Métodos sísmicos

O que são ondas sísmicas?
As ondas sísmicas são movimentos vibratórios das partículas das rochas que se transmitem segundo superfícies concêntricas devido à libertação súbita de energia  no foco sísmico.

Que tipos de ondas sísmicas existem?
Existem dois tipos de ondas sísmicas, sendo que umas são chamadas ondas de volume (de profundidade) que podem ser longitudinais ou primárias (P) e ondas transversais ou secundárias (S), e outras que se denominam ondas superficiais, que podem ser ondas de Love  e ondas de Rayleigh, sendo assim no total originam-se quatro tipos de ondas sísmicas.

Como se propagam as ondas sísmicas?
As ondas Primárias propagam-se através dos líquidos, sólidos e dos gases e a sua propagação pode ser comparada à das ondas sonoras. A sua propagação produz-se por uma série de impulsos alternados de compressão e de distensão através das rochas, havendo, assim variações do volume do material. Estas ondas deslocam-se no sentido da propagação da onda, (paralelamente).
As ondas S propagam-se nos sólidos, mas não nos líquidos e o seu comportamento pode ser comparado ao das ondas luminosas. São mais lentas que as anteriores, pelo que chegam ás estações sismográficas com atraso variável em relação ás ondas P. Estas ondas provocam mudança da forma do material, mas não do volume. As ondas S deslocam-se num plano perpendicular á direção de propagação.
As ondas Love e Rayleigh, tal como as S são ondas transversais, resultantes das interferências entre as ondas S, e entre as ondas S e P, respectivamente em que as partículas constituintes dos materiais rochosos vibram perpendicularmente á direção de propagação da frente da onda. As ondas sísmicas Rayleigh descrevem trajetórias elípticas semelhantes às vagas do mar. São as ondas mais lentas, mas simultaneamente as mais destruidoras.


Refração - Tempo que as ondas demoram para percorrer um determinado espaço.
Reflexão - Tempo do "eco" das ondas dos estímulos feitos na superfície (explosivos);


Os métodos sísmicos se fundamentam na geração de ondas acústicas e na medição do tempo requerido para que estas ondas se propaguem da fonte de emissão até um conjunto de sensores (geofones ou hidrofones) dispostos em superfície ao longo de um perfil. Um equipamento de registro de dados (sismógrafo) capta os sinais recebidos pelos sensores e os armazena em formato digital para posterior processamento e apresentação. A partir de sua geração, as ondas acústicas podem sofrer refrações ou reflexões nas interfaces entre dois meios em subsuperfície, sendo que os tempos de trânsito e as velocidades de propagação das ondas nesses meios estão relacionados à densidade, porosidade, composição mineralógica e às propriedades elásticas dos materiais, além de fornecerem informações geológico-estruturais das rochas em profundidade.

GPR (Radar de Penetração no solo), conhecido no Barril como “Georadar”.

É um método geofísico de imagem da superfície que utiliza um pulso elétrico para gerar ondas eletromagnéticas.

Métodos Elétricos: método de levantamento realizado na superfície ou próximo da superfície, que mede o campo elétrico natural ou induzido. Inclui os métodos eletromagnético, polarização induzida, magnetotelúrico, resistividade e potencial espontâneo.

Eletromagnético (EM): método eletromagnético consiste num conjunto de técnicas de prospecção nas quais campos elétricos e/ou magnéticos da Terra (naturais ou artificiais) são utilizados para o mapeamento de certos atributos das rochas (resistividade, permeabilidade ou permitividade).

Polarização induzida : Método de prospecção elétrica que envolve a medida do decaimento da voltagem induzida no terreno, após a corrente de excitação ser desligada.

Magnetotelúrico: método para mapear as variações de resistividade dos corpos de subsuperfície com base nas medidas do campo magnético e das correntes telúricas, que são correntes elétricas naturais da Terra que fluem como correntes contínuas ou de freqüência muito baixa, amoldando-se às grandes linhas tectônicas de subsuperfície.

Resistividade: método de prospecção que mede a resposta do subsolo a um campo elétrico artificial gerado na superfície do terreno. Para tanto, uma forte corrente elétrica é injetada no solo por meio de dois eletrodos designados como A e B, sendo o campo elétrico resultantes analisado por um par de eletrodos denominados M e N.

Potencial espontâneo: diferença de potencial elétrico eu aparece, naturalmente, entre dois pontos quaisquer do terreno ou do interior de um poço, causada por fenômenos eletroquímicos do material. 

Método gamaespectométrico: método de análise química baseado no nível de energia dos raios gama emitidos pela formação, depois da mesma ter sido bombardeada por neutrons de alta energia. A identificação dos elementos baseia-se no fato de que cada um deles emite raios gama com um nível específico de energia. A partir destes dados, pode-se estimar a saturação de hidrocarbonetos, salinidade, porosidade e argilosidade da formação.

Métodos radiométricos: a aplicação de técnicas nucleares permite determinar a distribuição de uma série de elementos presentes nos minerais e rochas que formam a Terra. Entre os elementos químicos presentes nesses minerais, os elementos radioativos naturais despertam interesse especial por seu valor econômico e estratégico e pela sua utilidade nos métodos geocronológicos (métodos que permitem calcular a idade de determinada rocha ou mineral), através da razão isotópica entre os vários elementos radioativos, como o urânio, o tório e o potássio, e suas séries radioativas.

Métodos Potenciais: a gravimetria e a magnetometria, também chamados métodos potenciais, permitem o reconhecimento e mapeamento de grandes estruturas geológicas que não aparecem na superfície.

Gravimetria: equipamentos muito sensíveis chamados gravímetros conseguem medir a variação na aceleração de gravidade produzida pela distribuição da massa em subsuperfície. Os dados levantados depois de processados e analisados podem fornecer informações sobre a distribuição de massa no interior terrestre, tanto em nível local como global;

Magnetometria: os magnetômetros são equipamentos muito sensíveis que medem na superfície o magnetismo gerado no interior da Terra, fornecendo informações sobre as estruturas rochosas presentes em subsuperfície que possuem propriedades magnéticas;

ROCHAS SENDIMENTARES
As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois sãos: rochas ígneas e as metamórficas) e formam-se por três processos principais: a partir da deposição (sedimentação) das partículas originadas pela erosão de outras rochas (conhecidas como rochas sedimentares clásticas); pela deposição dos materiais de origem biogénica; e pela precipitação de substâncias em solução.

As rochas sedimentares podem ser divididos em Clásticas, Orgânicas e Químicas. E existem 7 tipos: Arenito cinzento, Arenito pardo, Arenito, Cólito, Dolomita, Pedra calcária, Travertino.

As rochas sedimentares fornecem importantes informações sobre as variações ambientais ao longo do tempo geológico. Os fósseis, que são vestígios de seres vivos antigos preservados nestas rochas, são a chave para a compreensão da origem e evolução da vida.

A importância econômica das rochas sedimentares está em suas reservas de petróleo, gás natural e carvão mineral, as principais fontes de energia do mundo moderno.

• O petróleo por exemplo é classificado com uma rocha sedimentar de origem biogénica.

Geofísica de poço

Os perfis de poços são usados principalmente na prospecção de petróleo e de água subterrânea. Eles têm sempre como objetivo principal, a determinação da profundidade e a estimativa do volume da jazida de hidrocarboneto ou do aquífero.
Para fazer uma perfilagem em um poço, são usadas diversas ferramentas (sensores) acopladas a sofisticados aparelhos eletrônicos. Estes sensores são introduzidos poço adentro, registrando, a cada profundidade, as diversas informações relativas às características físicas das rochas e dos fluidos em seus insterstícios (poros).

Os perfis de poços são usados principalmente na prospecção de petróleo e de água subterrânea. Eles têm sempre como objetivo principal, a determinação da profundidade e a estimativa do volume da jazida de hidrocarboneto ou do aquífero.

Para fazer uma perfilagem em um poço, são usadas diversas ferramentas (sensores) acopladas a sofisticados aparelhos eletrônicos. Estes sensores são introduzidos poço adentro, registrando, a cada profundidade, as diversas informações relativas às características físicas das rochas e dos fluidos em seus insterstícios (poros).

　

Os geólogos estudam traços de superfície e mapas via satélite e chegam a usar um aparelho conhecido como gravímetro, que detecta sutis variações da gravidade capazes de indicar a presença de um fluxo subterrâneo de petróleo.

Quando buscam combustíveis fósseis no mar usam equipamentos de levantamento magnético, um navio passa sobre a área a mapear as anomalias magnéticas que venha a encontrar. As leituras ajudam os geólogos a localizar sinais indicadores de armadilhas marinhas (armadilhas ou trapas geológica um dos requisitos para a formação de uma jazida de petróleo).

Os pesquisadores também podem detectar possíveis armadilhas por meio de sensores sísmicos. O método envolve o envio de ondas de choque pelas águas e para o piso do oceano. O som viaja em velocidades diferentes através de tipos diferentes de rochas. Caso a onda de choque localiza mudança nas camadas rochosas, ela retorna e é captada por hidrofones que o navio de pesquisa arrasta pela água.

Esses navios utilizam canhões de ar comprimido e explosivo para causar as ondas de choque. Entre os dois métodos, os canhões causam menos ameaças á fauna marinha. A poluição acústica representa ameaça para animais com senso sísmico tão agudo quanto à baleia azul.

Depois que detecta os depósitos de petróleo, marcam-se as coordenadas no GPS e uma boia sinalizadora é deixada no local, até obter a licença governamental.

Então a perfuração prospectiva é feita para colher material para análise de qualidade e quantidade do petróleo naquela área. Se for economicamente viável é feita então à exploração.

　

As ferramentas utilizam diversas características e propriedades das rochas, que podem ser elétricas, nucleares ou acústicas. Com os sensores elétricos, detecta-se, por exemplo, a resistividade das rochas e a identificação das mesmas se dá através de comparações dos valores obtidos na perfilagem com os valores das resistividades de diversas rochas conhecidas e determinadas em testes de laboratório.

Com os sensores nucleares, detecta-se a intensidade de radioatividade das rochas e dos fluidos em seus poros, podendo-se inferir a composição mineralógica das mesmas. Com as ferramentas acústicas, ultra-sons são emitidos em uma ponta da ferramenta a intervalos regulares e detectados em sensores na outra ponta.

O tempo que o sinal sonoro levou para percorrer esta distância fixa e conhecida (chamado de tempo de trânsito) através da parede do poço (ou seja, pela rocha) é medido e gravado no perfil. O geofísico, mais tarde, compara estes tempos de trânsito com os tempos determinados em laboratório para rochas de composições conhecidas, inferindo, desta maneira, as composições mineralógicas das rochas atravessadas pelo poço e determinando suas profundidades.