Análise multitemática de dados geológicos e sismica de reflexao : um ensaio metodológico - estudo de caso Grupo Itararé

Abstract

Resumo: As áreas de estudo desta pesquisa envolveram rochas pertencentes ao Grupo Itararé - Bacia do Paraná, localizadas em afloramentos nas cidades de Ponta Grossa (próximo ao parque estadual de Vila Velha) e Lapa, ambas no estado do Paraná. O principal objetivo foi a descrição de uma seqüência metodológica que utilizou várias técnicas como: mapeamento geológico, aquisição e processamento de dados de sísmica de reflexão rasa, ensaio geoestatístico com as amplitudes sísmicas e a geração de volumes sísmicos. Foi necessária a adoção de duas áreas de estudo para contemplar as principais etapas do desenvolvimento metodológico proposto, com enfoque geológico na Lapa e geofísico em Vila Velha. Os principais litotipos mapeados na Lapa foram arenitos, diamictitos, conglomerados e folhelhos descritos no mapa geológico. A resposta geofísica deste local não atingiu os resultados esperados, foram encontrados poucos refletores, sendo necessária a aquisição de dados geofísicos em outra porção correlata, no caso a área de Ponta Grossa. A investigação geológica na Lapa gerou o conhecimento das principais variações litológicas na Serra do Monge, assim como o mapeamento destas. Foram definidas cinco unidades litológicas com base no litotipo predominante e posição estratigráfica. Os principais lineamentos estruturais foram correlacionados com grandes feições presentes em escala de bacia definidos por trabalhos anteriores. Também foram investigadas falhas e fraturas em escala de afloramento. Na região próxima ao Parque de Vila Velha foram realizados levantamentos sísmicos de reflexão visando alvos rasos, até aproximadamente 250 metros de profundidade. O resultado foi o imageamento do substrato, incluindo uma correlação com as associações litológicas e falhas visíveis em campo. Os ensaios sísmicos de calibração e parametrização realizados em ambas as áreas de estudo foram essenciais para a solução de diversos problemas, como a fixação de geofones em rocha, geometria dos arranjos e posicionamento da fonte sísmica. No processamento dos dados sísmicos foram executados exaustivos testes que resultaram em seções de boa qualidade na área de Ponta Grossa e ainda pouco refinadas na área da Lapa. Os principais processos numéricos que contribuíram para melhorar as seções sísmicas foram a deconvolução preditiva, filtragem de freqüências e o emudecimento das primeiras quebras. A técnica CDP (common depth point) foi utilizada através da análise de velocidade CVS (Constant velocity stack) e correção NMO (normal move out). Através da construção de semivariogramas, o ensaio geoestatístico demonstrou a provável dependência espacial das amplitudes sísmicas, sendo possível a transformação de dados 2D em uma informação volumétrica para uma interpretação tridimensional. O ensaio geoestatístico demonstrou que a técnica pode ser utilizada com dados sísmicos, como visualizado pelo patamar bem definido em alguns semivariogramas, principalmente nas buscas das amostras realizadas em azimutes paralelos à direção de levantamento das linhas sísmicas. Foi executado um teste na geração de um cubo sísmico preliminar visando à correlação deste com informações geológicas extraídas de fotografias aéreas.

Abstract: The study areas of this research involve rocks of the Itararé Group - Paraná Basin, wich outcrop in the region of Ponta Grossa (near Vila Velha park) and Lapa cities, in Paraná state. The main objective was the description of a methodological sequence that uses various techniques like: geological mapping, shallow reflection seismic, a geostatistic assay with seismic amplitudes and seismic cube generation. Moreover to contemplate the main stages of the methodological development, it was necessary to adopt two study areas, with geological approach in Lapa and geophysical approach in Vila Velha. The main rock types mapped in Lapa area are sandstones, diamictites, conglomerates and shales, described in the geological map. The geophysical response of this area did not provide the expected results, being necessary the geophysical data acquisition in another correlated area, in this case the Ponta Grossa area. The geological investigation in the Lapa region generated the knowledge and mapping of the main lithologic variations in the Monge mountain range. In this mapping, five lithologic units are defined, based on the predominant rock type and its stratigraphic position. The main structural lineaments are correlated to large alignments present in basin scale, as defined by previous works. Faults and fractures at outcrop scale also were studied. The seismic reflection surveys carried out in Ponta Grossa region are processed and interpreted for shallow targets, down to approximately 250 meters depth. The result was the subsurface anisotropy imaging, including an earlier correlation with lithologic associations and faults observed in the field. Several seismic calibration and parameterization field tests were done in both areas to solve problems such as the placement of geophones in outcropping rock, array geometry and seismic source position. In the seismic data processing, exhaustive testing was done to achieve good quality seismic sections in Ponta Grossa area and still poorly refined in the Lapa area. The main numeric processes applied to seismic data, which contributed to improve the seismic section aspects, are the predictive deconvolution, frequency filters and mute of first breaks. The CDP (common depth point) technique was used by means of CVS (constant velocity stack) velocity analysis and NMO (normal move out) correction. Trough constructions of semivariograms, the geostatistic assay shows the probable spatial dependency of the seismic amplitudes, being possible the transformation of 2D data to volumetric information for 3D interpretation. The geoestatistic assay carried out, demonstrated that this technique is useful and can be used with seismic data, as observed in well defined sill in some semivariograms, specially in sample search done at directions parallel to the surveys. A preliminary seismic cube was executed aiming the correlation with geologic information like aerial photographs.