Para empresas de exploração que buscam petróleo e gás, houve um tempo em que os levantamentos gravimétricos e magnéticos eram considerados o primeiro e mais irregular corte para definir os melhores locais para instalar o equipamento de coleta de dados sísmicos. Isso está mudando agora. Cada vez mais, métodos gravimétricos e magnéticos (grav/mag) estão sendo usados para complementar e restringir dados sísmicos tradicionais ou, até mesmo, como única ferramenta.
Aplicação eficiente de combinações de dados gravimétricos
em 3D, gradiente tensor total, modelagem de dados magnéticos e inversão no Golfo do México
A Wintermoon Geotechnologies em Denver, no Colorado, é uma empresa de consultoria especializada na área de dados gravimétricos e magnéticos, que usa essas técnicas com dados geofísicos e as combina aos dados sísmicos para aumentar a eficiência na exploração de petróleo e gás. O que está por trás desse sucesso? “A qualidade dos dados gravimétricos e magnéticos melhorou bastante desde a década de 1980. Agora, é possível obter dados mais rapidamente, a nossa resolução de dados tornou-se muito melhor e é possível resolver irregularidades mais subtis (menor amplitude e menor comprimento de ondas espaciais ou alta frequência) em campos gravimétricos e magnéticos da crosta terrestre. Agora, a melhoria dessa resolução nos permite representar variações laterais muito pequenas e superficiais em suscetibilidade magnética e densidade”, comentou Michal Ruder, presidente da Wintermoon. Ela também comentou que essas variações são frequentemente associadas ao próprio conjunto de hidrocarbonetos. “Agora, os atuais levantamentos gravimétricos e magnéticos podem fornecer um conjunto de observações que está mais diretamente associado ao caráter do conjunto de hidrocarbonetos, além das informações regionais ‘tradicionais’ para as quais usamos dados de campos potenciais há muito tempo”, afirmou ela.
Exemplo de modelagem de dados gravimétricos e magnéticos em 2D usando a extensão GM-SYS do Geosoft
em toda a Bacia de Santos com base no
Geodynamics and Petroleum Geology Study of the South Atlantic Margins (estudo de geodinâmica e geologia do petróleo das margens do Atlântico Sul) da GETECH
As configurações geológicas, anteriormente difíceis, podem ser exploradas em detalhes agora usando métodos gravimétricos e magnéticos para situações em que apenas os dados sísmicos tradicionais não tenham sido muito eficientes. Ruder explicou o motivo. “A qualidade dos dados sísmicos não é uniforme em todos os ambientes geológicos. Devido às suas propriedades elásticas, algumas litologias de rochas não transmitem energia acústica rapidamente. Como resultado, os sinais sísmicos podem ser bastante atenuados e, portanto, apresentar pouca ou nenhuma imagem de dados sísmicos abaixo desses horizontes acusticamente desafiadores”, destacou ela. Ela também comentou que onde há uma variação significativa de densidade lateral abaixo do horizonte acústico problemático, a gravidade pode fornecer informações únicas sobre essas rochas principalmente porque a gravidade não é afetada negativamente pelas propriedades elásticas das rochas. Em geral, técnicas que usam dados geofísicos e são independentes e associadas ao mesmo modelo litológico respondem a diferentes propriedades geofísicas (como densidade, suscetibilidade ou resistividade) para que a integração seja valiosa.
Um problema comum de geração de imagens enfrentado por operadores de dados sísmicos, quando os dados gravimétricos e magnéticos podem melhorar a imagem geológica, é quando há uma interface ou falha quase vertical (como um sopé de sal ou folhelho). “Normalmente, o sinal sísmico se estende por essas interfaces. Porém, as melhores imagens sobre gravidade e magnetismo são geradas a partir de interfaces verticais através das quais existem contrastes de densidade lateral ou suscetibilidade magnética”, destacou ela.
Na verdade, para empresas de exploração de petróleo e gás, algumas situações geológicas praticamente exigem o uso de métodos gravimétricos e magnéticos, que podem tornar-se indispensáveis para exploração de atividades sísmicas. A redução das incertezas na interpretação de reservatórios complexos do pré-sal é um exemplo disso. Ruder obteve sucesso ao usar essa abordagem nas bacias propensas a sal ao longo da África Ocidental, da América do Sul, da América do Norte e do norte da Europa. “Os métodos gravimétricos são essenciais para fornecer uma corroboração independente sobre volume total e forma do sal em levantamentos do potencial de hidrocarbonetos do pré-sal. A qualidade dos dados sísmicos pode ser melhorada significativamente quando usamos resultados de modelagem gravimétrica para melhorar e refinar o modelo de velocidade sísmica da base de sal. Esse resultado é realimentado no processamento de dados sísmicos de migração de profundidade pré-pilha para fornecer uma imagem melhorada de dados sísmicos das geometrias dos horizontes do pré-sal”, comentou ela. Ela acrescentou que isso gera uma prospecção mais eficiente.
Modelagem de dados gravimétricos em escala de campo — formato SEG-Y em 3D com interpretação de dados sísmicos;
mais de 1000 poços com registros ao longo de furos de sondagem e profundidades de formações registradas
Na verdade, quando se trata de interpretações do pré-sal, os avanços e a integração de técnicas têm sido em grande parte responsáveis pelas grandes descobertas de hidrocarbonetos em águas profundas na última década. Exemplos de várias regiões mostram que a modelagem multidisciplinar em 3D ajudou a delinear distribuições de sal alóctone. Em muitos casos, como casos em que não foi possível identificar claramente a base do sal a partir dos dados sísmicos, a abordagem integrada revelou a sua geometria e a espessura do sal. É um passo importante para geração de melhores imagens das estruturas alvo na camada pré-sal.
Até cinco ou seis técnicas diferentes podem ser integradas para otimizar as interpretações da geometria do sal. Operadores experientes relataram bons resultados, como no Golfo do México, aplicando combinações de dados gravimétricos em 3D, de gradiente de tensor total, de modelagem magnética e de inversão, usando fontes restritas de dados, como dados sísmicos, magnetotelúricos, gravimétricos e de furos de sondagem. As interpretações qualitativas e quantitativas proporcionaram um bom controle da localização e do volume do sal. Além disso, a interpretação de imagens de alta resolução sobre gravidade e profundidade sísmica gerou aumento significativo na resolução de imagens da geometria complexa das estruturas de sal. A economia significativa obtida em termos de custos e tempo revela-se inestimável, além das probabilidades muito maiores de identificar com precisão alvos geológicos.
Mas as técnicas que usam dados sísmicos continuam sendo indispensáveis, pois, no setor de óleo e gás, poucas descobertas são feitas sem o uso de métodos para dados sísmicos. No entanto, outros métodos geofísicos podem auxiliar em avaliações mais confiáveis nesses ambientes mais profundos e desafiadores. A gravidade e o magnetismo nunca superarão completamente a atividade sísmica, nem a substituirão inteiramente; ou seja, continuarão sendo ferramentas complementares. “A gravidade é corretamente caracterizada como uma ferramenta de exploração geofísica de baixa resolução”, comentou Ruder. Ao reunirem dados geofísicos de forma econômica para restringir a área de busca em grandes campos, as empresas de exploração de petróleo e gás podem refinar os seus alvos e aplicar técnicas com dados sísmicos de forma mais produtiva. “Sem restringir informações, um modelo gravimétrico pode ser alterado de inúmeras maneiras para corresponder ao sinal gravimétrico observado. Os dados sísmicos, de descrições de poços e outros dados geológicos fornecem informações restritivas críticas para modelos gravimétricos, pois limitam os graus de liberdade de alterações e nos permite gerar um modelo geológico restrito e significativo que seja consistente com conjuntos de dados gravimétricos e sísmicos.”
A interpretação torna-se mais gratificante, mas com novos desafios. Ruder usa uma abordagem multifacetada de interpretação. “Trabalhamos muito para identificar e separar sinais regionais e residuais dentro dos conjuntos de dados gravimétricos e magnéticos observados usando as nossas rotinas de filtragem em 2D de última geração baseada em Fourier. Criamos modelos que incorporam geometrias e propriedades físicas derivadas de todos os dados geológicos e geofísicos disponíveis e, em seguida, invertemos os dados magnéticos e gravimétricos observados para obter mais informações sobre as questões geológicas em foco”, explicou Ruder. Ela também comentou que usou a abordagem com sucesso em avaliações de prospecções no Golfo do México e offshore no Brasil e na África Ocidental.
Nada disso poderia ser realizado sem um bom pacote de software. A maioria dos consultores de geociências prefere trabalhar em vários ambientes de software conforme as necessidades individuais dos projetos ou preferências dos clientes. Ruder usa um conjunto completo e diversificado para entrada de dados, processamento de dados, melhoria dos dados e modelagem quantitativa. Portanto, uma interface perfeita é uma consideração essencial. Ela comentou que usar o Geosoft como parte principal de seu pacote de software facilitou o trabalho, pois ele garante compatibilidade com o ArcGIS, que ela e outros profissionais usam bastante. Ele permite importação direta dos seus dados gravimétricos e magnéticos para restringir os dados sísmicos. Ruder gosta do fato de que tudo ocorra nos dois sentidos. “Posso usar os meus produtos da Geosoft e movê-los para o ambiente do ArcGIS ou abrir um projeto de mapa do ArcGIS no Geosoft.”
À medida que o uso de dados gravimétricos e magnéticos avança na exploração de petróleo e gás, eles podem até indicar se serão eficientes ou não. Para verificar se os dados gravimétricos e magnéticos ajudarão a responder à questão geológica dos seus clientes, Ruder costuma usar a extensão GM-SYS do Geosoft. Ironicamente, os próprios dados gravimétricos e magnéticos indicam a viabilidade. “Eles podem ser usados em duas fases importantes dos nossos projetos. A primeira é como o modelo de sensibilidade. Os dados gravimétricos e magnéticos não funcionam em alguns ambientes geológicos. O uso da extensão GM-SYS para criar um modelo teórico a fim de testar a sensibilidade da ferramenta em um ambiente geológico específico nos ajuda a compreender se vale a pena obter dados gravimétricos e magnéticos. Isso significa que fazemos uma pergunta que os dados gravimétricos e magnéticos podem responder; ou seja, podemos seguir em frente e executar o projeto? Supondo que os resultados dos testes de sensibilidade indiquem que os dados gravimétricos e magnéticos fornecem os insights necessários e que o projeto avance, usamos a extensão GM-SYS para criar o nosso modelo geológico restrito dos dados dos levantamentos”, explicou ela.