Programa de Pós-Graduação em Geofísica - CPGF/IG

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O Programa de Pós-Graduação em Geofísica da UFPA (CPGF) do Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA). Foi o segundo no Brasil a formar recursos humanos em Geofísica em nível de pós-graduação stricto sensu. Criado em 1972, funcionou até 1992 junto com os Cursos de Pós-Graduação em Geoquímica e Geologia.

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Aplicação de métodos hidroacústicos para estudo e dragagem na região portuária de Cabedelo - PB, Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2014-11-17) LOPES, Victor Hugo Rocha; GOMES, Ellen de Nazaré Souza; http://lattes.cnpq.br/1134403454849660
Este trabalho apresenta o uso de métodos hidroacústicos utilizados no mapeamento e detecção de feições estratigráficas em subsuperfície a fim de subsidiar um projeto de dragagem e derrocagem do canal de navegação da margem esquerda do rio Paraíba do Norte para ampliação da região portuária de Cabedelo/PB. Dados sísmicos de alta-resolução e batimétricos são utilizados para mapear dois objetivos principais: Topo do Embasamento Acústico Rochoso (TEAR) e o pacote sedimentar sobreposto. Essas informações são importantes para subsidiar o cálculo do volume de material a ser dragado e/ou derrocado ao longo do canal de navegação. A análise dos dados indica que a ampliação do porto de Cabedelo sugerida inicialmente pela Companhia Docas da Paraíba até a localidade de Forte Velho se torna dispendioso, devido ao grande volume do material sedimentar e rochoso a ser dragado. Desse modo, a região de Lucena é apresentada como alternativa de ampliação do porto, pois apresenta menor volume de material a ser dragado, o que redusubstancialmente os custos e o tempo de execução da obra.
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Aplicação de sísmica de alta resolução em ambiente estuarino amazônico, na investigação de estruturas neotectônicas
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-27) CORRÊA, Alberto Jacques Ribeiro; PINHEIRO, Roberto Vizeu Lima; http://lattes.cnpq.br/3251836412904734; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471
Métodos sísmicos de alta resolução têm sido utilizados intensamente no mapeamento do Quaternário, investigação dos processos sedimentares, entre outros. A área de estudo está localizada na região norte do estado do Pará, entre os paralelos 1º S e 2º S e os meridianos 50.5º e 48.25º, sendo realizada a pesquisa nas áreas submersas que limitam a Ilha do Marajó em sua parte leste e sudeste, compreendendo a Baia do Marajó, foz do Rio Tocantins e o Rio Pará. A sísmica de alta resolução empregada nesta região tem como principal objetivo a investigação tectônica por meio de dados coletados pelo perfilador acústico SB-512i da Edgetech e a partir desses dados identificar formas estruturais, fraturas, subsidências ou elevações regidas por tectonismo. A partir da análise dos dados sísmicos obtidos na área de estudo, foram identificados nove feições interpretados como ocorrências tectônicas. Devido as especificidades do equipamento e características geológicas da região, áreas de prováveis falhas tectônicas não foram detectadas em grandes profundidades pelo equipamento utilizado, no entanto, foram encontradas nas áreas onde esforços tectônicos ocorreram com intensidades suficientes para ocasionar falhas visíveis nas pseudo-secções mapeadas.
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Caracterização física do estuário do rio Mojuim em São Caetano de Odivelas - PA
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-25) ROCHA, Adriano Santos da; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471
O presente estudo teve como objetivo descrever os aspectos hidrodinâmicos, hidrológicos e morfológicos do Estuário do rio Mojuim, localizado no município de São Caetano de Odivelas - PA (Salgado Paraense), analisando as variações que ocorrem em função do ciclo de maré e da sazonalidade (regime de chuvas). Os dados hidrológicos e hidrodinâmicos foram coletados em dois períodos sazonais em 2014: Março, correspondente ao período chuvoso (~500 mm) e setembro, correspondente ao período seco (~100 mm), ambos durante marés de sizígia. O levantamento batimétrico ocorreu somente no período chuvoso e foi realizado com uma ecossonda em uma malha amostral com 116 perfis transversais espaçados de 200 m. No canal estuarino, definiu-se uma seção onde foram realizados perfis de medição de intensidade e direção da corrente e vazão, com um ADCP, e em três estações fixas (margem direita (MD), centro (C) e margem esquerda (MD)) foram realizadas coletas de condutividade e turbidez com um CTD e um OBS, na coluna d'água. O padrão de maré e a salinidade também foram obtidos com um sensor de pressão e condutividade, fixos na ME durante 56 dias no período chuvoso e 57 dias no seco. O estuário é raso (4,5 m de profundidade média) e é dominado por um regime de macromarés semidiurnas. Ao longo de um ciclo de maré a salinidade aumenta nas enchentes e diminui nas vazantes em ambos os períodos sazonais. A turbidez aumenta nas enchentes e diminui nas vazantes do período chuvoso e o valor medido no centro (C) é o dobro do encontrado nas margens. No período seco, a salinidade foi superior a do chuvoso (média de 20 e 8, respectivamente). Este estuário apresenta-se bem misturado, sendo verticalmente homogêneo no chuvoso e altamente estratificado no seco. Os fluxos de enchente ocorrem predominantemente pelo centro da seção, enquanto que os fluxos de vazante predominam na MD, nas duas situações a maior intensidade da corrente ocorre período chuvoso. O estuário é importador nos dois períodos, porém, com maior entrada no período chuvoso (transporte resultante de 95,87 m³/s). Estes dados correspondem às primeiras informações sobre as características hidrológicas e hidrodinâmicas do estuário e poderão subsidiar estudos posteriores na região.
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Estimativa de parâmetros em meios VTI usando aproximações de sobretempo não hiperbólicas
(Universidade Federal do Pará, 2015-09-30) PEREIRA, Rubenvaldo Monteiro; CRUZ, João Carlos Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/8498743497664023
Meios transversalmente isotrópicos (TI) representam um modelo mais realístico para processamento de dados sísmicos, por exemplo, em meios fraturados com direção de fratura preferencial ou meios composto de finas camadas. Em especial, os meios TI com eixo de simetria vertical (VTI) são amplamente usados como modelos para propagação de ondas qP em folhelhos, rocha abundante em reservatórios de hidrocarbonetos. Contudo, a propagação de onda qP, em meios homogêneos VTI, tem como características, depender de quatro parâmetros de rigidez e, também, por possuir: equação de velocidade de fase algebricamente complicada, equação de velocidade de grupo difícil de explicitar, e equação moveout não hiperbólica. Por isso, vários autores tem apresentado reparametrizações e obtido aproximações para estas equações dependendo somente de três parâmetros. Dentre estas, as aproximações de sobretempo têm sido amplamente usadas em métodos inversos para estimar parâmetros litológicos em meios homogeneos VTI. Tais métodos têm, em geral, obtido sucesso na estimativa da velocidade de empilhamento normal moveout vn e do parâmetro de anelipticidade η, pois somente estes são necessários para se gerar modelos iniciais, para realizar as fases do processamento no domínio do tempo. Um dos métodos mais utilizados para se estimar parâmetros é a análise de velocidade baseada em semblance, porém, devido este método ser limitado a seções com pequena razão offset-profundidade, adaptações para meios anisotrópicos, considerando aproximações de sobretempo não hiperbólicas, são necessárias . Outra limitação da medida semblance é sua perda de precisão sob grandes variações na amplitude com o afastamento e sob inversão de fase. Devido a isto, vários autores têm modificado a medida semblance como formas de compensar estas variações. Neste trabalho, baseado na aproximação anelíptica shifted-hyperbola, apresento aproximações anelípticas racionais para as velocidades de fase e grupo, bem como aproximações de sobretempo não hiperbólicas, em meios homogêneos VTI, horizontalmente estratificados. A validade destas aproximações é feita comparando os respectivos erros relativos destas aproximações aos erros relativos de outras aproximações conhecidas da literatura. Análise de velocidades baseada em semblance é realizada para aferir a precisão das aproximações racionais de sobretempo na estimativa de parâmetros em meios VTI. Os resultados obtidos demonstram o grande potencial das aproximações racionais em problemas inversos. Visando adaptar para meios VTI, nós modificamos duas medidas de coerência por semblance, as quais são sensíveis à variações de amplitude e fase. A precisão e robustez das medidas de coerência adaptadas são validadas estimando parâmetros anisotrópicos em meios VTI.
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GPR aplicado à arqueologia nas áreas do porto da Cargill (Santarém/PA) e no Palacete Faciola (Belém/PA)
(Universidade Federal do Pará, 2012) SOUZA, Danusa Mayara de; LUIZ, José Gouvêa; http://lattes.cnpq.br/8676530374310847
O presente estudo foi realizado em duas áreas. A primeira, localizada nos fundos do Palacete Faciola em Belém/PA e, a segunda, denominada 4A, localizada no Sítio Arqueológico PA-ST-42, situado no Porto de Santarém/PA. O levantamento geofísico descrito neste trabalho foi realizado a fim de auxiliar a prospecção arqueológica, indicando locais para futuras escavações com objetivo de detectar estruturas e/ou artefatos enterrados nos sítios. Os radargramas adquiridos nas duas áreas mostraram diversas feições anômalas. Até a finalização deste trabalho nenhuma escavação havia sido realizada no Palacete Faciola. Na Área 4A, entretanto, duas trincheiras foram abertas revelando diversos fragmentos arqueológicos.
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Identificação de fácies em perfis com algoritmo heurístico
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-27) ALMEIDA, Thelson Luiz Pinheiro de; ANDRADE, André José Neves; http://lattes.cnpq.br/8388930487104926
Com o desenvolvimento das técnicas de perfuração de poços de petróleo e a optimização da explotação concomitante de vários reservatórios com hidrocarboneto, uma questão tem chamado atenção dos pesquisadores da indústria petrolífera: identificação de fácies sedimentares em poços não testemunhados. Para isto, este trabalho propõe a utilização de um algoritmo heurístico, baseado no comportamento de insetos, que contribua para a interpretação do Gráfico M-N de maneira computacional. Utilizando-se de perfis de poços e da plotagem dos seus dados em Gráfico M-N, tem-se como objetivo fazer a classificação dos pontos do perfil, em relação aos pontos fixos, por intermédio da criação de agrupamentos (clusters) de dados que possuam alguma semelhança ou simetria, baseado no que aqui chamamos de atratividade. A partir da criação destes agrupamentos de pontos do perfil, nas vizinhanças dos pontos fixos pelos quais sofreram maior atração, faz-se a identificação de várias famílias de dados as quais, neste trabalho, serão tomadas como camadas que, dependendo de qual ponto fixo mineral estiverem mais próximas, poderão ter sua constituição mineralógica principal identificadas sem o auxílio do testemunho e, assim, obter-se o conhecimento fácies sedimentares atravessadas pelo poço.
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Identificação de fácies em perfis com rede neural direta
(Universidade Federal do Pará, 2015) GOMES, Kivia do Carmo Palheta; ANDRADE, André José Neves; http://lattes.cnpq.br/8388930487104926
A aplicação das técnicas de testemunhagem é, normalmente, realizada em um número restrito dos poços verticais perfurados em um campo, fazendo com que as descrições das fácies, pela análise de testemunhos, tornem-se rarefeitas e consequentemente não permitindo uma caracterização realista dos reservatórios. O aumento da produção de hidrocarbonetos em um campo petrolífero é de extrema importância para a indústria do petróleo e profundamente dependente do conhecimento dos reservatórios em função das suas propriedades petrofísicas, que variam em função das fácies geológicas. Uma melhor descrição das fácies pode refletir em estimativas de volumes de hidrocarboneto mais realistas. Neste trabalho é apresentado um algoritmo inteligente capaz de produzir o transporte da informação das fácies produzida pela análise do testemunho para os poços perfilados e não testemunhados de um campo petrolífero, através do projeto de uma rede neural direta treinada para realizar um mapeamento da informação geológica em termos das propriedades físicas registradas nos perfis. O algoritmo inteligente processa o resultado produzido pela rede neural através de um filtro de coerência de profundidade para indicar os limites das camadas ao longo da trajetória do poço. Para os casos aqui avaliados a algoritmo inteligente apresentou resultados compatíveis com a análise de testemunho e de forma completamente independente da dimensão do conjunto de treinamento.
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Implementações alternativas de tomografia do tempo de trânsito utilizando a equação da onda
(Universidade Federal do Pará, 2014-04-23) CARDOSO FILHO, Josafat Lopes; COSTA, Jessé Carvalho; http://lattes.cnpq.br/7294174204296739
A tomografia do tempo de trânsito utilizando a equação acústica é uma alternativa robusta para se estimar modelos de velocidade com fortes variações. Aplicaçoes desta metodologia a dados sísmico inter poços, auxiliam no monitoramento e caracterização de reservatórios. A escolha da função objetivo, estratégias de precondicionamento do gradiente e funcionais regularizadores, quando da implementação deste tipo de tomografia, influênciam a robustez, eficiência e qualidade das estimativas do modelo de velocidade. Estes três aspectos da implementação da tomografia através da equação de onda são investigados. Duas propostas de funções objetivo são utilizadas neste trabalho; a primeira é sensível a diferenças de fase entre os pulsos e a outra é proposta para ser menos sensível a fase do pulso fonte. Ambas não necessitam de marcações dos eventos e se mostram muito robustas em experimentos numéricos utilizando modelos com forte variação de velocidade. Uma estratégia de precondicionamento do gradiente da função objetivo, adaptada da literatura em processamento de imagens, permitiu acelerar a convergência do algoritmo ao eliminar eventos espúrios causados pela inevitável abertura limitada da geometria de aquisição dos dados, ruídos aleatórios e efeitos causados pelas fontes e receptores. A adição de funcionais regularizadores penalizando o desvio do modelo de velocidade de informação a priori a partir de perfis de poços suavizados, contribui adicionalmente para a estimativa de um modelo de velocidade mais consistente e com maior resolução.
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Investigação de pavimento asfáltico por meio do método geofísico radar de penetração do solo
(Universidade Federal do Pará, 2011) AMARAL, Carolina Narjara Mazzini; SILVA, Lúcia Maria da Costa e; http://lattes.cnpq.br/8612431024609774
A maioria das vias públicas asfaltadas pode apresentar algum tipo de defeito que leva à insegurança no trânsito, aumento dos custos do transporte e da poluição. Estes problemas poderiam ser evitados se os defeitos nos pavimentos fossem identificados antes mesmo de surgirem na superfície, já que em geral se formam nas camadas subjacentes à cobertura asfáltica. Este trabalho propõe o uso do GPR para identificar problemas em pavimentos, tendo como base a simulação numérica do GPR e levantamentos de campo. Foi feita a simulação de dois modelos físicos: pavimento em uso nas quais foram inseridos canalização e defeitos mais comuns (vazio e infiltração) bem como pavimento recente, ambos sobre substrato. As interfaces das camadas do pavimento e a canalização são facilmente individualizadas enquanto os defeitos mostram padrões de reflexão semelhantes, diferindo na polaridade do sinal da amplitude e em sua atenuação (menor no vazio e maior na infiltração). As interfaces das camadas de pavimento recente são mais facilmente identificadas com a frequência de 400 MHz do que 900 MHz, ao contrário do que ocorre em outros locais, devido à condutividade dos produtos da intemperização que ocorre na Amazônia. Essas respostas serviram, então, para o estudo de dois locais da cidade de Belém (PA): um trecho da Tv. Mauriti que apresenta recorrência de defeitos na pista e um trecho recém asfaltado da Universidade Federal do Pará (UFPA). O primeiro levantamento possibilitou identificar e mapear defeitos e inferir as possíveis causas (fuga de água do sistema de drenagem), enquanto o segundo auxiliou na delimitação de camadas e contato com o substrato (mostrando que as espessuras das camadas de pavimentação diferem do projetado). Os resultados mostram como o GPR pode ser uma ferramenta indispensável na manutenção e no planejamento de recuperação de vias asfaltadas, fornecendo um diagnóstico de forma rápida, segura e de baixo custo.
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Investigação geofísica forense e antropológica com o método GPR no cemitério do Tapanã e no cemitério perdido de Mosqueiro (Belém, Pará)
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-22) BRASIL, Diogenes Leão; SILVA, Lúcia Maria da Costa e; http://lattes.cnpq.br/8612431024609774
Este trabalho foi realizado com o radar de penetração do solo (GPR), um método geofísico, que permite investigar o subsolo a pequena profundidade com elevada resolução de modo não destrutivo e não invasivo. O levantamento foi realizado em dois locais da região metropolitana de Belém com antenas de 200 e 400 MHz, ambos no cemitério do Tapanã: o primeiro localizado no Campo de Testes Controlados para Geofísica Forense, Ambiental e de Resgate (FORAMB) e o segundo, em uma zona de sepultamentos com cobertura de concreto. Também foi levantado com antena de 400 MHz porção a noroeste da Ilha de Mosqueiro, em frente à baía do Marajó, onde relatos de vestígios de um cemitério sem registro que teria sido abandonado há cerca de 80 anos e poderia ter sido destino final de cabanos bem como de escravos e índios haviam levado pesquisadores da Universidade Federal do Pará (UFPA) a visitar o local em 1986 e comprovar a veracidade dos relatos. No FORAMB foi dada continuidade ao monitoramento de três alvos que lá foram enterrados em 2007: um cadáver humano em cova rasa de 0,8 m de profundidade, um túnel simulado por uma caixa oca de madeira colocada em uma cova de 1 m de profundidade e uma caixa com metais, simulando armamentos, depositada a 0,8 m de profundidade. Na zona de sepultamentos com cobertura de concreto, o interesse recaiu no efeito dessa cobertura. Os resultados obtidos no cemitério do Tapanã mostram a grande utilidade do GPR na visualização dos alvos rasos sob a cobertura do solo argiloso e saturado, típica da região amazônica, mesmo quando esta está coberta por camada de concreto e reforçam a importância da utilização conjunta dos dados 2D e 3D na interpretação dos resultados; os resultados obtidos sob a cobertura de concreto sob corpos de diversas idades de enterramento, além disso, mostram variações significativas das respostas, em parte observadas em outros estudos. Os resultados obtidos em Mosqueiro mostraram que alvos antigos, nas condições climáticas e geológicas locais, não deixam registro que permitam sua fácil deteção. É possível que o alvo passível de deteção sejam não os restos da decomposição cadavérica, mas a descontinuidade dos estratos acima da cova devido à sua abertura e a concavidade remanescente da mesma.
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O método GPR aplicado à arqueologia no Sítio PA-ST-42: porto de Santarém, Pará
(Universidade Federal do Pará, 2014-03-06) FURTADO, Carla Patrícia Queiroz; SILVA, Marcos Welby Correa; http://lattes.cnpq.br/3213216758254128
O presente estudo faz parte do Programa de Salvamento Arqueológico do Sítio PA-ST-42: Porto de Santarém situado em Santarém/PA. Realizou-se levantamento geofísico na Área 2 e 2A–Campos 1, 2 e 3 e empregou-se o Ground Penetrating Radar (GPR) como metodologia. O GPR foi aplicado com o propósito de testar a viabilidade do método na investigação arqueológica, demonstrando sua capacidade em identificar estruturas e/ou artefatos enterrados nos sítios. O processamento e a análise dos dados permitiu a observação de três padrões anômalos característicos, os quais posteriormente foram relacionados à presença e/ou concentração de artefatos encontrados sob alguns perfis, de acordo com as escavações realizadas.
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Migração Kirchhoff pré-empilhamento em profundidade usando aproximação paraxial do tempo de trânsito
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-28) CUNHA, Antonio Rizimar de Andrade; CRUZ, João Carlos Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/8498743497664023
Para obter-se imagens mais realísticas possíveis da subsuperfície, necessita-se de técnicas eficientes de avaliar o campo de onda. A literatura geofísica apresenta vários métodos baseados na solução numérica da equação da onda sísmica. Dentre às várias técnicas de imageamento sísmico, a Migração Kirchhoff Pré-Empilhamento em Profundidade continua sendo largamente utilizada devido a sua praticidade no tratamento de dados organizados em diversas configurações sísmica e na solução de problemas relacionados a imagens. Devido a isto, buscase criar alternativas mais eficientes para o cálculo dos parâmetros envolvidos nos processos de migração. Considera-se como ponto crítico o cálculo dos tempos de trânsito, fundamentais na focalização das amplitudes em seus respectivos pontos em profundidade. O método baseia-se na Teoria Paraxial do Raio utilizando o método Runge-Kutta de Quarta Ordem. A extrapolação paraxial dos tempos de trânsito pertence ao sistema de traçamento dinâmico de raios onde, através deste, é possível determinar informações em regiões complexas do meio geológico que, comumente, causam o aparecimento de zonas de sombras. A aplicação desta técnica exige quantidades previamente dispostas em um raio central de referência que é obtido pelo traçamento cinemático de raios. È necessário um macro modelo de velocidade do meio para o cálculo dos tempos de trânsito. Para este fim utilizamos modelos exatos de velocidades determinados a partir do software MATLAB. Para efeito de comparação, consideramos duas maneiras distintas de calcular as tabelas dos tempos de trânsito: A primeira foi realizada por meio da rotina RAYT2D do pacote SEISMIC UNIX (SU) que é considerado um método robusto de avaliação; na segunda, utilizou-se o Método Paraxial05. A realização da migração em profundidade requer como dados de entradas o dado sísmico e as tabelas dos tempos de trânsito. As imagens obtidas foram determinadas com um algoritmo escrito em SHELL e uma terceira imagem foi obtida por meio da subtração entre os resultados iniciais.
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Modelagem hidrodinâmica 2DH no furo de Laura - Nordeste Paraense
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-23) LOPES, Matheus Santiago; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471
Os ambientes estuarinos são objeto de árduo estudo ao longo das últimas décadas devido sua importância no contexto econômico, social e ambiental. As estratégias para contenção de derrames de óleo em corpos d’água, por exemplo, são baseadas em estudos de modelagem hidrodinâmica. O uso de modelos numéricos computacionais para prever e analisar os padrões de circulação dentro de corpos d’água costeiros vem crescendo no país. Na região norte do Brasil a utilização de modelos ainda está em caráter experimental. Neste trabalho, foi utilizado o software SisBaHia® (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental) para implementar, calibrar e validar um modelo hidrodinâmico para o corpo d’água chamado furo da Laura (rio Guajara-Mirim) que localiza-se na região costeira do nordeste Paraense. O modelo foi calibrado com dados pretéritos de elevação da superfície e velocidade de correntes coletados em três períodos: seco de 2013, chuvoso de 2014 e seco de 2014. O fluxo de enchente e vazante da maré ocorre de forma simultânea nas duas bocas que o furo da Laura apresenta. Objetivou-se localizar a região de tombo da maré ou convergência barotrópica e sua variação sazonal. Foi simulado a hidrodinâmica para um mês no período chuvoso (fevereiro) e um mês no período seco (agosto). O transporte lagrangeano com partículas lançadas na baía do sol foi analisado quanto sua dispersão horizontal. Os locais de convergência do campo de velocidade foram encontrados próximos à boca sul do FL e os locais de divergência variam espacialmente devido o ciclo da maré. As partículas lançadas na baía do Sol tendem a não entrar no FL, mas contribuem para o processo de sedimentação e erosão que ocorre no litoral da ilha de Colares.
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Modelagem hidrodinâmica aplicada ao estuário amazônico: uma abordagem em malha flexível
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-19) BORBA, Thaís Angélica da Costa; ROLLNIC, Marcelo; http://lattes.cnpq.br/6585442266149471
O estuário amazônico é um complexo sistema devido ao grande número de corpos d'água que apresenta; este estuário também compreende quatro dos 20 maiores rios do mundo. Modelos hidrodinâmicos já foram aplicados a este sistema, mas sua complexa morfologia torna difícil a definição de grides curvilineares para a área. O presente trabalho de pesquisa tem como objetivo a implementação de modelo hidrodinâmico no estuário amazônico, baseado em malha flexível (cuja definição é mais simples do que das curvilíneares para sistemas com tal complexidade), além de analisar alguns de seus padrões hidrodinâmicos. A metodologia é baseada na utilização do modelo D-Flow em que a definição de malha flexível é possível. O modelo abrange os baixos cursos do Rio Amazonas, do Rio Tapajós, do Rio Xingu, do Rio Tocantins, da Baía do Guajará, da Baía do Marajó, do Estreito de Breves e do Rio Pará, bem como a planície de maré circundante e a plataforma continental adjacente. O modelo apresentou bons valores de calibração, tanto para maré quanto para descarga fluvial, uma vez que o coeficiente de correlação de Pearson apresentou valores superiores a 0,95 e o erro médio foi menor do que 5% pra resultados de maré e 15% para os resultados de descarga. O modelo gerou uma representação da interação da maré e descarga fluvial relativa a condições extremas no estuário, mostrando padrões hidrodinâmicos aceitáveis quando comparados com medições realizadas in situ.
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Modelagem numérica de dados MCSEM 2.5-D
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-20) SILVA, Hilton Farias da; SILVA, Marcos Welby Correa; http://lattes.cnpq.br/3213216758254128
Este trabalho trata da implementação da modelagem numérica de dados Marine Controlled Source Electromagnetic (MCSEM) 2.5-D aplicado a exploração de hidrocarbonetos em ambiente horizontalmente estratificado. Para elaborarmos a formulação matemática fizemos a decomposição dos campos em primário e secundário. O primeiro foi obtido utilizando os potenciais de Schelkunoff e o secundário usando o método dos elementos finitos. Este problema foi resolvido no domínio da frequência espacial. Encontrado o campo secundário utilizamos, mais uma vez, a transformada de Fourier para obter os campos secundários no domínio (x; y; z) então obtemos, finalmente, o campo total pela soma dos campos secundários e primário. A partir do campo total podemos avaliar a influência de um reservatório de hidrocarbonetos em um ambiente estratificado e inferir a extensão lateral.
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Post-imaging analysis of pressure prediction in productive sedimentary basins for oil and gas exploration
(Universidade Federal do Pará, 2015-05-26) VIEIRA, Wildney Wallacy da Silva; LEITE, Lourenildo Williame Barbosa; http://lattes.cnpq.br/8588738536047617
Esta tese tem vários aspectos relacionados à modelagem de bacia sedimentar na exploração de óleo e gás, e com duas divisões gerais: estimativa de parâmetros, e predição de pressão. Para a estrutura do presente trabalho, o primeiro tópico está relacionada com a análise de velocidade e meios efetivos, onde se estima uma distribuição para a velocidade da onda P no tempo, seguido da transformação para a profundidade, e usar um modelo efetivo para a densidade e para a distribuição de velocidades da onda S. A razão para esta focalização inicialmente destas estimativas é porque eles representam a principal informação de base que se pode ter a partir do domínio sísmico, de onde os outros parâmetros sísmicos podem ser calculados, e que serve de base para a segunda parte deste trabalho. O segundo tópico está relacionado à cálculo de tensão, deformação e pressão na subsuperfície utilizando os dados das velocidades das ondas P e S e os modelos de densidade, com a finalidade de localizar áreas de altas e baixas pressões que atuam como bombas de sucção naturais para a mecânica da acumulação de óleo e gás em zonas produtivas e camadas reservatórios. Destacamos na segunda parte para a apresentação, chamar atenção para a sensibilidade do mapeamento de pressão em função da variação de velocidade e densidade. Classificamos a primeira divisão como dedicado ao processamento e imageamento sísmico convencional, e nomeamos a segunda divisão como predição de tensão-deformação-pressão pós-imageamento. Como o objetivo final da geofísica é obter imagens da subsuperfície sob diferentes propriedades, o cálculo de tensão só faz total sentido para o caso de dados reais, e isto faz com que os dados adquiridos seja obrigatoriamente em três componentes. Uma conclusão importante dos experimentos numéricos, mostramos que a pressão não tem um comportamento trivial, uma vez que pode diminuir com a profundidade e criar bombas naturais responsáveis pelo acúmulo de fluidos. A teoria de meios porosos baseia-se integralmente em geometria diferencial, porque esta disciplina matemática lida com propriedades geométricas coletivos para reservatórios reais. Mostrouse que tais propriedades coletivas são, nomeadamente, a porosidade, a área da superfície específica, a curvatura média e a curvatura Gaussiana. Por exemplo, meios fraturados tem, como regra, uma pequena porosidade, mas área da superfície específica muito grande, o que cria a razão 𝛾 = 𝑣𝑆/𝑣𝑃 anômala e alta, e isto significa um coeficiente de Poisson, 𝜎, negativo. Outra conclusão é relacionado ao cálculo da descontinuidade de pressão entre sólido e líquido, o que depende da estrutura de poros.
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Processamento, imageamento, interpretação e predição de pressão de dados sísmicos na bacia sedimentar do Jequitinhonha
(Universidade Federal do Pará, 2016-08-18) SILVA, Aucilene de Nazaré Pimenta da; LEITE, Lourenildo Williame Barbosa; http://lattes.cnpq.br/8588738536047617
O presente trabalho teve por objetivo compor um quadro sismo-estratigráfico de parte da bacia do Jequitinhonha (marinha a leste do Estado da Bahia), com dados liberadas para os projetos financiados e em andamento. O estudo visa a exploração de óleo e gás, e corresponde a uma proposta de reavaliação da bacia sedimentar. Para isto, a metodologia é composta de análise de velocidade, empilhamento CRS, migração, culminando com predição de pressão em subsuperfície, onde se visa mapear zonas de baixa (reservatório) e alta (geradora) pressão que agem como bombas naturais para o acúmulo de fluidos. Os dados sísmicos utilizados neste trabalho foram cedidos pela PETROBRAS para o Curso de Pós Graduação em Geofísica (CPGf), Instituto de Geociências, da Universidade Federal do Pará. Os dados foram adquiridos pela equipe sísmica 214 da Petrobras no setor marinho da bacia. As linhas disponíveis utilizadas neste trabalho foram a L214-266, a L214-268, a L214-270 e a L214-297. Podendo separá-las em dois grupos, temos três linhas nas direções NE-SW (L214-266, L214-268, L214-270) e uma na direção NW-SE (L214-297). As distribuições de velocidade usadas para as seções sísmicas foram baseadas em informações petrofísicas e em modelos empíricos, em vez de utilizar a subjetiva marcação de eventos nas seções ponto-médio-comum, empilhadas ou migradas. A metodologia apresenta como parte inicial a aplicação de técnicas baseadas na teoria do empilhamento por superfície de reflexão comum (CRS), que visa gerar imagens sísmicas de qualidade para a interpretação de dados reais, e relacionados a meios geologicamente complexos. As interpretações sismoestratigráficas foram realizadas usando como base informações geológicas, fazendo uma correlação entre os refletores principais (interfaces de impedância mais alta) e as unidades estratigráficas da área. Sendo assim, construimos um modelo empírico para a distribuição de velocidades (𝑣𝑃 e 𝑣𝑆) e de densidade (𝜌) para as seções do bloco estudado. Um projeto maior de estudos tem por objetivo a predição de tensões em bacias sedimentares, como uma contribuição aos métodos e técnicas da geologia e da engenharia de exploração de óleo e gás. Este assunto é baseado no conhecimento das distribuições das velocidades das ondas sísmicas compressionais (𝑣𝑃 ) e cisalhantes (𝑣𝑆) e das densidades (𝜌), com a finalidade de se localizar zonas de baixa e alta pressão no subsolo, que servem de bombas naturais de sucção para o acúmulo de gás e óleo. A teoria baseia-se nas equações da elastodinâmica, onde o peso da sobrecarga gravitacional é responsável pelos efeitos de deformação-tensão em subsuperfície. Portanto, a organização deste problema exige a lei generalizada de Hooke da elasticidade linear. Foram apresentados detalhes do modelo teórico, e um exemplo para mostrar como a pressão varia na subsuperfície, onde se destaca que esta predição não aumenta necessariamente de forma linear, mas de uma forma complexa que exige fórmulas numéricas específicas para se ver os detalhes importantes. O modelo teórico aplicado coloca como agente da pressão a carga gravitacional vertical das formações geológicas, e não leva em consideração os efeitos de curvaturas, falhamento e diagenéticos. Também, os events tectonics laterais complexos não são levados em consideração. A predição de pressão é uma assunto importante para a análise de bacias sedimentares, visando mapear e estender áreas potencialmente produtivas de petróleo e gás. Mas a predição precisa de um modelo 3D para a sua aplicação prática significativamente completa.
Acesso aberto (Open Access)
Transformação de estimativas suaves aplicadas à interpretação de relevos descontínuos do embasamento
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-21) MOREIRA, Mayra Moura; SANTOS, Darcicléa Ferreira; http://lattes.cnpq.br/5813659873067927
Apresentamos um método para delinear relevos de embasamento de bacias sedimentares, compostos por falhas verticais e patamares horizontais. Presumimos contraste de densidade entre o pacote sedimentar e o embasamento conhecido a priori e que pode ser constante ou decrescer com a profundidade. O método desenvolvido determina as posições verticais dos patamares horizontais e as posições horizontais das descontinuidades verticais a partir de uma estimativa inicial suave do relevo do embasamento. Produzimos esta solução suave através de um método eficiente de delineamento do relevo do embasamento. As posições horizontais de duas falhas adjacentes permitem estimar a extensão do patamar por elas delimitado. Do mesmo modo, as posições verticais de dois patamares adjacentes permitem estimar a extensão da falha por eles delimitada. Avaliamos o desempenho do método proposto comparando o tempo computacional, por ele demandado, com outros dois métodos de inversão que estabilizam a solução através do regularizador da Variação Total. O método proposto sempre produziu soluções em menor tempo computacional em relação ao tempo computacional requerido pelos demais métodos. Testes em dados sintéticos contaminados com ruído pseudoaleatório Gaussiano com média nula e desvio padrão de 0,1 mGal mostram que o método proposto leva a resultados satisfatórios, apresentando relevo estimado próximo ao verdadeiro. Aplicamos o método proposto a dois conjuntos de dados reais: Steptoe Valley (Estados Unidos) e Graben de San Jacinto (Estados Unidos). O método produziu relevos de embasamento apresentando falhas de alto ângulo, condizentes com a informação geológica que as bacias acima mencionadas foram formadas por tectônica extensional com a consequente formação de um arcabouço estrutural condicionado por falhas normais.

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