Dissertações em Geofísica (Mestrado) - CPGF/IG
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/4993
O Mestrado Acadêmico pertente a o Programa de Pós-Graduação em Geofísica (CPGF) do Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA).
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Modelo para correlação de litologias complexas utilizando os perfis de espectrometria de raios gama naturais(Universidade Federal do Pará, 1996-08-21) PANTUZZO, Fernando Luiz; SILVA, Jadir da Conceição da; http://lattes.cnpq.br/9855982521499301A correlação de litologias em subsuperfície e suas caracterizações são de grande importância ao estudo de reservatórios de petróleo. No domínio das ferramentas nucleares, a medida da radioatividade natural das formações através dos perfis de contagem total (GR) tem sido a muito realizada para identificar tipos litológicos, calcular volumes de folhelho e fazer correlação poço a poço. Entretanto, a capacidade de se medir seletivamente a radioatividade natural através da espectrometria de raios gama (¿), veio a ser uma evolução acompanhada de uma série de benefícios, traduzidos pela possibilidade de se realizar tais estudos em litologias mais complexas, bem como fornecer diversas informações geológicas ambientais. De posse de um algoritmo capaz de simular discriminadamente as respostas devidas ao potássio (40K), urânio (238U) e tório (232Th) radioativos, principais emissores naturais de raios-¿, bem como as respostas de suas combinações lineares (a contagem radioativa total), elabora-se neste trabalho diferentes modelos geológicos sintéticos nos quais se fazem correlações poço a poço em litologias complexas utilizando estes dados, e compare-se os resultados espectrométricos com os resultados obtidos através da contagem total. As vantagens encontradas para o primeiro caso são relevantes, incluindo aí interpretações geológicas importantes que seriam impossíveis pelo uso dos perfis GR: Discriminação de litologias que apresentassem valores semelhantes de grau API, melhor reconhecimento da continuidade lateral de litologias, diferenciação entre evaporitos e folhelhos, indicações sobre o ambiente geológico da formação e sobre a presença de descontinuidades, como planos de falha. Em dois modelos envolvendo ambientes arenito-folhelho, é aplicado um procedimento secundário para se confirmar as correlações a partir das respostas do perfil simulado GR, combinado às respostas dos perfis de lito-densidade e porosidade neutrônica (também simulados). A confirmação das correlações por este método foi efetivada com relativo sucesso no que diz respeito à discriminação de unidades litológicas, através da influência do volume calculado de argilo-minerais nos parâmetros índice fotoelétrico e densidade das rochas. A espectrometria de raios-¿ naturais para efeitos de correlação foi aplicada em dados de campo procedentes de dois poços de uma bacia da plataforma continental brasileira, e novamente apresentou melhores resultados na verificação da continuidade lateral de litologias, em relação ao mesmo procedimento pelo uso de perfis GR. Permitiu também fazer interpretações geológicas qualitativas da formação analisada, como uma indicação do grupo de rochas sedimentares no qual ela se encaixaria, e seu grau de maturidade. O estudo da utilização dos perfis de K, U e Th radioativos com os objetivos acima descritos foi, enfim, satisfatório, e pode ser ampliado devido à versatilidade do algoritmo de elementos finitos possíveis.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Uma nova abordagem na interpretação de anomalias gravimétricas em bacias sedimentares - exemplo da Bacia do Recôncavo, Bahia, Brasil(Universidade Federal do Pará, 1990-10-12) MENEZES, Paulo de Tarso Luiz; SILVA, João Batista Corrêa da; http://lattes.cnpq.br/1870725463184491No estudo de bacias sedimentares a interpretação de anomalias gravimétricas assume grande importância. No entanto, devido ao fato dessas anomalias serem resultantes da soma total dos efeitos produzidos por todos os contrastes de densidade em subsuperfície, esta interpretação é dificultada. Desta maneira, para separar os efeitos de feições mais profundas (relevo do embasamento) dos efeitos de feições mais rasas (fontes intra-sedimentares), é aplicado um método de separação regional-residual do campo. A subseqüente interpretação de cada componente tem como objetivo, a caracterização da geometria dos dois conjuntos de feições. A metodologia empregada na separação regional-residual dos dados gravimétricos é a de ajuste polinomial utilizando um método robusto. Este método é iterativo e utiliza a solução obtida através do ajuste polinomial pelo método dos mínimos quadrados como aproximação inicial. Na metodologia empregada, a influência de observações contendo forte contribuição do campo residual é minimizada no ajuste do campo regional. A componente regional obtida a partir da separação regional-residual é transformada em um mapa de profundidades absolutas da interface representando o relevo do embasamento. Esta transformação é efetuada iterativamente, cada iteração sendo constituída de quatro etapas. A primeira consiste no cálculo da componente regional corrigida do efeito de um nível de base, que é representado por umipolinômio de ordem 1 inicializado com coeficientes nulos. A segunda consiste na continuação para baixo da componente regional corrigida, que é pressuposta ser causada por uma superfície suave separando dois meios homogêneos, representando a interface sedimentos-embasamento, com um determinado contraste de densidade. A terceira etapa consiste na transformação do mapa de continuação para baixo, em um mapa de distâncias verticais entre o nível de continuação e a interface. Na quarta etapa, através da introdução de informação independente sobre a profundidade da interface em um número de pontos conhecidos, é calculado o valor do resíduo entre a profundidade estimada pelo método e a profundidade real em cada ponto. As iterações são controladas por um método de busca direta, onde os coeficientes do polinômio de ordem 1 são modificados de modo a obter aqueles que minimizem uma norma dos resíduos. Assim é determinado o nível de base que melhor incorpore a informação introduzida sobre a fonte regional. Em conseqüência, é obtido o mapa do relevo da interface com profundidades absolutas. A componente residual proveniente da separação regional-residual é transformada em um mapa de contrastes de densidade aparente. Esta transformação consiste em, através de inversão linear, calcular a intensidade de propriedade física de várias fontes prismáticas. Nesta metodologia é presumido que as fontes reais estejam contidas em uma placa horizontal, com variação de propriedade física apenas nas direções horizontais. O desempenho do método de separação regional-residual utilizado foi avaliado através testes empregando dados sintéticos, fornecendo resultados superiores ao método dos mínimos quadrados. O método de interpretação da componente regional apresentado foi avaliado em testes com dados sintéticos, produzindo mapeamento de interfaces bem próximas das estruturas reais, não sendo necessário conhecer a priori o contraste de densidade entre os dois meios e o nível de continuação. Estes parâmetros são escolhidos de modo a minimizar uma norma do resíduo entre a profundidade estimada pelo método e a profundidade real em cada ponto. Para aplicação do método de interpretação da componente residual, é necessário que se postule ou tenha informação a priori sobre a profundidade do topo e a espessura da placa onde as fontes estão supostamente confinadas. Entretanto, os testes em dados sintéticos mostram que, mesmo para valores diferentes dos verdadeiros para profundidade do topo e espessura da placa, são obtidas estimativas razoáveis para os limites laterais das fontes. A construção de gráficos de valores de contrastes de densidade aparente versus profundidade do topo da placa, para diversos valores postulados para espessura da placa, permitem interpretações semi-quantitativas das profundidades das fontes reais. Além disso, a ambigüidade envolvendo profundidade do topo da placa, espessura e contraste de densidade pode ser visualizada por este tipo de gráfico. A seqüência dos três métodos foi aplicada a dados gravimétricos da Bacia do Recôncavo levando ao reconhecimento das principais feições, de caráter regional, do relevo do embasamento desta bacia. É ainda sugerida a presença de uma nova falha transcorrente, paralela à Falha de Mata-Catu, com base nas evidências fornecidas pela interpretação da anomalia residual e de dados geológicos.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Modelo interpretativo para os levantamentos gravimétricos de Poço da Bacia de SE/AL(Universidade Federal do Pará, 1991-09-27) MORAES, Fernando Sergio de; O'BRIEN, Douglas PatrickO primeiro levantamento gravimétrico em poço no Brasil foi realizado na Bacia de Sergipe - Alagoas, num programa conjunto envolvendo a participação da Universidade Federal do Pará, o U.S.G.S. (United States Geological Survey) e Petrobrás (CENPES/DEPEX/DENEST), durante Outubro e Novembro de 1990. Um total de três poços terrestres foram perfilados, visando avaliar a resposta da gravimetria de poço, em comparação com os perfis convencionais de densidade, no estudo do embasamento pré-cambriano produtor, sobreposto por rochas sedimentares de idade cretácea. Na área, o embasamento é bastante raso com profundidades variando entre 500 e 800m. A interpretação dos dados foi dificultada pelo fato da superfície rasa do embasamento ser bastante complexa. Na área estudada, esta superfície corresponde à. chamada discordância pré-aptiana. Sobre esta superfície ondulada, depositou-se uma seqüência evaporítica e o contraste de densidade, entre estas duas unidades e o resto do pacote sedimentar, foi responsável por uma parte significativa do efeito gravimétrico observado. Para retirar este efeito, a superfície de cada unidade foi reconstituída, a partir de informações de poços vizinhos, e o seu campo gravimétrico foi modelado através de malhas de triângulo, utilizando um algoritmo de corpos poliédricos. O campo residual resultante foi então usado para estimar as densidades, que foram representadas em perfis. Estas estimativas foram comparadas com os perfis de densidade convencionais e, o resultado, foi possível indicar alguns intervalos de interesse dentro e acima do embasamento produtor.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Otimização computacional da técnica de elementos finitos para o modelamento geofísico eletromagnético(Universidade Federal do Pará, 1991-11-25) BATISTA, Lurimar Smera; PORSANI, Milton José; http://lattes.cnpq.br/1428637808064409A técnica dos elementos finitos é notável pela sua flexibilidade em resolver numericamente as equações diferenciais para os campos eletromagnéticos secundários, gerados por modelos com geometria complexa. Entretanto, a aplicabilidade desta técnica para o modelamento eletromagnético de estruturas 2D e 3D, requer a solução de esparsos sistemas de equações lineares, constituídos de mais de 10 ³ parâmetros. Consequentemente, o custo computacional para obtenção dessas soluções representam a principal limitação da técnica dos elementos finitos. Com o objetivo de resolver eficientemente os sistemas de equações gerados pela técnica dos elementos finitos, quatro diferentes métodos de solução de sistemas são implementados e estudados. Inicialmente é utilizado o conhecimento prévio do campo eletromagnético nas fronteiras da malha para reduzir a ordem do sistema de equações. Em seguida é explorada a abundante presença de zeros e o bandeamento da matriz dos coeficientes, para remover as operações computacionais associadas aos elementos nulos. Este procedimento permitiu selecionar o método de decomposição LU como o mais eficiente para resolver o sistema de equações resultante da técnica dos elementos finitos. O algoritmo foi implementado e testado para o modelamento magnototelúrico 2D e 3D, sendo utilizados os modelos da falha vertical e do prisma. Os resultados numéricos foram comparados com os obtidos a partir da solução analítica para o modelo da falha vertical 2D e 3D. A concordância entre esses resultados confirma a eficiência e a aplicabilidade do algoritmo otimizado.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Regressão múltipla de perfilagem geofísica aplicada à estimativa de teor mineral(Universidade Federal do Pará, 1989-10-02) SANTOS, Deusivaldo Aguiar; SAUCK, William August; http://lattes.cnpq.br/6655455534234531O objetivo deste trabalho é estabelecer uma correlação entre os teores de Cu, Zn e Pb obtidos geoquimicamente e os dados de perfilagem geofísica de poços utilizando métodos elétricos e raio gama. Os poços de pesquisa estão localizados nas regiões de Carajás - PA, Santa maria -RS e a Bacia do Recôncavo - BA. Foram feitas regressões múltiplas de cada poço individualmente, entre as medidas obtidas com os métodos geofísicos polarização induzida, resistividade aparente, resistência, potencial espontâneo, raio gama e os teores de Cu, Zn ou Pb. Os dados geoquímicos fornecem informações pontuais enquanto a geofísica traz informação de volume da rocha. Desta forma, para melhor correlação foram utilizados os valores médio geoquímico de cada conco observações como sendo uma nova medida para efetuar a regressão com os métodos geofísicos. A regressão múltipla apresenta resultados favoráveis, principalmente quando estamos prevendo teores do próprio poço. Este trabalho mostra a possibilidade de estimar os teores de minerais metálicos através de perfilagem elétrica e raios-gama de poços.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Propagação de ondas em meios elásticos: uma solução via transformada de hankel e o método dos elementos finitos(Universidade Federal do Pará, 1988-02-03) GEMAQUE, Luiz Heitor da Paz; SCHIEL, Klaus Rainer; http://lattes.cnpq.br/1748862841375705O problema em foco corresponde ao modelamento matemático da equação de onda quando é considerado um semi-espaço homogêneo. Uma fonte sísmica do tipo normal-pontual, variável no tempo, localizada a uma certa profundidade, ou mesmo na superfície, ocasiona a formação do campo de onda. Faz-se uso de várias técnicas modernas visando a solução numérica deste campo. Inicialmente, tanto a equação de onda quanto as condições de contorno e os valores iniciais são levados ao domínio do número de onda (k) através da transformada de Hankel. Nesse domínio, consegue-se diminuir a dimensão do problema por meio da parametrização de k. Com isso, a equação resultante fica dimensionalmente reduzida, mas permanece hiperbólica. A seguir, busca-se a solução numérica de tal equação através do método dos elementos finitos (dependência na profundidade) e do esquema das diferenças finitas (dependência no tempo). Como conseqüência, chega-se a consecutivas soluções de sistemas de equações lineares. Para retornar ao domínio inicial, essas soluções devem ser submetidas à transformada de Hankel inversa, por meio da qual os deslocamentos normal e radial são finalmente encontrados. Vários exemplos de sismogramas teóricos obtidos a, través das técnicas acima citadas são apresentados. O cálculo desses sismogramas, além de não requerer muita memória de computador, situa-se dentro de uma faixa aceitável de precisão numérica e rapidez computacional. Como extensão deste trabalho é sugerido a avaliação da resposta elástica completa no caso de um semi-espaço estratificado, a inclusão de vários tipos de fontes e uma análise detalhada das condições de estabilidade dos esquemas numéricos propostos.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Separação regional-residual em magnetometria através de camadas equivalentes(Universidade Federal do Pará, 1987-12-28) COSTA, Jessé Carvalho; SILVA, João Batista Corrêa da; http://lattes.cnpq.br/1870725463184491Dissertação Acesso aberto (Open Access) Modelamento sísmico analógico(Universidade Federal do Pará, 1986-09-19) MONTEIRO, Paulo Afonso da Costa; SCHIEL, Klaus Rainer; http://lattes.cnpq.br/1748862841375705No modelo sísmico analógico procura-se simular, dentro de certas limitações de um laboratório, os métodos sísmicos empregados no campo. Para isso é necessária, a utilização de um sistema de medidas e de modelos reduzidos adequados. O presente trabalho tem como objetivo: a montagem e colocação em funcionamento de um sistema de medidas para o modelamento sísmico, e através de sua utilização em modelos simples e bastantes conhecidos mostrar a sua viabilidade para esse fim. Para a realização do modelo sísmico é necessário conhecer-se os efeitos físicos, decorrentes da aplicação da energia mecânica por fontes artificiais nos modelos. Estes efeitos são apresentados nos capítulos 2 e 3 deste trabalho, e representam um resumo da teoria encontrada em algumas das principais publicações sobre ondas e modelamento sísmico. A montagem feita, a partir da aquisição de aparelhos eletrônicos, dotados de recursos necessários para se realizar o modelamento. Nesse sistema, uma parte dos aparelhos funciona na geração e outra na recepção do sinal, ouseja, respectivamente o Sistema Gerador e o Sistema Receptor. O Sistema Gerador foi constituído de: um gerador de ondas, dois amplificadores de potência e uma fonte piezoelétrica. O Sistema Receptor foi constituído de: um sensor piezoelétrico, um amplificador diferencial, um filtro analógico, um osciloscópio (com conversor analógico-digital e memória), um microcomputador e um plotter. Montado o sistema, foram feitos então alguns modelos bi-dimensionais, para testar a sua aplicação, os quais são apresentados no capítulo 3. Estes modelos foram construídos dos seguintes materiais: PVC, acrílico, vidro e alumínio. Os testes consistiram numa avaliação quantitativa de parâmetros dos materiais, ou seja velocidade e coeficiente de atenuação, além da determinação das características de irradiação da fonte. Foram feitos também alguns testes qualitativos, isto é, registros através de sismogramas das ondas refletidas e refratadas nas interfaces dos modelos. Os resultados da maioria destes testes são conhecidos de trabalhos anteriores semelhantes, que serviram-nos como base de comparação. A parte referente a instrumentação do sistema é descrita no capítulo 4, podendo servir como um manual de instruções de seu funcionamento. Os resultados obtidos com a utilização dos diversos modelos, mostraram a viabilidade do sistema para se realizar o modelamento sísmico em duas dimensões. Tais resultados são apresentados no capítulo 5.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Paleomagnetismo de rochas vulcânicas do Nordeste do Brasil(Universidade Federal do Pará, 1986-01-24) SOUZA, Orlando Tadeu Lima de; GUERREIRO, Sonia Dias Cavalcanti; http://lattes.cnpq.br/1958830414070291Estudos paleomagnéticos foram efetuados em duas formações do período Terciário na região Nordeste do Brasil. Da primeira área estudada, foram coletadas, por meio de uma perfurado portátil, 100 amostras de 15 sítios das formações Quixaba, Remédios e São José, que constituem a suíte vulcânica do Terciário Superior do Arquipélago de Fernando de Noronha, localizada a 3,8°S e 32,4°W. Verificou-se a magnetização remanescente natural (MRN) de cada espécime utilizando-se um magnetômetro Föerster. Apenas 10 afloramentos puderam ser analisados, em vista da fraca magnetização que os demais apresentaram em relação ao aparelho utilizado. A desmagnetização das amostras foi efetuada através do processo de variação de campo magnético alternado para eliminar-se as possíveis magnetizações secundárias, utilizando-se para isto um desmagnetizador Achonstedt, que nos levou a determinação da magnetização remanescente característica (MRN) das três formações. O pólo paleomagnético das amostras estudadas foi determinado em 81°N de latitude e 232°E de longitude com N = 10, A95 = 5° e K = 83. Os resultados obtidos são compatíveis com os polos obtidos por outros autores para as rochas vulcânicas daquela ilha, como também estão próximos a outros polos de mesmo período determinado para América do Sul. A segunda área estudada, localiza-se na bacia Potiguar, ao sul da cidade de Macau, no estado do Rio Grande do Norte, a 5, 2°S e36,6°W, sendo constituída por derrames basálticos gerados no Terciário Médio e pertencentes à formação Macau. Dessa área foram coletadas, por meio de uma perfuradora portátil, 106 amostras num total de 9 sítios. Em seguida verificou-se a magnetização remanescente natural (MRN) de cada espécime utilizando-se um magnetômetro Digico. O processo de desmagnetização das amostras foi feito através da variação de campo magnético alternado. Após o processo de lavagem das amostras foram definidos dois grupos de sítios distintos em função dos resultados apresentados quanto à direção de magnetização. O primeiro grupo (Grupo I), constituído de 6 sítios, apresentou direções de magnetização normais e altas inclinações. O segundo grupo (Grupo II), caracterizou-se por apresentar direções de magnetização reversas e baixas inclinações. A análise destes resultados sugere a hipótese de um possível deslocamento tectônico entre os sítios pertencentes ao Grupo I em relação aos sítios do Grupo II. Entretanto os estudos geológicos nessa área, sob o aspecto estrutural, não são ainda suficientes para confirmamos concretamente o deslocamento ocorrido entre os sítios da formação Macau..Dissertação Acesso aberto (Open Access) Um sistema de aquisição de dados magnetotelúricos usando um minicomputador(Universidade Federal do Pará, 1986-09-19) MARTÍNEZ, Maurício Miguel Martínez; BISCHOFF, Jürgen H.O objetivo da primeira parte deste trabalho, é a descrição matemática e o desenvolvimento de algorítimos e programas, para microcomputadores, do processamento de dados dos campos elétricos e magnéticos da terra para obter curvas de resistência aparente; junto com a descrição dos critérios para a análise da qualidade das mesmas. A segunda parte consta da descrição, e da implementação de algorítimos e programas, de dois métodos de optimização não linear; A Pesquisa Aleatória Controlada (PAC) e o algorítimo de Marquardt; Aplicados da inversão das curvas de resistividade aparente obtidas na primeira seção. Nesta segunda parte se faz também a descrição da análise da qualidade dos modelos através destes dois métodos. Para a comprobação prática dos algorítimos e programas foram realizados testes tanto com dados sintéticos como com dados reais.