Caracterização de Sistemas de Rochas Fraturadas Usando Tomografia de Resistividade Elétrica (ERT
1. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Estrategias Para Caracterização de Sitemas de Rochas
fraturadas Usando ETR
Rodrigo Santana ; Milena Fernandes
Geofísica UFBA
16 de Janeiro de 2014
Rodrigo Santana ; Milena Fernandes
Estrategias Para Caracterização de Sitemas de Rochas fratu
2. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
SUMÁRIO
Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Resultados
Conclusão
Referências
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3. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Introdução
O que motivou o seguinte estudo foi a grande necessidade de caracterização
de sistema de rochas fraturadas, e o movimento de uidos nesses sistemas.
Isto porque muitos aquíferos em rochas fraturadas podem estar sujeitos a
contaminação via fraturas. Algo também relacionado ás rochas fraturadas
são as recentes técnicas que tendem a aumentar a permeabilidade de folhelhos por meio de seu fraturamento, portanto estudar este tipo de situação
geológica ganha uma grande atenção.
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4. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Questão da Geologia
Como dito anteriormente, o problema em questão é a tentativa de imagear
sistemas de rochas fraturadas, sabemos que a anisotropia aumenta muito
quando a geologia local se encontrar dominadas por fraturas, e com isso a
chance de resultados com ambiguidades por meio de métodos clássicos da
geofísica é grande. Em outras palavras a discretização deste tipo de geologia
se torna difícil sem o uso de informações adicionais.
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5. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
O ERT surge como uma excelente alternativa para imageamento de subsuperfície e monitoramento de uxo de uido. Isto porque em muitos casos
redes de fraturas interconectadas servem de caminhos tanto para o uido,
quanto para correntes elétricas. Desta maneira um meio fraturado deve
apresentar um forte contraste entre as fraturas e a rocha sã. Como consequência, imageamento usando contraste de condutividade elétrica pode
ser obtido pelo uso de ERT, caracterizando de melhor maneira o sistema de
fraturas.
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6. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
ERT
A gura abaixo mostra como seria o esquema para o usar o ERT.
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7. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Tomograa Com Cruzamento de Pers de Resistividade
elétrica - ERT
Apesar das vantagens apresentadas, poucos estudos tem sidos feitos com
uso de ERT como indicador em rochas fraturadas, quando comparado a
quantidade de aplicações possíveis.
Esta falta de uso pode ser explicado pelos três pontos principais que limitam
esse método.
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8. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Limitações do ERT
São elas.
A alta heterogeneidade natural do sistema de rochas fraturadas requer
uma inversão completa em 3-D, com alta resolução espacial.
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9. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Limitações do ERT
São elas.
A alta heterogeneidade natural do sistema de rochas fraturadas requer
uma inversão completa em 3-D, com alta resolução espacial.
Poços perfurados em sistemas de aquíferos fraturados representam
alta condutividade, e devem ser elmente modelados no
processamento dos dados.
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10. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Limitações do ERT
São elas.
A alta heterogeneidade natural do sistema de rochas fraturadas requer
uma inversão completa em 3-D, com alta resolução espacial.
Poços perfurados em sistemas de aquíferos fraturados representam
alta condutividade, e devem ser elmente modelados no
processamento dos dados.
Restrições apropriadas são difícil de denir na modelagem inversa,
devido a limitada quantidade de informações verdadeiras sobre o
terreno geralmente disponíveis. No uso de ERT deve-se usar a
restrição de suavização, o que nem sempre pode ser aplicado neste
tipo de meio.
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11. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Maria-de-barro Quarar (U K)
A aplicação do método foi numa pedreira de calcário carbonático no noroeste
da Inglaterra. E a razão para a escolha, era adquirir informações sobre a
continuidade e o intervalo dominado por fraturas.
O local já foi estudado anteriormente em 1997, porém usou-se inversão 2-D,
e não foi feito a restrição do contraste de suavização, e os motivos para isto
é que este tipo de inversão demanda muito tempo e tecnologia apropriada.
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12. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Maria-de-barro Quarar (U K)
A pedreira se encontra a 3 Km do litoral, a cerca de 1km de uma certa
ecologia considerada de interesse cientico. E as principais preocupações estão relacionadas ao rebaixamento da superfície potenciométrica, e a invasão
de água salgada possivelmente encorajada pela maior conectividade entre a
pedreira e a costa.
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13. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Metodologia
Como já existiam dados, foi feito o reprocessamento, usando inversão 3-D e
aplicando o critério de suavização para a captura de fortes contrastes, como
por exemplo em paredes de poços e bordas das fraturas.
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14. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Arranjo
A aquisição por meio de poços, convertida em pers 2-D formam uma grade
como mostra a gura. Cada poço foi feito com cerca de 25m.
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15. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Processamento dos Dados
Portanto 13 os painéis adquiridos em 2-D permitiu o a inversão 3-D com os
códigos atuais. Usando os dados mostrados no painel anterior, foi realizada
uma inversão 3-D, usando o padrão de suavização, com um código que
usa diferenças nitas e que permite renamento da rede ao redor do poço,
permitindo assim uma modelagem mais acurada. A inversão do dado original
em 2-D foi bem sucedida, e na época os autores perceberam que melhores
caracterizações seriam feitas com a evolução do imageamento em 3-D.
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16. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
A maior limitação da inversão 2-D é que a distribuição de resistividade ao
longo dos eixos perpendiculares aos painéis é assumido como constante, e
isto é uma representação pobre para a maioria dos meios geológicos, particularmente em rochas fraturadas.
Para demonstrar esta armação usa-se os painéis E7 -E8 como exemplo da
melhoria do imageamento que é obtida com a inversão completa 3-D e com
uso do critério de suavização, em comparação com a inversão 2-D.
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17. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
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18. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
A primeira inversão 2-D realça a força de ERT para imagear a interconectividade das fraturas longe dos poços. A imagem preto e branco sugere
condutividade entre os poço. Um outro benecio da modelagem 3-D é a
capacidade de capturar a distribuição de condutividade em três dimensões.
Na gura colorida a alta condutividade ao redor do poço desaparece com a
correta modelagem do poço. Neste exemplo uma outra vantagem é a maior
capacidade de captura da distribuição de condutividade 3-D. A inversão 3D da gura colorida é similar ao painel 2-D, mas tem signicado diferente
em que a alta condutividade na boca do poço E7 desaparece por meio da
modelagem correta do poço. No caso do E8 isso não acontece, e suspeita-se
que este tenha sido modelado de forma errada.
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19. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
A imagem mostrada a seguir mostra 3 poços com condutividade circulares
sugerindo novamente uma localização errada do poço na modelagem. E é
baseado na restrição de suavização, mesmo sabendo que isto é inconsistente
com o sistema estudado.
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20. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
O resultado da inversão mostrado na gura é mais realístico quando usa:
A baixa resistividade estão localizadas e concentradas ao redor da
zona de fraturas.
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21. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussão
O resultado da inversão mostrado na gura é mais realístico quando usa:
A baixa resistividade estão localizadas e concentradas ao redor da
zona de fraturas.
A zona de fraturas é resolvida com a condutividade esperada perto do
poço
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22. Introdução
Apresentando o Problema
Apresentando o Método
Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Resultados e Discussões
O critério de suavização é comumente empregado na modelagem estrutural
de resistividade na ausência de informações verdadeiras do meio, porém isso
é inconsistente com rochas fraturadas, onde existem fortes contrastes entre
a rocha matriz sã e a parte das fraturas. Portanto incorporar alternativas
para restrição de suavização tem sido um desao para os estudos com uso
de ERT.
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23. Introdução
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Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Conclusão 1
O uso de ERT promove melhoras no imageamento de sistema de rochas
fraturadas. Com o uso de inversão 3-D na modelagem de poços e uso de
limitações de suavidade, melhora a imagem do sistema de rochas fraturadas,
e produz uma imagem mais signicativa da geologia, da condutividade e da
mudança de condutividade em um sistema deste tipo. Isto como resultado
de transporte de uidos.
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24. Introdução
Apresentando o Problema
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Área de Estudo
Aquisição
Resultados
Conclusões
Referências
Conclusão 2
A remoção das limitações de suavidade, tanto em paredes de poços, quanto
em bordas de fraturas aumenta a chance de resolver a condutividade de
estruturas, sendo mais consistente com rede de fraturas. Esta é uma técnica
potencialmente forte para imagear transporte de uidos em zonas fraturadas
longe de poços.
É necessário novas oportunidades de aplicação de ERT em sistemas de fraturas para desenvolver em resposta um incremento necessário para caracterizar e monitorar transporte de uidos em aquíferos de rochas fraturadas bem
como para a evolução da hidrogeologia.
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25. Introdução
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Conclusões
Referências
Bibliograa
Doetsch J. A., I. Coscia, S. Greenhalgh, N. Linde, A. Green, and T. gunther,
2010, the borehole-uid eect in eletrical resistivity imaging: Geophysics,
75, no 4, F107-F114.
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