpetacoes dos dados sismicos mostram:

Larguras de canais sao de 10s ate >800 m, com media de 170 m

Largura/Espessura Media = 17

Proporcao das facies finas a facies arenosas = 68%


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FCIES DE POTOMAC: AREIASDETERMINAR AS DIMENSES DOS AQUIFEROS

Interpetacoes sismicas mostram:

Larguras de canais sao de 10s ate >800

m, com media de 170 m Largura/Espessura Media = 17

Proporcao das facies finas a facies

arenosas = 68%


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FCIES DE POTOMAC: AREIASDETERMINAR AS DIMENSES DOS AQUIFEROS

Tipo de deposicao fluvial afeita geometria dos corposde areia a ligacoes entre estes corpos

entrelaado

meandante

anastomosado

Suspended-load fluvial system

Bed-load fluvial system Mixed-load fluvial system

Galloway & Hobday, 1983

Em suspenso

Transporte de

fundoMisto


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ESTRATIGRAFIA DE SEQUENCIAS FLUVIAIS

P (71.4%) S (28.6%)

Early High Stand

Sahagian et al. (1996)

Sea Level Rise

P (75%) S (25%) Transgressive

P (67.3%) S (32.7%) Low Stand

Basement

NW SE


(a)

Lower delta plain

Marginal marine

Marine


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Complexidade no Aquifero Potomac

Basement

NW SE


(a)

Macroscale

Facies

1-10sm

Gigascale

Aquifer/Reservoir

100s

m

1 - 10 km

Mesoscale

Lamina

10-100smm

Megascale

Facies Associations

10sm

100s m


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RESUMEN DE RESULTADOS: SISMICA

Land Streamer uma alternativa a adquisicao convencional de dadossismicos

Continuidade 2D de dados sismicos permite determinar variaes locaisda estratigrafia da Formacao Potomac e da arquitetura destes depsitosfluviais

A interpretao do estilo fluvial confirma interpretaes anteriores de riosanastomosados

Analise inicial aqui sugere que o nvel do mar deve ser avaliada empesquisas futuras como um possvel controle para a deposio dePotomac

Os resultados confirmam que a hidroestratigrafia do aqufero Potomac emuito complexo a varias escalas


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RESUMEN DE RESULTADOS: FM POTOMAC

Estratigrafia: A nova armacao estratigrafica nospermite compreender melhor a distribuio doscorpos de areia e as coneoes entre estas areias

Facies, escala gande: A sismica de reflecao nos

permit definir e as dimenses (largura eespessura) dos corpos de areia sedimentado emcanais fluviais

Facies, escala pequena: Paleosoles e palinologiapodem dar sinais do clima que podem ajudar ementender correlacoes regionais

Documents

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