Integração de dados geofísicos de poços e geoquímicos na avaliação do potencial gerador dos folhelhos betuminosos da Formação Tremembé, Bacia de Taubaté

Nos depósitos cenozóicos da Bacia de Taubaté são encontrados depósitos de folhelhos betuminosos (oleígenos) pertencentes à Formação Tremembé, de idade oligocênica, que durante alguns anos na década de 50 foram investigados com relação ao seu aproveitamento econômico através da extração industrial do óleo nele contido. Entretanto, em face de aspectos tecnológicos e conjunturais da época, esse aproveitamento industrial foi considerado inviável do ponto de vista econômico. Nesta dissertação é proposta uma aplicação da perfilagem geofísica para a caracterização da faciologia dos folhelhos betuminosos da Formação Tremembé, tendo como objetivo principal a identificação das eletrofácies nos perfis elétricos, através de uma metodologia robusta e consistente. A identificação de eletrofácies é importante para ajudar na determinação da caracterização de uma reserva não convencional e na análise da viabilidade econômica. Neste estudo foram utilizados os perfis convencionais de poço: Raio gama, resitividade, potencial espontâneo e sônico. Os dados de perfis de poços foram integrados com os testemunhos e dados geoquímicos, mais precisamente os dados de COT, S, IH, S2 para uma caracterização realística das eletrofácies. Os dados foram obtidos a partir de três sondagens rotativas realizadas na Bacia de Taubaté, resultantes de testemunhagem contínua e perfilagem a cabo ao longo do intervalo de folhelhos da Formação Tremembé. A partir disto, obtém-se como resposta um modelo específico para cada litologia, onde cada pico corresponde a uma eletrofácies, permitindo o estabelecimento de alguns padrões ou assinaturas geofísicas para as principais fácies ocorrentes. Como resultado deste trabalho, foi possível correlacionar as eletrofácies entre os poços numa seção modelo, a partir de similaridade lateral das eletrofácies entre os marcos estratigráficos representado, foi possível observar a continuidade de duas sequências de folhelhos betuminoso com alto teores de COT, S, IH, S2, considerados os mais importantes do ponto de vista econômico e gerado um modelo faciológico 2D e 3D dessas camadas. Os resultados obtidos neste trabalho são bastante promissores, apontando para a possibilidade de aplicação desta técnica a outros poços da Bacia de Taubaté, fornecendo subsídios relevantes à determinação da evolução sedimentar.

Arcabouço tectônico do Gráben de Barra de São João, Bacia de Campos Brasil

O Gráben de Barra de São João, situado na região de águas rasas da Bacia de Campos, é parte integrante do Sistema de Riftes do Cenozóico, localizado na região sudeste do Brasil. Este sistema foi formado em um evento que resultou na reativação das principais zonas de cisalhamento do Pré-Cambriano do sudeste do Brasil no Paleoceno. Neste trabalho proponho um novo arcabouço estrutural para o Gráben de Barra de São João baseado na interpretação de dados gravimétricos. Dados magnéticos aéreos, dados gravimétricos, uma linha sísmica 2D e um perfil de densidades de um poço foram utilizados como vínculos na interpretação. Para a estimativa do topo do embasamento foi necessário separar o efeito das fontes profundas no dado gravimétrico (anomalia residual). Com isso, foi realizada uma modelagem 2D direta baseada na interpretação sísmica para estimar as densidades das entidades geológicas da área em questão. Após esta modelagem, foi realizada uma inversão estrutural 3D do dado gravimétrico residual a fim de recuperar a profundidade do topo do embasamento. Este fluxograma de interpretação permitiu a identificação de um complexo arcabouço estrutural com três sistemas de falhas bem definido: Falhas normais de orientação NE-SW, e um sistema de falhas transcorrentes NW-SE e E-W. Estas orientações dividem o gráben em diversos altos e baixos internos. O dado magnético aéreo corrobora esta interpretação. A existência de rochas ultra-densas e fortemente magnéticas no embasamento foram interpretadas como um ofiolito que foi provavelmente intrudido (por obducção) na época do fechamento de um oceano no Proterozóico.

Caracterização de reservatórios não convencionais Shale Gas na Formação Barreirinha Bacia do Amazonas

Os folhelhos pretos devonianos da Formação Barreirinha caracterizamse pela alta radioatividade na porção basal, grande extensão areal, espessura e profundidade de soterramento variável que vão de exposição na superfície até mais de 3000 m. Eles são as principais rochas geradoras do sistema petrolífero convencional da Bacia do Amazonas, e recentemente foram consideradas como promissores plays de gás não convencional. Folhelhos são geralmente caracterizados por uma matriz fechada, que faz com que sejam relativamente impermeáveis em relação ao fluxo de gás, a menos que ocorram fraturas, e dependendo das suas características geológicas e geoquímicas podem funcionar com um Sistema Petrolífero autossuficiente, atuando tanto como rocha fonte, quanto como reservatório de gás (reservatório Shale Gas). Assim, o gás natural termogênico ou biogênico gerado pode ser armazenado em folhelhos ricos em matéria orgânica na forma livre, adsorvida, ou em estado dissolvido. Em contraste com os sistemas petrolíferos convencionais, reservatórios Shale Gas, possuem mecanismos de aprisionamento e armazenamento únicos, sendo necessária a utilização de técnicas de avaliações específicas. No entanto, folhelhos prolíficos geralmente podem ser reconhecidos a partir de alguns parâmetros básicos: arquitetura geológica e sedimentar, propriedades geoquímicas e petrofísicas e composição mineralógica. Tendo em vista a carência de pesquisas de caráter descritivo, com cunho exploratório dos folhelhos geradores da Formação Barreirinha, esta dissertação tem como objetivo introduzir uma metodologia de identificação de intervalos de folhelho gerador com potencial para reservatório Shale Gas. Começando com uma investigação regional sobre o contexto geológico e sedimentar, seguido de uma avaliação abrangente enfocando as características geoquímicas, petrofísicas e litofácies dos folhelhos a partir da integração de parâmetros obtidos de perfis geofísicos de poço, análises geoquímicas e aplicação dos conceitos de Estratigrafia de Sequencia.

Anatomia do Lenho de espécies da subfamília Ixoroideae (Rubiaceae) do Parque Estadual da Ilha Grande, Rio de Janeiro

Os estudos anatômicos do lenho são frequentemente aplicados à solução de questões taxonômicas, filogenéticas e evolutivas, visto que este tecido apresenta uma tendência mais conservadora e, consequentemente, menor plasticidade. Este trabalho tem por objetivo o estudo da estrutura anatômica do lenho de oito espécies arbustiva-arbóreas da subfamília Ixoroideae ocorrente no Parque Estadual da Ilha Grande, Angra dos Reis-RJ, visando contribuir com subsídios à identificação local das espécies e à taxonomia e filogenia da subfamília Ixoroideae e da família Rubiaceae. O estudo foi desenvolvido em um importante remanescente do bioma Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro. O material botânico foi coletado por métodos não destrutivo, as amostras foram processadas segundo técnicas usuais em anatomia da madeira e as análises e descrições seguiram as recomendações da COPANT (1973) e IAWA Commitee (1989). Os resultados demonstraram que as oito espécies estudadas apresentam características qualitativas diagnósticas que permitiram segregar as espécies e construir uma chave de identificação com base na presença ou ausência de inclusões inorgânicas, paredes celulares disjuntivas, células envolventes nos raios e no tipo de parênquima axial. As análises estatísticas realizadas sustentaram o agrupamento das espécies estudadas na subfamília Ixoroideae, porém não foi possível o agrupamento em nível das tribos às quais estas espécies estão subordinadas. Os resultados indicaram ainda a necessidade de reanálise das árvores filogenéticas hipotéticas propostas para subfamília Ixoroideae, com base nos tipos de lenho, de inclusões minerais e de parênquima axial. Cabe ainda destacar que os resultados obtidos corroboraram a importância da anatomia do lenho para a identificação de espécies de difícil reconhecimento na família Rubiaceae. Esses dados são úteis especialmente na ausência de material reprodutivo, o que representa importante aspecto para o gerenciamento e manejo das espécies nativas da Unidade de Conservação onde este estudo foi realizado

Estudo de pressão de poros a partir de dados de poços no Terciário da Bacia de Campos

O trabalho aqui apresentado teve como objetivo, avaliar o método de Eaton (1975) aplicado ao cálculo de pressão de poros das formações rochosas em subsuperfície, utilizando dados de perfis de poços no que diz respeito a porosidade, tais como, o Tempo de Transito da onda compressional, Resistividade, Densidade e Neutrão. Posteriormente foi avaliado o resultado alcançado por esta técnica e confrontado com o dado obtido pelo registro de pressão real da formação, adquirido pela ferramenta de perfilagem MDT. Distribuídos em 6 poços perfurados na porção sul da Bacia de Campos, o intervalo cronoestratigráfico estudado está compreendido no período geológico Terciário, e os registros de pressão real da formação foram adquiridos nos reservatórios turbidíticos da Formação Carapebus (Eoceno). Apesar de existir um mecanismo causador de anomalia de pressão na bacia (Desequilíbrio de Compactação Difícil migração dos fluidos ao longo do tempo geológico) devido ao forte aporte sedimentar sustentado pelo soerguimento da Serra do Mar no Eoceno, os resultados encontrados não apontaram qualquer tipo de alteração nas respostas dos perfis utilizados, onde a referência foi a assinatura do perfil sônico em um trend normal de compactação compreendido por rochas argilosas dentro do intervalo cronoestratigráfico estudado. O presente trabalho atesta que a boa calibração do trend de ompactação normal em rochas argilosas, juntamente com a similaridade entre o resultado obtido pelo cálculo da pressão de poros a partir do perfil sônico, e os valores reais registrados diretamente na formação, pela ferramenta de registro de pressões (MDT), comprovam a aplicabilidade do método de Eaton (1975) para o cálculo de geopressões a partir de um conjunto básico de perfis de poços tais como: Raios Gama, Resistividade, Velocidade Acústica, Densidade e Neutrão

Desenvolvimento de ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada

Esta tese apresentada uma proposta de desenvolvimento de uma ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada que possa ser implantada em sistemas de microtomógrafos convencionais. O estudo concentra-se nas diferentes técnicas de detecção de borda utilizadas em processamento de imagens digitais.Para compreender a viabilidade do desenvolvimento da ferramenta optou-se por utilizar o Matlab 2010a. A ferramenta computacional proposta é capaz de medir objetos circulares e retangulares. As medidas podem ser horizontais ou circulares, podendo ser realizada várias medidas de uma mesma imagem, uma medida de várias imagens ou várias medidas de várias imagens. As técnicas processamento de imagens digitais implementadas são a limiarização global com escolha do threshold manualmente baseado no histograma da imagem ou automaticamente pelo método de Otsu, os filtros de passa-alta no domínio do espaço Sobel, Prewitt, Roberts, LoG e Canny e medida entre os picos mais externos da 1 e 2 derivada da imagem. Os resultados foram validados através de comparação com os resultados de teste realizados pelo Laboratório de Ensaios Mecânicos e Metrologia (LEMec) do Intstituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ e pelo Serviço Nacional da Indústria Nova Friburgo (SENAI/NF). Os resultados obtidos pela ferramenta computacional foram equivalentes aos obtidos com os instrumentos de medição utilizados, demonstrando à viabilidade de utilização da ferramenta computacional a metrologia.

Temporal trends (2000–2011) and influences on fishery-independent catch rates for loggerhead sea turtles (Caretta caretta) at an important coastal foraging region in the southeastern United States

Seasonal trawling was conducted randomly in coastal (depths of 4.6–17 m) waters from St. Augustine, Florida, (29.9°N) to Winyah Bay, South Carolina (33.1°N), during 2000–03, 2008–09, and 2011 to assess annual trends in the relative abundance of sea turtles. A total of 1262 loggerhead sea turtles (Caretta caretta) were captured in 23% (951) of 4207 sampling events. Capture rates (overall and among prevalent 5-cm size classes) were analyzed through the use of a generalized linear model with log link function for the 4097 events that had complete observations for all 25 model parameters. Final models explained 6.6% (70.1–75.0 cm minimum straight-line carapace length [SCLmin]) to 14.9% (75.1–80.0 cm SCLmin) of deviance in the data set. Sampling year, geographic subregion, and distance from shore were retained as significant terms in all final models, and these terms collectively accounted for 6.2% of overall model deviance (range: 4.5–11.7% of variance among 5-cm size classes). We retained 18 parameters only in a subset of final models: 4 as exclusively significant terms, 5 as a mixture of significant or nonsignificant terms, and 9 as exclusively nonsignificant terms. Four parameters also were dropped completely from all final models. The generalized linear model proved appropriate for monitoring trends for this data set that was laden with zero values for catches and was compiled for a globally protected species. Because we could not account for much model deviance, metrics other than those examined in our study may better explain catch variability and, once elucidated, their inclusion in the generalized linear model should improve model fits.

Drought frequency analysis for California from observed, synthetic, and proxy data

Drought frequency analysis can be performed with statistical techniques developed for determining recurrence intervals for extreme precipitation and flood events (Linsley et al 1992). The drought analysis method discussed in this paper uses the log-Pearson Type III distribution, which has been widely used in flood frequency research. Some of the difficulties encountered when using this distribution for drought analysis are investigated.

A stochastic model of temporal variations in monthly temperature, precipitation, snowfall, and resulting snowpack

We report a Monte Carlo representation of the long-term inter-annual variability of monthly snowfall on a detailed (1 km) grid of points throughout the southwest. An extension of the local climate model of the southwestern United States (Stamm and Craig 1992) provides spatially based estimates of mean and variance of monthly temperature and precipitation. The mean is the expected value from a canonical regression using independent variables that represent controls on climate in this area, including orography. Variance is computed as the standard error of the prediction and provides site-specific measures of (1) natural sources of variation and (2) errors due to limitations of the data and poor distribution of climate stations. Simulation of monthly temperature and precipitation over a sequence of years is achieved by drawing from a bivariate normal distribution. The conditional expectation of precipitation. given temperature in each month, is the basis of a numerical integration of the normal probability distribution of log precipitation below a threshold temperature (3°C) to determine snowfall as a percent of total precipitation. Snowfall predictions are tested at stations for which long-term records are available. At Donner Memorial State Park (elevation 1811 meters) a 34-year simulation - matching the length of instrumental record - is within 15 percent of observed for mean annual snowfall. We also compute resulting snowpack using a variation of the model of Martinec et al. (1983). This allows additional tests by examining spatial patterns of predicted snowfall and snowpack and their hydrologic implications.

Small-boat surveys for coastal dolphins: line-transect surveys of Hector’s dolphins (Cephalorhynchus hectori)

Management of coastal species of small cetaceans is often impeded by a lack of robust estimates of their abundance. In the Austral summers of 1997−98, 1998−99, and 1999−2000 we conducted line-transect surveys of Hector’s dolphin (Cephalorhynchus hectori) abundance off the north, east, and south coasts of the South Island of New Zealand. Survey methods were modified for the use of a 15-m sailing catamaran, which was equipped with a collapsible sighting platform giving observers an eye-height of 6 m. Eighty-six percent of 2061 km of survey effort was allocated to inshore waters (4 nautical miles [nmi] or 7.4 km from shore), and the remainder to offshore waters (4−10 nmi or 7.4–18.5 km from shore). Transects were placed at 45° to the shore and spaced apart by 1, 2, 4, or 8 nmi according to pre-existing data on dolphin density. Survey effort within strata was uniform. Detection functions for sheltered waters and open coasts were fitted separately for each survey. The effect of attraction of dolphins to the survey vessel and the fraction of dolphins missed on the trackline were assessed with simultaneous boat and helicopter surveys in January 1999. Hector’s dolphin abundance in the coastal zone to 4 nmi offshore was calculated at 1880 individuals (CV=15.7%, log-normal 95% CI=1384−2554). These surveys are the first line-transect surveys for cetaceans in New Zealand’s coastal waters.

Temporal changes in population density, fecundity, and egg size of the Hawaiian spiny lobster (Panulirus marginatus) at Necker Bank, Northwestern Hawaiian Islands

Fecundity (F, number of brooded eggs) and egg size were estimated for Hawaiian spiny lobster (Panulirus marginatus) at Necker Bank, North-western Hawaiian Islands (NWHI), in June 1999, and compared with previous (1978–81, 1991) estimates. Fecundity in 1999 was best described by the power equations F = 7.995 CL 2.4017, where CL is carapace length in mm (r2=0.900), and F = 5.174 TW 2.758, where TW is tail width in mm (r2=0.889) (both n=40; P< 0.001). Based on a log-linear model ANCOVA, size-specific fecundity in 1999 was 18% greater than in 1991, which in turn was 16% greater than during 1978–81. The additional increase in size-specific fecundity observed in 1999 is interpreted as evidence for further compensatory response to decreased lobster densities and increased per capita food resources that have resulted either from natural cyclic declines in productivity, high levels of harvest by the commercial lobster trap fishery, or both.

A general framework for integrating environmental time series into stock assessment models: model description, simulation testing, and example

We present a method to integrate environmental time series into stock assessment models and to test the significance of correlations between population processes and the environmental time series. Parameters that relate the environmental time series to population processes are included in the stock assessment model, and likelihood ratio tests are used to determine if the parameters improve the fit to the data significantly. Two approaches are considered to integrate the environmental relationship. In the environmental model, the population dynamics process (e.g. recruitment) is proportional to the environmental variable, whereas in the environmental model with process error it is proportional to the environmental variable, but the model allows an additional temporal variation (process error) constrained by a log-normal distribution. The methods are tested by using simulation analysis and compared to the traditional method of correlating model estimates with environmental variables outside the estimation procedure. In the traditional method, the estimates of recruitment were provided by a model that allowed the recruitment only to have a temporal variation constrained by a log-normal distribution. We illustrate the methods by applying them to test the statistical significance of the correlation between sea-surface temperature (SST) and recruitment to the snapper (Pagrus auratus) stock in the Hauraki Gulf–Bay of Plenty, New Zealand. Simulation analyses indicated that the integrated approach with additional process error is superior to the traditional method of correlating model estimates with environmental variables outside the estimation procedure. The results suggest that, for the snapper stock, recruitment is positively correlated with SST at the time of spawning.

Bycatch in the tuna purse-seine fisheries of the western Indian Ocean

Bycatch taken by the tuna purse-seine fishery from the Indian Ocean pelagic ecosystem was estimated from data collected by scientific observers aboard Soviet purse seiners in the western Indian Ocean (WIO) during 1986–92. A total of 494 sets on free-swimming schools, whale-shark-associated schools, whale-associated schools, and log-associated schools were analyzed. More than 40 fish species and other marine animals were recorded. Among them only two species, yellow-fin and skipjack tunas, were target species. Average levels of bycatch were 0.518 metric tons (t) per set, and 27.1 t per 1000 t of target species. The total annual purse-seine catch of yellowfin and skipjack tunas by principal fishing nations in the WIO during 1985–94 was 118,000–277,000 t. Nonrecorded annual bycatch for this period was estimated at 944–2270 t of pelagic oceanic sharks, 720–1877 t of rainbow runners, 705–1836 t of dolphinfishes, 507–1322 t of triggerfishes, 113–294 t of wahoo, 104–251 t of billfishes, 53–112 t of mobulas and mantas, 35–89 t of mackerel scad, 9–24 t of barracudas, and 67–174 t of other fishes. In addition, turtle bycatch and whale mortalities may have occurred. Because the bycatches were not recorded by some purse-seine vessels, it was not possible to assess the full impact of the fisheries on the pelagic ecosystem of the Indian Ocean. The first step to solving this problem is for the Indian Ocean Tuna Commission to establish a pro-gram in which scientific observers are placed on board tuna purse-seine and longline vessels fishing in the WIO.

The measurement error in marine survey catches: the bottom trawl case

We have formulated a model for analyzing the measurement error in marine survey abundance estimates by using data from parallel surveys (trawl haul or acoustic measurement). The measurement error is defined as the component of the variability that cannot be explained by covariates such as temperature, depth, bottom type, etc. The method presented is general, but we concentrate on bottom trawl catches of cod (Gadus morhua). Catches of cod from 10 parallel trawling experiments in the Barents Sea with a total of 130 paired hauls were used to estimate the measurement error in trawl hauls. Based on the experimental data, the measurement error is fairly constant in size on the logarithmic scale and is independent of location, time, and fish density. Compared with the total variability of the winter and autumn surveys in the Barents Sea, the measurement error is small (approximately 2–5%, on the log scale, in terms of variance of catch per towed distance). Thus, the cod catch rate is a fairly precise measure of fish density at a given site at a given time.

An evaluation of back-calculation methodology using simulated otolith data

I simulated somatic growth and accompanying otolith growth using an individual-based bioenergetics model in order to examine the performance of several back-calculation methods. Four shapes of otolith radius-total length relations (OR-TL) were simulated. Ten different back-calculation equations, two different regression models of radius length, and two schemes of annulus selection were examined for a total of 20 different methods to estimate size at age from simulated data sets of length and annulus measurements. The accuracy of each of the twenty methods was evaluated by comparing the back-calculated length-at-age and the true length-at-age. The best back-calculation technique was directly related to how well the OR-TL model fitted. When the OR-TL was sigmoid shaped and all annuli were used, employing a least squares linear regression coupled with a log-transformed Lee back-calculation equation (y-intercept corrected) resulted in the least error; when only the last annulus was used, employing a direct proportionality back-calculation equation resulted in the least error. When the OR-TL was linear, employing a functional regression coupled with the Lee back-calculation equation resulted in the least error when all annuli were used, and also when only the last annulus was used. If the OR-TL was exponentially shaped, direct substitution into the fitted quadratic equation resulted in the least error when all annuli were used, and when only the last annulus was used. Finally, an asymptotically shaped OR-TL was best modeled by the individually corrected Weibull cumulative distribution function when all annuli were used, and when only the last annulus was used.