Estimativa da profundidade do embasamento na bacia potiguar usando inversão gravimétrica

The gravity inversion method is a mathematic process that can be used to estimate the basement relief of a sedimentary basin. However, the inverse problem in potential-field methods has neither a unique nor a stable solution, so additional information (other than gravity measurements) must be supplied by the interpreter to transform this problem into a well-posed one. This dissertation presents the application of a gravity inversion method to estimate the basement relief of the onshore Potiguar Basin. The density contrast between sediments and basament is assumed to be known and constant. The proposed methodology consists of discretizing the sedimentary layer into a grid of rectangular juxtaposed prisms whose thicknesses correspond to the depth to basement which is the parameter to be estimated. To stabilize the inversion I introduce constraints in accordance with the known geologic information. The method minimizes an objective function of the model that requires not only the model to be smooth and close to the seismic-derived model, which is used as a reference model, but also to honor well-log constraints. The latter are introduced through the use of logarithmic barrier terms in the objective function. The inversion process was applied in order to simulate different phases during the exploration development of a basin. The methodology consisted in applying the gravity inversion in distinct scenarios: the first one used only gravity data and a plain reference model; the second scenario was divided in two cases, we incorporated either borehole logs information or seismic model into the process. Finally I incorporated the basement depth generated by seismic interpretation into the inversion as a reference model and imposed depth constraint from boreholes using the primal logarithmic barrier method. As a result, the estimation of the basement relief in every scenario has satisfactorily reproduced the basin framework, and the incorporation of the constraints led to improve depth basement definition. The joint use of surface gravity data, seismic imaging and borehole logging information makes the process more robust and allows an improvement in the estimate, providing a result closer to the actual basement relief. In addition, I would like to remark that the result obtained in the first scenario already has provided a very coherent basement relief when compared to the known basin framework. This is significant information, when comparing the differences in the costs and environment impact related to gravimetric and seismic surveys and also the well drillings

Mapeamento do relevo do embasamento de bacias sedimentares através da inversão gravimétrica vinculada

Apresentamos três novos métodos estáveis de inversão gravimétrica para estimar o relevo de uma interface arbitrária separando dois meios. Para a garantia da estabilidade da solução, introduzimos informações a priori sobre a interface a ser mapeada, através da minimização de um (ou mais) funcional estabilizante. Portanto, estes três métodos se diferenciam pelos tipos de informação físico-geológica incorporados. No primeiro método, denominado suavidade global, as profundidades da interface são estimadas em pontos discretos, presumindo-se o conhecimento a priori sobre o contraste de densidade entre os meios. Para a estabilização do problema inverso introduzimos dois vínculos: (a) proximidade entre as profundidades estimadas e verdadeiras da interface em alguns pontos fornecidas por furos de sondagem; e (b) proximidade entre as profundidades estimadas em pontos adjacentes. A combinação destes dois vínculos impõe uma suavidade uniforme a toda interface estimada, minimizando, simultaneamente em alguns pontos, os desajustes entre as profundidades conhecidas pelas sondagens e as estimadas nos mesmos pontos. O segundo método, denominado suavidade ponderada, estima as profundidades da interface em pontos discretos, admitindo o conhecimento a priori do contraste de densidade. Neste método, incorpora-se a informação geológica que a interface é suave, exceto em regiões de descontinuidades produzidas por falhas, ou seja, a interface é predominantemente suave porém localmente descontínua. Para a incorporação desta informação, desenvolvemos um processo iterativo em que três tipos de vínculos são impostos aos parâmetros: (a) ponderação da proximidade entre as profundidades estimadas em pontos adjacentes; (b) limites inferior e superior para as profundidades; e (c) proximidade entre todas as profundidades estimadas e um valor numérico conhecido. Inicializando com a solução estimada pelo método da suavidade global, este segundo método, iterativamente, acentua as feições geométricas presentes na solução inicial; ou seja, regiões suaves da interface tendem a tornar-se mais suaves e regiões abruptas tendem a tornar-se mais abruptas. Para tanto, este método atribui diferentes pesos ao vínculo de proximidade entre as profundidades adjacentes. Estes pesos são automaticamente atualizados de modo a acentuar as descontinuidades sutilmente detectadas pela solução da suavidade global. Os vínculos (b) e (c) são usados para compensar a perda da estabilidade, devida à introdução de pesos próximos a zero em alguns dos vínculos de proximidade entre parâmetros adjacentes, e incorporar a informação a priori que a região mais profunda da interface apresenta-se plana e horizontal. O vínculo (b) impõe, de modo estrito, que qualquer profundidade estimada é não negativa e menor que o valor de máxima profundidade da interface conhecido a priori; o vínculo (c) impõe que todas as profundidades estimadas são próximas a um valor que deliberadamente viola a profundidade máxima da interface. O compromisso entre os vínculos conflitantes (b) e (c) resulta na tendenciosidade da solução final em acentuar descontinuidades verticais e apresentar uma estimativa suave e achatada da região mais profunda. O terceiro método, denominado mínimo momento de inércia, estima os contrastes de densidade de uma região da subsuperfície discretizada em volumes elementares prismáticos. Este método incorpora a informação geológica que a interface a ser mapeada delimita uma fonte anômala que apresenta dimensões horizontais maiores que sua maior dimensão vertical, com bordas mergulhando verticalmente ou em direção ao centro de massa e que toda a massa (ou deficiência de massa) anômala está concentrada, de modo compacto, em torno de um nível de referência. Conceitualmente, estas informações são introduzidas pela minimização do momento de inércia das fontes em relação ao nível de referência conhecido a priori. Esta minimização é efetuada em um subespaço de parâmetros consistindo de fontes compactas e apresentando bordas mergulhando verticalmente ou em direção ao centro de massa. Efetivamente, estas informações são introduzidas através de um processo iterativo inicializando com uma solução cujo momento de inércia é próximo a zero, acrescentando, em cada iteração, uma contribuição com mínimo momento de inércia em relação ao nível de referência, de modo que a nova estimativa obedeça a limites mínimo e máximo do contraste de densidade, e minimize, simultaneamente, os desajustes entre os dados gravimétricos observados e ajustados. Adicionalmente, o processo iterativo tende a "congelar" as estimativas em um dos limites (mínimo ou máximo). O resultado final é uma fonte anômala compactada em torno do nível de referência cuja distribuição de constraste de densidade tende ao limite superior (em valor absoluto) estabelecido a priori. Estes três métodos foram aplicados a dados sintéticos e reais produzidos pelo relevo do embasamento de bacias sedimentares. A suavidade global produziu uma boa reconstrução do arcabouço de bacias que violam a condição de suavidade, tanto em dados sintéticos como em dados da Bacia do Recôncavo. Este método, apresenta a menor resolução quando comparado com os outros dois métodos. A suavidade ponderada produziu uma melhoria na resolução de relevos de embasamentos que apresentam falhamentos com grandes rejeitos e altos ângulos de mergulho, indicando uma grande potencialidade na interpretação do arcabouço de bacias extensionais, como mostramos em testes com dados sintéticos e dados do Steptoe Valley, Nevada, EUA, e da Bacia do Recôncavo. No método do mínimo momento de inércia, tomou-se como nível de referência o nível médio do terreno. As aplicações a dados sintéticos e às anomalias Bouguer do Graben de San Jacinto, California, EUA, e da Bacia do Recôncavo mostraram que, em comparação com os métodos da suavidade global e ponderada, este método estima com excelente resolução falhamentos com pequenos rejeitos sem impor a restrição da interface apresentar poucas descontinuidades locais, como no método da suavidade ponderada.

Inversão gravimétrica estável do relevo do embasamento e da variação da densidade com a profundidade em bacias sedimentares

O presente método postula uma variação hiperbólica para o contraste de densidade de uma bacia sedimentar em função da profundidade, e tem dois objetivos: (1) delinear o relevo do embasamento de uma bacia, conhecendo-se a anomalia gravimétrica, o contraste de densidade na superfície da bacia e o fator de decaimento do contraste de densidade com a profundidade; (2) estimar, além do relevo, o valor do contraste de densidade na superfície de uma bacia sedimentar e o fator de decaimento do contraste de densidade com a profundidade, sendo fornecida a anomalia gravimétrica e a profundidade do embasamento em alguns pontos da bacia. Nos dois casos o modelo interpretativo é um conjunto de prismas retangulares verticais justapostos, cujas espessuras, que são parâmetros a serem estimados, representam a profundidade da interface de separação entre os sedimentos e o embasamento. As soluções obtidas nos dois problemas acima formulados são estáveis devido à incorporação de informações adicionais sobre a suavidade do relevo estimado, e o conhecimento da profundidade do relevo do embasamento em alguns pontos, fornecido por furos de sondagem. O método foi testado em anomalias gravimétricas sintéticas produzidas pela simulação de bacias sedimentares com relevos suaves. Os resultados mostraram relevos com boa resolução e valores estimados do contraste de densidade na superfície da bacia e do fator de decaimento do contraste de densidade com a profundidade, próximos aos verdadeiros, indicando dessa maneira o potencial do método em interpretações gravimétricas de bacias sedimentares. O método foi aplicado à anomalia Bouguer da Bacia do Recôncavo, Brasil, delineando um relevo com um valor para a profundidade máxima de cerca de 6 km, semelhante ao estimado em interpretações sísmicas. As estimativas para o contraste de densidade na superfície da Bacia e o fator de decaimento com a profundidade foram -0,30 g/cm³ e 30 km, respectivamente, produzindo uma estimativa para a compactação máxima dos sedimentos da ordem de 4%.

Inversão gravimétrica rápida do relevo do embasamento aplicando o funcional da variação total

Apresentamos um novo método de inversão linear bidimensional de dados gravimétricos produzidos por bacias sedimentares com relevo do embasamento descontínuo. O método desenvolvido utiliza um modelo interpretativo formado por um conjunto de fitas horizontais bidimensionais justapostas cujas espessuras são os parâmetros a serem estimados. O contraste de densidade entre o embasamento e os sedimentos é presumido constante e conhecido. As estimativas das espessuras foram estabilizadas com o funcional da Variação Total (VT) que permite soluções apresentando descontinuidades locais no relevo do embasamento. As estimativas do relevo são obtidas através da resolução de um sistema de equações lineares, resolvido na norma L₁. Como métodos lineares subestimam as estimativas de profundidade do embasamento de bacias maiores que cerca de 500 m, amplificamos as estimativas de profundidade através da modificação da matriz associada ao modelo interpretativo de fitas. As estimativas obtidas através deste procedimento são em geral ligeiramente superestimadas. Desse modo, elas são corrigidas através de uma correção definida pela expressão da placa Bouguer. Testes em dados sintéticos e reais produziram resultados comparáveis aos produzidos pelo método não linear, mas exigiram menor tempo computacional. A razão R entre os tempos exigidos pelo método não linear e o método proposto cresce com o número de observações e parâmetros. Por exemplo, para 60 observações e 60 parâmetros, R é igual a 4, enquanto para 2500 observações e 2500 parâmetros R cresce para 16,8. O método proposto e o método de inversão não linear foram aplicados também em dados reais do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos, e da ponte do POEMA, no Campus do Guamá em Belém, produzindo soluções similares às obtidas com o método não linear exigindo menor tempo computacional.

Inversão gravimétrica do relevo do embasamento usando regularização entrópica

Apresentamos um novo método de inversão gravimétrica para estimar o relevo descontínuo do embasamento de bacias sedimentares, cujos pacotes sedimentares podem ter contraste de densidade constante ou variando hiperbolicamente com a profundidade. O método combina a maximização da medida de entropia de ordem zero e a minimização da medida de entropia de primeira ordem do vetor de soluções (profundidades do embasamento). O modelointerpretativo consiste de um conjunto de primas retangulares verticais justapostos, com o contraste de densidade conhecido, cujas espessuras representam as profundidades do embasamento e são os parâmetros a serem determinados. A minimização da entropia de ordem um favorece soluções apresentando descontinuidades abruptas e a maximização da entropia de ordem zero é empregada apenas para evitar sua minimização excessiva. O método foi aplicado a dados sintéticos simulando: (i) bacias intracratônicas com o relevo do embasamento suave ou apresentando descontinuidades abruptas localizadas e (ii) bacias marginais falhadas. No caso de embasamento suave, a comparação dos resultados com aqueles obtidos através da suavidade global e da suavidade ponderada mostrou que ambos os métodos delinearam o embasamento. No caso de embasamentos falhados, seja em bacias intracratônicas ou marginais, as soluções obtidas com a regularização entrópica e a suavidade ponderada foram equivalentes, delineando o embasamento e as descontinuidades, o que não ocorreu com a suavidade global. A regularização entrópica, no entanto, não requereu informação a priori sobre a profundidade, diferentemente da suavidade ponderada. Tanto o método proposto como os métodos das suavidades global e ponderada foram aplicadas a quatro conjuntos de dados reais. O primeiro é proveniente da Ponte do Poema que está localizada no campus da Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, permitiu certificar a aplicabilidade prática do método, uma vez que o relevo abaixo da ponte é acessível. O segundo, da porção norte do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos. As soluções obtidas com a regularização entrópica e com a suavidade ponderada mostram um embasamento apresentando diversas descontinuidades verticais, o que não aconteceu com a suavidade global. O terceiro conjunto provém do graben de San Jacinto, situado na Califórnia, Estados Unidos, que levou a soluções em que o graben é assimétrico e apenas a suavidade ponderada apresentou solução com fundo achatado. O quarto conjunto de dados é oriundo do graben do Büyük Menderes, localizado na Turquia ocidental. As soluções do método proposto e da suavidade ponderada apresentaram grandes deslocamentos verticais, confirmados pela geologia, o que não aconteceu com a suavidade global.

Orientação e magnitude de tensões na bacia potiguar: implicações para evolução de bacias em margens passivas

This study presents new stress orientations and magnitudes from the Potiguar basin in the continental margin of Brazil. We analyzed breakout and drilled induced fractures derived from resistivity image logs run in ten oil wells. We also used direct Shmin measurements determined from hydraulic fractures and rock strength laboratory analysis. In addition, we compared these results with 19 earthquake focal mechanisms located in the crystalline basement. We observed that stress directions and magnitudes change across the basin and its basement. In the basin, the SHmax gradient of 20.0 MPa/km and the SHmax/Shmin ratio of 1.154 indicate a normal stress regime from 0.5 to 2.0 km, whereas the SHmax gradient of 24.5MPa/km and the SHmax/Shmin ratio of 1.396 indicate a strike slip stress regime from 2.5 to 4.0 km. The deeper strike-slip stress regime in the basin is similar to the regime in the basement at 1-12 km deep. This stress regime transition is consistent with an incipient tectonic inversion process in the basin. We also noted that the SHmax direction rotates from NW SE in the western part of the Potiguar basin to E W in its central and eastern part, following roughly the shoreline geometry. It indicates that local factors, as density contrast between continental and oceanic crust and sediment loading at the continental shelf influence the stress field. The concentration of fluid pressure in faults of the lowpermeability crystalline basement and its implications to establish a critically stressed fault regime in the basement is also discussed

Litoestratigrafia e deformação cenzóica na região de Icapuí, Ceará, e implicações para a estruturação de campos de petróleo na borda ocidental da bacia Potiguar(NE do Brasil)

This thesis deals with the sedimentological/stratigraphic and structural evolution of the sedimentary rocks that occur in the NW continental border of the Potiguar Basin. These rocks are well exposed along coastal cliffs between the localities of Lagoa do Mato and Icapuí, Ceará State (NE Brazil). The sedimentological/stratigraphic study involved, at the outcrop scale, detailed facies descriptions, profile mapping of the vertical succession of different beds, and columnar sections displaying inferred lateral relationships. The approach was complemented by granulometric and petrographic analyses, including the characterization of heavy mineral assemblages. The data set allowed to recognize two kinds of lithological units, a carbonate one of very restricted occurrence at the base of the cliffs, and three younger, distinct siliciclastic units, that predominate along the cliffs, in vertical and lateral extent. The carbonate rocks were correlated to the late Cretaceous Jandaíra Formation, which is covered by the siliciclastic Barreiras Formation. The Barreiras Formation occurs in two distinct structural settings, the usual one with nondeformed, subhorizontal strata, or as tilted beds, affected by strong deformation. Two lithofacies were recognized, vertically arranged or in fault contacts. The lower facies is characterized by silty-argillaceous sandstones with low-angle cross bedding; the upper facies comprises medium to coarse grained sandstones, with conglomeratic layers. The Tibau Formation (medium to coarse-grained sandstones with argillite intercalations) occurs at the NW side of the studied area, laterally interlayered with the Barreiras Formation. Eolic sediments correlated to the Potengi Formation overly the former units, either displaying an angular unconformity, or simply an erosional contact (stratigraphic unconformity). Outstanding structural features, identified in the Barreiras Formation, led to characterize a neocenozoic stress field, which generated faults and folds and/or reactivated older structures in the subjacent late cretaceous (to paleogene, in the offshore basin) section. The structures recognized in the Barreiras Formation comprise two distinct assemblages, namely a main extensional deformation between the localities of Ponta Grossa and Redonda, and a contractional style (succeeded by oblique extensional structures) at Vila Nova. In the first case, the structural assemblage is dominated by N-S (N±20°Az) steep to gently-dipping extensional faults, displaying a domino-style or listric geometry with associated roll-over structures. This deformation pattern is explained by an E-W/WNW extension, contemporaneous with deposition of the upper facies of the Barreiras Formation, during the time interval Miocene to Pleistocene. Strong rotation of blocks and faults generated low-angle distensional faults and, locally, subvertical bedding, allowing to estimate very high strain states, with extension estimates varying between 40% up to 200%. Numerous detachment zones, parallel to bedding, help to acommodate this intense deformation. The detachment surfaces and a large number of faults display mesoscopic features analoguous to the ones of ductile shear zones, with development of S-C fabrics, shear bands, sigmoidal clasts and others, pointing to a hydroplastic deformation regime in these cases. Local occurrences of the Jandaíra limestone are controled by extensional faults that exhume the pre-Barreiras section, including an earlier event with N-S extension. Finally, WNWtrending extensional shear zones and faults are compatible with the Holocene stress field along the present continental margin. In the Vila Nova region, close to Icapuí, gentle normal folds with fold hinges shallowly pluging to SSW affect the lower facies of the Barreiras Formation, displaying an incipient dissolution cleavage associated with an extension lineation at high rake (a S>L fabric). Deposition of the upper facies siliciclastics is controlled by pull-apart graben structures, bordered by N-NE-trending sinistral-normal shear zones and faults, characterizing an structural inversion. Microstructures are compatible with tectonic deformation of the sedimentary pile, burried at shallow depths. The observed features point to high pore fluid pressures during deformation of the sediments, producing hydroplastic structures through mechanisms of granular flow. Such structures are overprinted by microfractures and microfaults (an essentially brittle regime), tracking the change to microfracturing and frictional shear mechanisms accompanying progressive dewatering and sediment lithification. Correlation of the structures observed at the surface with those present at depth was tested through geophysical data (Ground Penetrating Radar, seismics and a magnetic map). EW and NE-trending lineaments are observed in the magnetic map. The seismic sections display several examples of positive flower structures which affect the base of the cretaceous sediments; at higher stratigraphic levels, normal components/slips are compatible with the negative structural inversion characterized at the surface. Such correlations assisted in proposing a structural model compatible with the regional tectonic framework. The strong neogenepleistocene deformation is necessarily propagated in the subsurface, affecting the late cretaceous section (Açu and Jandaíra formations), wich host the hydrocarbon reservoirs in this portion of the Potiguar Basin. The proposed structural model is related to the dextral transcurrent/transform deformation along the Equatorial Margin, associated with transpressive terminations of E-W fault zones, or at their intersections with NE-trending lineaments, such as the Ponta Grossa-Fazenda Belém one (the LPGFB, itself controlled by a Brasiliano-age strike-slip shear zone). In a first step (and possibly during the late Cretaceous to Paleogene), this lineament was activated under a sinistral transpressional regime (antithetic to the main dextral deformation in the E-W zones), giving way to the folds in the lower facies of the Barreiras Formation, as well as the positive flower structures mapped through the seismic sections, at depth. This stage was succeeded (or was penecontemporaneous) by the extensional structures related to a (also sinistral) transtensional movement stage, associated to volcanism (Macau, Messejana) and thermal doming processes during the Neogene-Pleistocene time interval. This structural model has direct implications to hydrocarbon exploration and exploitation activities at this sector of the Potiguar Basin and its offshore continuation. The structure of the reservoirs at depth (Açu Formation sandstones of the post-rift section) may be controlled (or at least, strongly influenced) by the deformation geometry and kinematics characterized at the surface. In addition, the deformation event recognized in the Barreiras Formation has an age close to the one postulated for the oil maturation and migration in the basin, between the Oligocene to the Miocene. In this way, the described structural cenario represents a valid model to understand the conditions of hydrocarbon transport and acummulation through space openings, trap formation and destruction. This model is potentially applicable to the NW region of the Potiguar Basin and other sectors with a similar structural setting, along the brazilian Equatorial Atlantic Margin

Argilominerais e ostracodes da Formação Alagamar (cretáceo inferior), Bacia Potiguar, NE - Brasil : paleoambiente e indicadores térmicos

A Fonnação Alagamar corresponde ao estágio transicional na evolução tectono-sedimentar da bacia Potiguar, representada inicialmente por um ambiente tlúvio-deltaico passando a lagunar restrito com indícios de intluência marinha. Os resultados obtidos nas análises por DRX, a partir das frações> 2 11me < 211m, demonstram variações na composição mineralógica ao longo das perfurações analisadas. A principal característica é a forte contribuição de minerais detríticos na fração >2 I-lme a predominância de argilominerais na fração <2 I-lmrepresentados por esmectita, ilita, caulinita, clorita, sepiolita e interestratificados de ilitalesmectita (IIE) e cloritalesmectita (CIE). As carapaças de ostracodes identificadas correspondem a espécies nãomarinhas de três famílias mais comuns no Cretáceo: Cyprididae, Limnocytheridae e Darwinulidae. A avaliação estatística da composição ontogenética das espécies fósseis, tomou-se útil neste trabalho para estimar os níveis de energia do paleoambiente deposicional. As associações de argilominerais e ostracodes, caracterizadas ao longo dos cilindros de sondagens estudados na Fonnação Alagamar, sugerem a variação dos ambientes deposicionais a partir de um ambiente lacustre e de clima árido. Ainda a passagem por uma fase transgressiva com o aumento da salinidade, condições de fundo redutoras e margens subaquosas, ocasionam exposições subaéreas intennitentes, culminandono topo com um período mais úmido e condições de águas salinas O rico conteúdo em esmectita assemelha os depósitos da Fonnação Alagamar aos depósitos neoaptianos, os quais estão associados a condições climáticas com tendência à aridez. Sugere, ainda, morfologia pouco acidentada e drenagem reduzida ao redor de um paleolago restrito, o que favorece o desenvolvimento de solos do tipo vertissolo, fonte principal da esmectita da área. Os teores baixos de ilita e caulinita são, em grande parte, do resultado de erosão reduzida, atribuído ao relevo pouco acidentado da área. A associação dos argilominerais ilita, esmectita e interestratificados não ordenados indica condições rasas de soterramento e baixas temperaturas de diagênese nas amostras da base da perfuração RN6, alto de Macau. Ainda, a coloração apresentada pelas carapaças de ostracodes, entre o amarelo-laranja muito claro (2,5 Y 8/4) e amarelo amarronado(10 YR 6/6), sugerem níveis imaturos quanto à maturação da matéria orgânica. Na perfuração RN9, próxima a falha de Ubarana, condições de maturação da matéria orgânica são indicadas pelas cores cinza muito preto (5 Y 3/1) a preto (5 Y 2,5/1) apresentadas pelas carapaças de Candona sp.1, originalmente de cor branca (5 YR S/1 aiO YR 8/1). As intensidades e a fonna dos picos da ilita e da caulinita, a ausência de interestratificados e de argilominerais expansivos indicam condições de diagênese mais intensas que na perfuraçãoRN6. Associações de argilominerais identificadas em análises de difração de raios-X e mudanças na coloração das carapaças de ostracodes sugerem a utilização destes constituintes como indicadores ténnicos (geotennômetros) da maturação da matéria orgânica presente em rochas geradoras de hidrocarbonetos. Palavras chaves: Fonnação Alagamar, argilominerais, ostracodes, geotermômetros, bacia Potiguar.

Estudo geológico e geofísico da falha de carnaubais, Bacia Potiguar-RN, e implicações neotectônicas

The segment of Carnaubais Fault located in the southeasthern portion of Guamaré Graben (Potiguar Basin) was studied. Several structures were detected and some of them strongly suggest that the last movements in Carnaubais Fault are of Neotectonic age. The study comprises an integrated interpretation of geologic, geomorphologic and geophysical data (gravimetry, magnetometry, resistivity, and self potential methods). According to the size of the studied areas, two approaches were used in this research. The first approach is of a regional nature and was conducted in an area, hereafter named Regional Area, having approximately 6,000 km2 and localized in the northern portion of Rio Grande do Norte state, around Macau city. The second approach comprises detailled studies of two small areas inside the Regional Area: the Camurupim and São Bento areas. Gravimetric and topographic data were used in the Regional Area. A separation into regional and residual components were conducted both on gravimetric and topographic data. The interpretation of the residual component of the gravimetric data allows a precise mapping of the borders of the Guamaré Graben. The regional component features of the topographic data are controlled by the pair of conjugate faults composed by the Carnaubais Fault (NE direction) and the Afonso Bezerra Fault (NW direction). On the other hand, the residual component of the topographic data shows that river valleis of NW direction are sharply interrupted where they intersect Carnaubais Fault. This fact is interpreted as an evidency that the last significant moviments occured in the Carnaubais Fault. Geologic, geomorphologic and geophysical data (magnetometry, resistivity, and self potential methods) were used in the Camurupim Area. The geologic mapping allows to identify five lithophacies unities. The first two unities (from base to top) were interpreted as composing a marine (or transitional) depositional sequency while the other were interpreted is composing a continental depositional sequence. The two sequences are clearly separated of an erosional discordance. The unities grouped in the marine sequence are composed by calcarenites (Unity A) and mudstones (Unity B). Unity A was deposited in a shalow plataform while Unity B, in a tidal flat. The unities grouped in the continental sequence are composed of conglomerate (Unity C) and sandstones (Unities D and E). Unities C and D are fluvial deposits while unity E is an eolian deposit. Unities A and B can be stratigraphycally correlated with Guamaré Formation. Unities C and D present three possible correlations. They may be correlated with Tibau Formation; or with Barreiras Formation; or with a clastic sediment deposit, commonly found in some rivers of Rio Grande do Norte state, and statigraphycally positioned above Barreiras Formation. Based on the decrease of the grain sizes from base to top both on unities C and D, it is proposed that these unities are correlated with the clastic sediment above mentioned. In this case, these unities would have, at least, Pleistocenic age. Finally, it is proposed that Unity E represent an eolian deposit that sufferred recent changes (at least in the Quaternary). The integrated interpretation of hydrographic, morphologic and geophysical data from Camurupim Area shows that Carnaubais Fault is locally composed by a system of several paralel subvertical faults. The fault presenting the larger vertical slip controls the valley of Camurupim river and separates the area in two blocks; in the nothern block the top of the Jandaira limestone is deeper than in the southern block. In addition, at least one of the faults in the northern block is cutting the whole sedimentary section. Because unities C , D, and/or E may be of Quaternary age, tectonic moviments possibly occured in Carnaubais Fault during this period. Detailled geologic mapping were conducted in beachrocks found in São Bento Area. This area is located at the intersection of the coast line with the Carnaubais Fault. The detected structures in the beachrocks are very similar to those caused by fragile deformations. The structures mapped in the beachrocks are consistent with a stress field with maximun compressional stress in E-W direction and extensional stress in the N-S direction. Since the Carnaubais Fault has a NE direction, it is optimally positioned to suffer tectonic movements under the action of such stress field. In addition, the shape of the coastal line appear to be controlled by the Carnaubais Fault. Furthemore, the observed structures in Camurupim Área are consistent with this stress field. These facts are interpreted as evidences that Carnaubais Fault and beachrocks suffered coupled tectonic movements. These moviments are of Neotectonic age because the beachrocks present ages less than 16,000 years

Isótopos de Nd na proveniência de rochas e sedimentos da bacia potiguar, ne do Brasil

Nd ISOTOPES IN THE PROVENANCE OF TERRIGENOUS AND CARBONATE ROCKS AND SEDIMENTS OF THE POTIGUAR BASIN, NORTHEASTERN BRAZIL. Mesozoic and Cenozoic rocks from the Potiguar Basin, including terrigenous and carbonate sediments have been investigated to identify their isotopic signature and source areas. Additionally, this study aims to determine the provenance of terrigenous and carbonate sediments on the Brazilian Continental shelf adjacent to Potiguar Basin. The Sm-Nd isotopic signatures of the rocks yielded model ages (TDM) in the range of 2,19- 2,88 Ga, indicating archean to paleoproterozoic sources from the basement. The terrigenous sediments yielded model ages (TDM) in the range of 2,31-2,26 Ga, from 17,5 to 0 cm depth. Despite the small number of samples, limited variations of provenance ages indicates the homogenization of the sediments, probably due to the strong influence of the basement, as the main source of sediments to the shelf. The Sm-Nd isotopic signatures of the carbonate sediments yielded model ages (TDM) in the range of 2,09-2,61 Ga, indicating archean to paleoproterozoic sources from the basement. The results also indicate that the shelf sediments are mainly derived from the Açu River or other small rivers from the Setentrional Sector of Rio Grande do Norte State. The littoral drift doesn´t seem to contribute with sediments from the Oriental Sector since isotopic signatures from this sector were not detected.

Inversão vinculada de dados de EMAP e MT-1D anisotrópico

Uma técnica para a inversão de dados magnetotelúricos é apresentada neste trabalho. Dois tipos de dados são tratados aqui, dados gerados por modelos unidimensionais com anisotropia na condutividade das camadas e dados bi-dimensionais de levantamentos do método EMAP (ElectroMagnetic Array Profiling). Em ambos os casos fazemos a inversão usando vínculos aproximados de igualdade para estabilizar as soluções. Mostramos as vantagens e as limitações do uso destes vínculos nos processos de inversão. Mesmo vinculada a inversão ainda pode se tornar instável. Para inverter os dados 2-D do EMAP, apresentamos um processo que consiste de três partes: 1 – A construção de um modelo interpretativo e da aproximação inicial para a inversão a partir dos dados de seções de resistividade aparente filtradas pelo processo de filtragem do EMAP; 2 – a inclusão de uma camada de corpos pequenos aflorantes, chamada de camada destatic shift, aos modelos interpretativos para resolver as fontes de distorções estáticas que contaminam os dados; 3 – o uso dos vínculos aproximados de igualdade absoluta para estabilizar as soluções. Os dois primeiros passos nos permitem extrair o máximo de informação possível dos dados, enquanto que o uso dos vínculos de igualdade nos permite incluir informação a priori que possua significado físico e geológico. Com estes passos, obtemos uma solução estável e significativa. Estudaremos o método em dados sintéticos de modelos bi-dimensionais e em dados reais de uma linha de EMAP feita na Bacia do Paraná.

Sistemas deposicionais aptianos da margem sudeste da Bacia Potiguar

A deposição aptiana da margem continental brasileira é caracterizada por dois elementos principais: 1) a presença de evaporitos (halita e/ou anidrita) num ambiente definido como lago-mar (de acordo com HSÜ, 1987); e 2) uma configuração tectonossedimentar do tipo sag. A chegada do mar às bacias, antes puramente continentais, é um evento que afeta toda a margem continental do Brasil, bem como tem ocorrência global. A sua presença nas bacias da margem equatorial , em particular, na Bacia Potiguar, possui um forte relacionamento com a existência de petróleo e gás (Bertani et al., 1989). A margem sudeste da Bacia Potiguar possui um razoável cobertura sísimica tanto 2D como 3D. As unidades estratigráficas compõe esta porção da bacia são a Formação Pendência, na base, a Formação Alagamar, a Formação Açu e no topo, a Formação Jandaíra. A Formação Pendência, na realidade mais um grupo do que formação, engloba as rochas depositadas na fase riftee da bacia (Della Favera et al., 1994). A Formação Alagamar envolve os sedimentos depositados no Aptiano, os quais estarão no foco deste trabalho; é formada por três membros: Upanema, Camadas Ponta de Tubarão e Galinhos (Della Favera, 1990). A Formação Açu, do Cretáceo Superior, separa-se discordantemente da seção da Formação Alagamar e é formada principalmente por arenitos fluviais. Esta formação transiciona para a Formação Jandaíra, denatureza carbonática, que constitui o topo da sequência sedimentar. Neste trabalho serão definidos os sistemas deposicionais e respectivos controles da sequência aptiana ao longo da borda sudeste da Bacia Potiguar a partir da identificação de eletrofácies e sismofácies. Sendo assim, nesta dissertação são mostradas as sequências de 3 e 4 ordem que representam, em conjunto, a Fm. Alagamar. Foram identificadas, em perfis elétricos de diferentes poços na área de estudo pelo menos 6 sequências de 4 ordem e 3 sequências de 3 ordem, que também foram identificadas em seções sísmicas arbitrária de direção SW-NE e SE-NW interligando os poços de etudo. A partir da análise dos dados e sequências identificadas, a reconstituiçãopaleoambiental apontou para ambiente de borda de lago (lago-mar) próxima a escarpa de falha, com depósitos de leques aluviais a delta de rios entrelaçados, praias com tempestitosareno-calcíferos, laguna salgada com formação de estromatólitos e eventuais solos carbonáticos. Sendo assim, as sequências de 3 ordem identificadas representariam cada um dos membros da Fm. Alagamar (Mb. Upanema, Mb. Ponta de Tubarão e Mb. Galinhos, da base para o topo). A correlação das sequências de 4 ordem identificadas pode ser aplicada no rastreamento de corpos arenosos, reservatórios de petróleo nessa porção da bacia.

Adição de cascalho de perfuração da bacia potiguar em argilas para uso em materiais cerâmicos: influência da concentração e temperatura de queima.

One of waste produced on large scale during the well drilling is the gravel drilling. There are techniques for the treatment of the same, but there isn t consensus on what are the best in terms of economic and environmental. One alternative for disposal of this waste and objective of this paper is the incorporation and immobilization of gravel clay matrix to assess their technological properties. The Raw Materials used were characterized by the following techniques: Chemical Analysis by X-ray fluorescence (XRF), mineralogical analysis by X-ray Diffraction (XRD), Grain Size Analysis (FA) and Thermal Analysis by Thermogravimetry (TG) and thermodiferential (DTA). After characterizing, samples were formulated in the following percentages: 0, 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100% (weight) of gravel drilling, then the pieces were pressed, dried (110 ° C) and sintered at temperatures of 850, 950 and 1050 ° C. After sintering, samples were tested for water absorption, linear shrinkage, flexural strength, porosity, density, XRD and test color. The results concluded that the incorporation of gravel drilling is a viable possibility for solid masonry bricks and ceramic blocks manufacture at concentrations and firing temperature described here. Residue incorporation reduces an environmental problem, the cost of raw materials for manufacture of ceramic products

Influência das tensões tectônicas na permeabilidade da formação Açu - Bacia Potiguar

The behavior of the fluid flux in oil fields is influenced by different factors and it has a big impact on the recovery of hydrocarbons. There is a need of evaluating and adapting the actual technology to the worldwide reservoirs reality, not only on the exploration (reservoir discovers) but also on the development of those that were already discovered, however not yet produced. The in situ combustion (ISC) is a suitable technique for these recovery of hydrocarbons, although it remains complex to be implemented. The main objective of this research was to study the application of the ISC as an advanced oil recovery technique through a parametric analysis of the process using vertical wells within a semi synthetic reservoir that had the characteristics from the brazilian northwest, in order to determine which of those parameters could influence the process, verifying the technical and economical viability of the method on the oil industry. For that analysis, a commercial reservoir simulation program for thermal processes was used, called steam thermal and advanced processes reservoir simulator (STARS) from the computer modeling group (CMG). This study aims, through the numerical analysis, find results that help improve mainly the interpretation and comprehension of the main problems related to the ISC method, which are not yet dominated. From the results obtained, it was proved that the mediation promoted by the thermal process ISC over the oil recovery is very important, with rates and cumulated production positively influenced by the method application. It was seen that the application of the method improves the oil mobility as a function of the heating when the combustion front forms inside the reservoir. Among all the analyzed parameters, the activation energy presented the bigger influence, it means, the lower the activation energy the bigger the fraction of recovered oil, as a function of the chemical reactions speed rise. It was also verified that the higher the enthalpy of the reaction, the bigger the fraction of recovered oil, due to a bigger amount of released energy inside the system, helping the ISC. The reservoir parameters: porosity and permeability showed to have lower influence on the ISC. Among the operational parameters that were analyzed, the injection rate was the one that showed a stronger influence on the ISC method, because, the higher the value of the injection rate, the higher was the result obtained, mainly due to maintaining the combustion front. In connection with the oxygen concentration, an increase of the percentage of this parameter translates into a higher fraction of recovered oil, because the quantity of fuel, helping the advance and the maintenance of the combustion front for a longer period of time. About the economic analysis, the ISC method showed to be economically feasible when evaluated through the net present value (NPV), considering the injection rates: the higher the injection rate, the higher the financial incomes of the final project

Estudos hidroquímicos da água produzida de um determinado campo de petróleo da bacia potiguar

Waste generated during the exploration and production of oil, water stands out due to various factors including the volume generated, the salt content, the presence of oil and chemicals and the water associated with oil is called produced water. The chemical composition of water is complex and depends strongly on the field generator, because it was in contact with the geological formation for thousands of years. This work aims to characterize the hydrochemical water produced in different areas of a field located in the Potiguar Basin. We collected 27 samples from 06 zones (400, 600, 400/600, 400/450/500, 350/400, A) the producing field called S and measured 50 required parameter divided between physical and chemical parameters, cations and anions. In hydrochemical characterization was used as tools of reasons ionic calculations, diagrams and they hydrochemical classification diagram Piper and Stiff diagram and also the statistic that helped in the identification of signature patterns for each production area including the area that supplies water injected this field for secondary oil recovery. The ionic balance error was calculated to assess the quality of the results of the analysis that was considered good, because 89% of the samples were below 5% error. Hydrochemical diagrams classified the waters as sodium chloride, with the exception of samples from Area A, from the injection well, which were classified as sodium bicarbonate. Through descriptive analysis and discriminant analysis was possible to obtain a function that differs chemically production areas, this function had a good hit rate of classification was 85%