Correction of the anisotropy in resistivity: application to pore pressure prediction

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Geológica (Georrecursos)

Aplicação de análise de séries temporais em perfis de poço

Esta tese descreve a aplicação de análise de séries temporais em perfis de poço. Através desta técnica é possível avaliar-se a repetição e a resolução vertical de perfis, e determinar-se o intervalo de amostragem e a velocidade de perfilagem ideais para diferentes perfis. A comparação entre três poços é também feita, baseada num mesmo tipo de perfil. Para tanto, na seqüência utilizada, procurou-se manter num mesmo domínio os dados cuja quantidade total de amostras (N) por perfil não ultrapassou 2048. Desses dados, foram inicialmente retirados o valor médio das amostras e o alinhamento polinomial algébrico eventualmente nelas embutido. Em seguida, foi efetuada a aplicação do ponderador cossenoidal, do filtro passa-alta, da janela Hanning, do cálculo da função coerência, do espectro de fase, da razão sinal-ruído e dos espectros de potência do sinal e do ruído, nesta ordem. Para a função coerência, fez-se necessário o cálculo dos níveis de confiança de 50%, 90% e 95%. O cálculo do primeiro nível teve por base a necessidade de se determinar a resolução vertical de alguns perfis, e dos demais, a fim de que fosse obtida uma informação referente à localização daqueles níveis para a coerência calculada. Em relação ao espectro de fase, seu cálculo surgiu da necessidade de se obter uma informação adicional a respeito dos perfis manipulados, ou seja, o conhecimento da ocorrência ou não de deslocamento relativo de profundidade entre a seção principal e a seção repetida. A razão sinal-ruído foi calculada no sentido de possibilitar a comparação, como elemento avaliador dos diversos tipos de perfis, com a coerência e o cálculo dos espectros de potência. Os espectros de potência do sinal e do ruído foram calculados para se ter mais um parâmetro de avaliação da seção repetida, já que em tese, os espectros de potência do sinal e do ruído da seção repetida devem ser iguais aos respectivos espectros da seção principal. Os dados utilizados na aplicação da metodologia proposta foram fornecidos pela PETROBRÁS e oriundos de quatro poços da Bacia Potiguar emersa. Por questões de sigilo empresarial, os poços foram identificados como poços A, B, C e D. A avaliação da repetição entre diferentes tipos de perfis indica que, para o poço A, o perfil micro-esférico (MSFL) tem repetição melhor do que o perfil de porosidade neutrônica (CNL), o qual tem, por sua vez, repetição melhor do que o perfil de raios gama normal (GR). Para os perfis do poço D, uma diminuição da velocidade de perfilagem de 550 m/h para 275 m/h é vantajosa apenas para o perfil de porosidade neutrônica. Já a velocidade de perfilagem de 920 m/h, utilizada, na obtenção dos perfis do poço C, é totalmente inadequada para os perfis de resistividade (MSFL, ILD e ILM). A diminuição do intervalo de amostragem de 0,20 m para 0,0508 m, nos perfis de raios gama e de porosidade neutrônica, e 0,0254 m para o perfil de densidade, apresenta bons resultados quando aplicada no poço D. O cálculo da resolução vertical indica, para o perfil de porosidade neutrônica, uma superioridade qualitativa em relação ao perfil de raios gama normal, ambos pertencentes ao poço A. Para o poço C, o perfil micro-esférico apresenta uma resolução vertical na mesma ordem de grandeza da resolução do perfil de raios gama do poço B, o que evidencia ainda mais a inconveniência da velocidade de perfilagem utilizada no poço C. Já para o poço D, o cálculo da resolução vertical indica uma superioridade qualitativa do perfil de densidade de alta resolução em relação ao perfil de raios gama de alta resolução. A comparação entre os poços A, B e D, levada a efeito através dos respectivos perfis de porosidade neutrônica normais, comprova que a presença de ruído aleatório, em geral, está diretamente ligada à porosidade da formação - uma maior porosidade indica uma presença maior de ruído e, por conseguinte, uma queda qualitativa no perfil obtido. A análise do espectro de fase de cada perfil indica um deslocamento em profundidade, existente entre as seções principal e repetida de todos os perfis do poço C. E isto pôde ser confirmado com a posterior superposição das seções.

Os efeitos Delaware e Groningen: um estudo quantitativo por elementos finitos

Os efeitos Delaware e Groningen são dois tipos de anomalia que afetam ferramentas de eletrodos para perfilagem de resistividade. Ambos os efeitos ocorrem quando há uma camada muito resistiva, como anidrita ou halita, acima do(s) reservatório(s), produzindo um gradiente de resistividade muito similar ao produzido por um contato óleo-água. Os erros de interpretação produzidos têm ocasionado prejuízos consideráveis à indústria de petróleo. A PETROBRÁS, em particular, tem enfrentado problemas ocasionados pelo efeito Groningen sobre perfis obtidos em bacias paleozóicas da região norte do Brasil. Neste trabalho adaptamos, com avanços, uma metodologia desenvolvida por LOVELL (1990), baseada na equação de Helmholtz para H_Φ, para modelagem dos efeitos Delaware e Groningen. Solucionamos esta equação por elementos finitos triangulares e retangulares. O sistema linear gerado pelo método de elementos finitos é resolvido por gradiente bi-conjugado pré-condicionado, sendo este pré-condicionador obtido por decomposição LU (Low Up) da matriz de stiffness. As voltagens são calculadas por um algoritmo, mais preciso, recentemente desenvolvido. Os perfis são gerados por um novo algoritmo envolvendo uma sucessiva troca de resistividade de subdomínios. Este procedimento permite obter cada nova matriz de stiffness a partir da anterior pelo cálculo, muito mais rápido, da variação dessa matriz. Este método permite ainda, acelerar a solução iterativa pelo uso da solução na posição anterior da ferramenta. Finalmente geramos perfis sintéticos afetados por cada um dos efeitos para um modelo da ferramenta Dual Laterolog.

Interpretação de perfis dos carbonatos fraturados da Bacia do Pará-Maranhão

A finalidade deste trabalho é apresentar um estudo de caso dos carbonatos terciários da bacia do Pará-Maranhão, do ponto de vista da interpretação dos perfis registrados nessa área. Dois poços-chave, X e Y, foram escolhidos para o estudo. O tratamento dos dados foi realizado utilizando os recursos do programa LOGCALC, instalado no computador IBM-3090, da Petrobrás, e, também, o sistema DLPS, instalado no VAX-8600, da Universidade Federal de Pará. A avaliação da porosidade e, principalmente, das saturações, é dificultada pelas características não-convencionais dos carbonatos. A litologia é complexa, a salinidade da água de formação é relativamente baixa, em torno de 10.000 ppm de NaCl, a densidade das rochas é elevada e os carbonatos estão fraturados. Para diminuir o efeito da composição mineralógica, foi necessário discriminar os diferentes tipos litológicos. Três tipos de carbonatos foram identificados: calcário, calcário arenoso e calcário dolomitizado. A identificação litológica permite maior controle dos parâmetros da matriz e dos expoentes de porosidade das rochas, conduzindo a estimativas de porosidade e de saturações mais confiáveis. A presença de fraturas influencia, marcadamente, a resposta dos perfis, conforme pode ser notado no perfil de identificação de fraturas, nos perfis de resistividade, de densidade e na curva de raios-gama espectral do poço X. O expoente de porosidade, m, tomado do gráfico de Pickett, é frequentemente inferior a 1,5, valor considerado inerente a rochas fraturadas. Os modelos de Rasmus (1983) e de Porter et al.(1969), foram testados para calcular as saturações de água e óleo. A equação tradicional de Archie (1942), com a e m apropriados, também foi aplicada neste trabalho. O esquema para estimativa de saturações que conduz a resultados mais coerentes com os dados dos testes de formação, nos intervalos fraturados, é a saturação de Rasmus, calculada com a relação de Archie aplicada com o expoente de porosidade variável, tomado do modelo de Rasmus.

(Table 1) Anisotropy of magnetic susceptibility parameters of ODP Hole 134-833B

Ocean Drilling Program (ODP) Sites 832 and 833 were drilled in the intra-arc North Aoba Basin of the New Hebrides Island Arc (Vanuatu). High volcanic influxes in the intra-arc basin sediment resulting from erosion of volcanic rocks from nearby islands and from volcanic activity are associated with characteristic magnetic signals. The high magnetic susceptibility in the sediment (varying on average from 0.005 to more than 0.03 SI) is one of the most characteristic physical properties of this sedimentary depositional environment because of the high concentration of magnetites in redeposited ash flows and in coarse-grained turbidites. Susceptibility data correlate well with the high resolution electrical resistivity logs recorded by the formation microscanner (FMS) tool. Unlike the standard geophysical logs, which have low vertical resolution and therefore smooth the record of the sedimentary process, the FMS and whole-core susceptibility data provide a clearer picture of turbiditic sediment deposition. Measurements of Curie temperatures and low-temperature susceptibility behavior indicate that the principal magnetic minerals in ash beds, silt, and volcanic sandstone are Ti-poor titanomagnetite, whereas Ti-rich titanomagnetites are found in the intrusive sills at the bottom of Site 833. Apart from an increase in the concentration of magnetite in the sandstone layer, acquisition of isothermal and anhysteretic remanences does not show significant differences between sandstone and clayey silts. The determination of the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) in more than 400 samples show that clayey siltstone have a magnetic anisotropy up to 15%, whereas the AMS is much reduced in sandstone layers. The magnetic susceptibility fabric is dominated by the foliation plane, which is coplanar to the bedding plane. Reorientations of the samples using characteristic remanent magnetizations indicate that the bedding planes dip about 10° toward the east, in agreement with results from FMS images. Basaltic sills drilled at Site 833 have high magnetic susceptibilities (0.05 to 0.1 SI) and strong remanent magnetizations. Magnetic field anomalies up to 50 µT were measured in the sills by the general purpose inclinometer tool (GPIT). The direction of the in-situ magnetic anomaly vectors, calculated from the GPIT, is oriented toward the southeast with shallow inclinations which suggests that the sill intruded during a reversed polarity period.

Methane hydrate at DSDP Site 84-570

Deep Sea Drilling Project (DSDP) studies at Site 570 on the landward slope of the Middle America Trench off Guatemala allow for the first time a quantitative estimate of the methane hydrate content in the massive mudstones deposited there. Drilling across the Guatemalan transect on DSDP Legs 67 and 84 has resulted in the greatest number of visual observations of gas hydrate in any marine area. At Site 570, a 1.5-m-long section of massive methane hydrate was unexpectedly cored in an area where none of the usual signs of gas hydrate in seismic records were present. The sediment section is similar to that recovered at the other eight sites off Guatemala, but drilling at Site 570 may have penetrated through a fault zone that provided the space for accumulation of massive gas hydrate. The methane hydrate was analyzed using the following well logs: density, sonic, resistivity, gamma-ray, caliper, neutron porosity, and temperature. The density, sonic, and resistivity logs define a 15-m-thick hydrated zone within which a 4-m-thick nearly pure hydrate section is contained. The methane gas content ranges from 240 m**3 to 1400 m**3 per m**2 of lateral extent; and if the body extends a square kilometer, its total volume of stored gas could be from 240*10**6m**3 to 1400*10**6m**3. Because the acoustic impedance of hydrate calculated from the sonic and density logs shows no anomalous values, the shape and extent of the hydrate body cannot be defined in seismic records. Thus the body is theoretically nonreflective in contrast to the base of the hydrate reflection. The base of the gas hydrate reflection is presumed to be the result of the velocity contrast between sediment containing gas hydrate and sediment containing free gas.

Age-depth correlations for Ontong Java Plateau sites

We used well logs, in some cases combined with shipboard physical properties measurements to make more complete profiles and to correlate between sites on the Ontong Java Plateau. By comparing sediment bulk density, velocity, and resistivity logs from adjacent holes at the same site, we showed that even subtle features of the well logs are reproducible and are caused by variations in sedimentation. With only minor amounts of biostratigraphic information, we could readily correlate these sedimentary features across the entire top of the Ontong Java Plateau, demonstrating that for most of the Neogene the top of the plateau is a single sedimentary province. We found it more difficult, but still possible, to correlate in detail sites from the top of the plateau to those drilled on the flanks. The pattern of sedimentation rate variation down the flank of the plateau cannot be interpreted as simply controlled by dissolution. Site 805, in particular, oscillates between accumulating sediment at roughly the same rate as cores on top of the Ontong Java Plateau, and accumulating sediment as slowly as Site 803, 200 m deeper in the water column. These oscillations do not match earlier reconstructions of central Pacific carbonate compensation depth variations.

Nannofossil and planktic foraminiferal events of ODP Site 166-1006 sediments

Detailed biostratigraphy in Site 1006 based on planktonic foraminifers and nannofossils shows large-scale sedimentation rate variability in the Florida Strait west of the Great Bahama Bank. A 'floating' cyclostratigraphy based mainly on resistivity logs and magnetic susceptibility data has been fixed to the biostratigraphy in the absence of magnetostratigraphy. The strongest orbital cycle present is the precessional beat, which is present in the borehole logs throughout the record. Counting the cycles resulted in an accurate time scale and thus a sedimentation rate time series. Spectral analysis of the sedimentation rate time series shows that the short-term cycle of eccentricity (~125 k.y.) and the long term cycle of eccentricity (~400 k.y.) are pervasive throughout the Miocene record, together with the long-term ~2-m.y. eccentricity cycle. The Great Bahama Bank produced pulses of shallow carbonate input once every precessional (sea level) cycle during the Miocene and perhaps two pulses per cycle in the early Pliocene. The amount of sediment exported in these pulses appears to be controlled by eccentricity modulation of the precessional amplitude and therefore the amplitude of the sea-level rise. Finally, an increase in sedimentation rate just after the Miocene/Pliocene boundary is attributed to a change in the location and strength of sediment drift currents in the Florida Strait due to reorganization of the currents following the closure of the Panama Isthmus.

Milankovitch frequency peaks of ODP Site 113-693 (Table 3)

The first well logs collected below the Antarctic circle were obtained during Leg 113 at Site 693 on the Dronning Maud Land Margin (Antarctica) in the Weddell Sea. Gamma-ray, resistivity, and sonic logs were collected between 108.0 and 439.0 mbsf. The downhole logs show good agreement with the data collected from cores and provide a continuous measurement of the sedimentary record. These continuous log records show that the rather uniform Tertiary lithology seen in cores is characterized by high-frequency variability in the log data. Several thin hard streaks are identified, the largest of which coincides with a major Miocene hiatus. Associated with this hiatus is a change to lower illite content (and correspondingly lower gamma-ray counts) and to a significant increase in diatom content. Spectral analysis of the logs was performed on the lower Pliocene through upper Oligocene interval (108.0-343.0 mbsf). Between 108.0 and 245.0 mbsf, average sedimentation rates (50 and 26 m/m.y.) are high enough to show that variance is present in the orbital eccentricity (~95 k.y.) and obliquity (~41 k.y.) bands. Between 253.0 and 343.0 mbsf, the sedimentation rate (8 m/m.y.) is too low to resolve high frequency variations. The Milankovitch frequencies are best developed in the resistivity logs. Resistivity is responding to changes in porosity, which in these sediments is controlled by the abundance of biosiliceous sediments, particularly diatoms. The orbital forcing suggested by the Milankovitch frequencies may be influencing diatom productivity by inducing oscillations in upwelling, ice coverage, pack ice, and/or polynya. Although variations in diatom abundance were observed in the cores, they were not attributed to a Milankovitch signal, and therefore in this environment, downhole logs are an important contribution to the detection and understanding of orbitally influenced changes in sedimentation.

Departure curves and electrode factors for the determination of true formation resistivity from electric logs obtained with roller type electrodes in air drilled bore holes not containing fluid /

"Contract No. AT(05-1)-725."

Electrical resistivity, formation factors, and sound velocity at DSDP Holes 75-530A and 75-530B

From 0 to 277 m at Site 530 are found Holocene to Miocene diatom ooze, nannofossil ooze, marl, clay, and debrisflow deposits; from 277 to 467 m are Miocene to Oligocene mud; from 467 to 1103 m are Eocene to late Albian Cenomanian interbedded mudstone, marlstone, chalk, clastic limestone, sandstone, and black shale in the lower portion; from 1103 to 1121 m are basalts. In the interval from 0 to 467 m, in Holocene to Oligocene pelagic oozes, marl, clay, debris flows, and mud, velocities are 1.5 to 1.8 km/s; below 200 m velocities increase irregularly with increasing depth. From 0 to 100 m, in Holocene to Pleistocene diatom and nannofossil oozes (excluding debris flows), velocities are approximately equivalent to that of the interstitial seawater, and thus acoustic reflections in the upper 100 m are primarily caused by variations in density and porosity. Below 100 or 200 m, acoustic reflections are caused by variations in both velocity and density. From 100 to 467 m, in Miocene-Oligocene nannofossil ooze, clay, marl, debris flows, and mud, acoustic anisotropy irregularly increases to 10%, with 2 to 5% being typical. From 467 to 1103 m in Paleocene to late Albian Cenomanian interbedded mudstone, marlstone, chalk, clastic limestone, and black shale in the lower portion of the hole, velocities range from 1.6 to 5.48 km/s, and acoustic anisotropies are as great as 47% (1.0 km/s) faster horizontally. Mudstone and uncemented sandstone have anisotropies which irregularly increase with increasing depth from 5 to 10% (0.2 km/s). Calcareous mudstones have the greatest anisotropies, typically 35% (0.6 km/s). Below 1103 m, basalt velocities ranged from 4.68 to 4.98 km/s. A typical value is about 4.8 km/s. In situ velocities are calculated from velocity data obtained in the laboratory. These are corrected for in situ temperature, hydrostatic pressure, and porosity rebound (expansion when the overburden pressure is released). These corrections do not include rigidity variations caused by overburden pressures. These corrections affect semiconsolidated sedimentary rocks the most (up to 0.25 km/s faster). These laboratory velocities appear to be greater than the velocities from the sonic log. Reflection coefficients derived from the laboratory data, in general, agree with the major features on the seismic profiles. These indicate more potential reflectors than indicated from the reflection coefficients derived using the Gearhart-Owen Sonic Log from 625 to 940 m, because the Sonic Log data average thin beds. Porosity-density data versus depth for mud, mudstone, and pelagic oozes agree with data for similar sediments as summarized in Hamilton (1976). At depths of about 400 m and about 850 m are zones of relatively higher porosity mudstones, which may suggest anomalously high pore pressure; however, they are more probably caused by variations in grain-size distribution and lithology. Electrical resistivity (horizontal) from 625 to 950 m ranged from about 1.0 to 4.0 ohm-m, in Maestrichtian to Santonian- Coniacian mudstone, marlstone, chalk, clastic limestone, and sandstone. An interstitial-water resistivity curve did not indicate any unexpected lithology or unusual fluid or gas in the pores of the rock. These logs were above the black shale beds. From 0 to 100 m at Sites 530 and 532, the vane shear strength on undisturbed samples of Holocene-Pleistocene diatom and nannofossil ooze uniformly increases from about 80 g/cm**2 to about 800 g/cm**2. From 100 to 300 m, vane shear strength of Pleistocene-Miocene nannofossil ooze, clay, and marl are irregular versus depth with a range of 500 to 2300 g/cm**2; and at Site 532 the vane shear strength appears to decrease irregularly and slightly with increasing depth (gassy zone). Vane shear strength values of gassy samples may not be valid, for the samples may be disturbed as gas evolves, and the sediments may not be gassy at in situ depths.

Core derived downhole logs for holes CRP-2 and CRP-2A

In the northern McMurdo Sound (Ross Sea, Antarctica), the CRP-2/2A drillhole targeted the western margin of the Victoria Land Basin to investigate Neogene to Palaeogene climatic and tectonic history by obtaining continuous core and downhole logs. Well logging of CRP-2/2A has provided a complete and comprehensive dataset of in situ geophysical measurements. This paper describes the evaluation and interpretation of the downhole logging data using multivariate statistical methods. Two major types of multivariate statistical methods were each yielding a different perspective: (1) Factor analysis was used as an objective tool for classification of the drilled sequence based on physical and chemical properties. The factor logs are mirroring the basic geological controls (i.e., grain size, porosity, clay mineralogy) behind the measured geophysical properties, thereby making them easier to interpret geologically. (2) Cluster analysis of the logs groups similar downhole geophysical properties into one cluster, delineating individual logging or sedimentological units. These objectively and independently defined units, or statistical electrofacies, are helpful in differentiating lithological and sedimentological characterisations (e.g. grain size, provenance). The multivariate statistical methods of factor and cluster analysis proved to be powerful tools for fast, reliable, and objective characterisation of downhole geophysical properties at CRP-2/2A, resulting in interpretations which are consistent with sedimentological findings.

Logarithmic contribution to the electrical resistivity in (Ru(1-x)Ir(x))Sr(2)GdCu(2)O(8) compounds

A systematic study of magnetoresistance and dc magnetization was conducted in polycrystalline (Ru(1-x)Ir(x))Sr(2)GdCu(2)O(8) [(Ru,Ir)-1212] compounds, for 0 <= x <= 0.15. We found that a deviation from linearity in the normal-state electrical resistivity (rho) curves for temperatures below the magnetic transition temperature T(M) < 130 K can be properly described by a logarithmic term. The prefactor C(x, H) of this anomalous ln T contribution to rho(T) increases linearly with the Ir concentration, and diminishes rapidly with increasing applied magnetic field up to H approximate to 4 T, merging with the C(0,H) curve at higher magnetic fields. Correlation with magnetic susceptibility measurements supports a scenario of local perturbations in the orientation of Ru moments induced in the neighborhood of the Ir ions, therefore acting as scattering centers. The linear dependence of the prefactor C(x,H=0) and the superconducting transition temperature T(SC) on x points to a common source for the resistivity anomaly and the reduction in T(SC), suggesting that the CuO(2) and RuO(2) layers are not decoupled.

Descoberta de conhecimento em Logs de tentativas de intrusão. Um estudo de caso em Instituições de Ensino Superior

Perante a evolução constante da Internet, a sua utilização é quase obrigatória. Através da web, é possível conferir extractos bancários, fazer compras em países longínquos, pagar serviços sem sair de casa, entre muitos outros. Há inúmeras alternativas de utilização desta rede. Ao se tornar tão útil e próxima das pessoas, estas começaram também a ganhar mais conhecimentos informáticos. Na Internet, estão também publicados vários guias para intrusão ilícita em sistemas, assim como manuais para outras práticas criminosas. Este tipo de informação, aliado à crescente capacidade informática do utilizador, teve como resultado uma alteração nos paradigmas de segurança informática actual. Actualmente, em segurança informática a preocupação com o hardware é menor, sendo o principal objectivo a salvaguarda dos dados e continuidade dos serviços. Isto deve-se fundamentalmente à dependência das organizações nos seus dados digitais e, cada vez mais, dos serviços que disponibilizam online. Dada a mudança dos perigos e do que se pretende proteger, também os mecanismos de segurança devem ser alterados. Torna-se necessário conhecer o atacante, podendo prever o que o motiva e o que pretende atacar. Neste contexto, propôs-se a implementação de sistemas de registo de tentativas de acesso ilícitas em cinco instituições de ensino superior e posterior análise da informação recolhida com auxílio de técnicas de data mining (mineração de dados). Esta solução é pouco utilizada com este intuito em investigação, pelo que foi necessário procurar analogias com outras áreas de aplicação para recolher documentação relevante para a sua implementação. A solução resultante revelou-se eficaz, tendo levado ao desenvolvimento de uma aplicação de fusão de logs das aplicações Honeyd e Snort (responsável também pelo seu tratamento, preparação e disponibilização num ficheiro Comma Separated Values (CSV), acrescentando conhecimento sobre o que se pode obter estatisticamente e revelando características úteis e previamente desconhecidas dos atacantes. Este conhecimento pode ser utilizado por um administrador de sistemas para melhorar o desempenho dos seus mecanismos de segurança, tais como firewalls e Intrusion Detection Systems (IDS).

Learning to manage in knowledge-based organizations: the role of learning logs or portfolios

Paper presented at the 8th European Conference on Knowledge Management, Barcelona, 6-7 Sep. 2008 URL: http://www.academic-conferences.org/eckm/eckm2007/eckm07-home.htm