Análise de sensibilidade de aquisição gravimétrica 4D de fundo oceânico (Sensitivity analysis of 4D gravity survey at ocean bottom), Observatório Nacional
Creators: name: Defendi Arelaro, André
Publisher: name: figshare
Year: 2022
Subjects: subject: Geophysics
subject: FOS: Earth and related environmental sciences

description: Dissertação submetida ao programa de pós-graduação em geofísica do Observatório Nacional em Nov/2020 como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Mestre em Geofísica.<br> Master thesis submitted to the graduation program in Geophysics of National Observatory on Nov/2020 as part of the requisites for obtaining the degree of Master in Geophysics. <br> Orientador / Advisor : Valeria C. F. Barbosa Coorientador / Coadvisor : Vanderlei C. Oliveira Jr. <br> Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo de sensibilidade de parâmetros envolvidos na aquisição gravimétrica 4D de fundo oceânico, com foco em monitoramento da produção de petróleo e na movimentação do leito oceânico em águas profundas. Foram realizadas simulações numéricas calculando a componente vertical da atração gravitacional devido a três fenômenos: variações na lâmina d’água marinha, substituição de fluidos em um reservatório de petróleo e movimentação do leito oceânico. Estes fenômenos foram avaliados com relação ao limite de detectabilidade de 3 μGal (3.10−8 m/s²). Para este valor de detectabilidade, variações na lâmina d’água com amplitude de alguns centímetros podem afetar o dado, mesmo a grandes distâncias dos pontos de medidas. Um reservatório de aproximadamente 0,6 km3 pôde ser detectado mesmo a 7 km de profundidade. Diferenças na densidade puderam ser detectadas entre 10 % 20 % de substituição de óleo por água salgada no mesmo reservatório, a 3 km de profundidade, com uma lâmina d’água constante de 1800 metros de espessura. Para a mesma espessura de lâmina d’água, uma variação positiva de 10 ppm na densidade de rochas sedimentares é capaz de produzir anomalias gravimétricas 4D detectáveis. Por fim, o modelo baseado em um campo de petróleo em produção na costa brasileira mostrou anomalias acima de 3 μGal, tanto no cenário sem movimentação do leito oceânico, quanto no cenário com movimentação do mesmo. O aumento de cerca de 14 % da amplitude máxima da anomalia 4D entre os cenários estudados, para o mesmo momento, mostra que, apesar do efeito da movimentação do leito oceânico estar abaixo do limite de detectabilidade, ele não pode ser negligenciado, uma que está na ordem de grandeza desse limite. De acordo com a metodologia utilizada, para gerar anomalias gravimétricas detectáveis devido ao deslocamento do leito oceânico, seria necessário que a diferença de pressão de poros fosse o dobro da original, ou que o reservatório estivesse 1000 m mais raso. <br> Abstract: This dissertation presents a sensitivity study of parameters in seafloor 4D gravity surveys focused on oil production monitoring and seafloor displacement. I have conducted numerical simulations by computing the vertical component of the gravitational attraction due to three phenomena: seawater variation, fluid substitution in an oil reservoir, and seafloor displacement. These phenomena were evaluated regarding a detectability limit of 3 μGal (3.10−8 m/s2). For this value of detectability, seawater variation with a magnitude of few centimeters can affect the data, even at great distances from the measurement points. A reservoir with about 0.6 km3 could be detected even at 7 km depth. Differences in density could be detected between 10 % and 20 % of oil to saltwater substitution in the same reservoir at 3 km depth, with a constant water thickness of 1800 meters. Using the same water thickness, a variation of 10 ppm in sedimentary rock density generates detectable 4D gravity anomalies. At last, a model based on a producing oil field on Brazilian offshore showed anomalies above 3 μGal both in the scenario without seafloor displacement and in the scenario with displacement. The rise of about 14 % in the maximum 4D anomaly amplitude between the scenarios, for the same moment, shows that even the seafloor movement effect is below the detectability limit, it should not be neglected, once this effect is the same order of magnitude than that limit. According to the used methodology, to generate detectable anomalies related to seafloor movement, it would be necessary duplicate the original differences in pore pressure or a reservoir 1000 m shallower.