Sísmica de Refração

Na sísmica de Refração, as ondas sísmicas propagam-se em sub-superfície e viajam a grandes distâncias, sendo após captadas por sensores (geofones). As informações obtidas por este método geralmente são de áreas em grande escala, trazendo informações pouco detalhadas das regiões abaixo da superfície, situadas entre o ponto de detonação e o ponto de captação.

As pesquisas geo-sísmicas são freqüentemente realizadas utilizando-se o método sísmico à refração, que utiliza a determinação da velocidade de propagação das ondas longitudinais (ondas P) e às vezes transversais (ondas S) no subsolo. Tais ondas são geradas, e se propagam no terreno, cada vez que este último é submetido à solicitações sejam do tipo natural, sejam do tipo artificial (explosões, marteladas, etc.).

técnica de prospecção sísmica a refração consiste na medida dos tempos de primeiras recepções das ondas sísmicas geradas em um ponto na superfície (ponto de disparo), em correspondência de vários pontos dispostos alinhadamente na superfície topográfica (geófones). O estudo da propagação das ondas sísmicas permite avaliar as propriedades mecânicas e físicas dos terrenos e a solidez dos materiais por estas atravessados. Mediante este tipo de estudo é possível estimar a provável composição litológica dos terrenos, ao seu grau de fraturamento, a geometria das primeiras unidades debaixo do capeamento superficial, a profundidade onde se encontra a rocha de fundo (“bedrock”), a sua forma e às vezes, nos terrenos aluviais, a profundidade do lençol freático. A elaboração dos dados sísmicos com um completo modelo matemático bidimensional acompanhado por procedimentos iterativos, permite maximizar a resolução e o detalhamento podendo-se reconstruir um modelo de velocidade do terreno em estudo. Utilizando as distâncias entre o ponto de energização e os de recepção e os tempos de primeira recepção dos sinais sísmicos, se elaboram as dromocronas (curvas tempo-distância), das quais se obtêm, através de um oportuno programa de cálculo, as velocidades reais das distintas camadas, sua espessura, profundidade, forma e inclinação. Este procedimento de tipo “clássico” foi criado para fornecer um modelo de velocidade inicial ao procedimento de iteração topográfica. Para esta parte do procedimento interpretativo o algoritmo utilizado pelo programa de cálculo foi publicado em 1986 por Dereck Palmer em um artigo intitulado “The generalized reciprocal method of seismic refraction interpretation (Society of Exploration Geophysicists)”. Unidade de aquisição de dados Para registrar simultaneamente os impulsos sísmicos ressaltados pelos geófones é necessária a utilização de uma instrumentação eletrônica multicanal, com baixíssimo ruído interno, a alta velocidade de amostragem, dotada de suporte magnético para o registro dos dados obtidos depois de oportuna amplificação, filtragem e conversão analógico/digital. Para esta finalidade utilizamos o nosso sísmógrafo EEG BR24, com 24 canais. Dispositivo de recepção Para registrar as vibrações do terreno são utilizados 24 geófones do tipo eletromagnético a bobina móvel com freqüência característica de 10 Hz, que permitem converter em sinais elétricos os deslocamentos verificados no terreno. Estes receptores se conectam ao sismógrafo através de cabos apropriados multipolares. Dispositivo de energização Para gerar as ondas sísmicas é utilizado um apropriado fuzil sísmico. O impulso do disparo é transmitido imediatamente ao sismógrafo para permitir um registro sincronizado em tempo 0. As seções sísmicas são constituídas por 24 geófones alinhados a passo constante, e são energizadas em cinco, sete e nove pontos alinhados às mesmas, em posições internas e externas. Aquisição dos dados A aquisição dos dados ocorre depois de oportunas verificações do correto funcionamento da instrumentação e do circuito de time-break (tempo 0). Elabiração dos dados O procedimento de elaboração é sinteticamente descritível nos seguintes passos: 1. Transferência dos sismogramas ao programa de seleção dos tempos de primeira recepção; 2. Emissão das dromocronas medidas, seja em forma gráfica que em forma legível pelo programa de elaboração tradicional baseado no algoritmo GRM (Generalized Reciprocal Method); 3. Imissão dos valores das quotas dos geófones e dos disparos no programa de interpretação GRM e leitura das dromocronas medidas; 4. Elaboração dos dados e interpretação tradicional; 5. Emissão das seções interpretadas, que trazem as interfaces entre camadas de diversas velocidades sísmicas e os mesmos valores de velocidade. Nota-se que as velocidades sísmicas atribuídas a cada uma das camada são caracterizadas por um gradiente nulo na direção vertical (são constantes na vertical para cada camada). Existe a possibilidade de modelizar, com o procedimento GRM, as variações horizontais de velocidade, que de qualquer modo resultam discretas e não contínuas; 6. Emissão de um arquivo que indica localização e altitude de cada ponto de disparo e de cada geófone, legível pelo programa de iteração tomográfica e de ray-tracing (traçado do percurso dos raios sísmicos); 7. Emissão do modelo bidimensional do terreno obtido do procedimento GRM sob forma de uma matriz a celas de dimensão definível (inferiores ao metro), adaptada para ser lida pelo programa de ray-tracing e de elaboração tomográfica. A interpretação GRM vem, portanto, fornecer o modelo inicial das velocidades do terreno, necessário para ativar as iterações do completo modelo matemático bidimensional (modelização tomográfica). O terreno é, portanto, subdividido em celas de dimensões mínimas, cada uma dotada de uma diferente velocidade sísmica e cada uma pronta a ser modificada pelo procedimento de iteração tomográfica com o objetivo de reduzir ao mínimo o erro entre as dromocronas calculadas com base no modelo do terreno e aquelas efetivamente medidas durante a prospecção; O arquivo que contém as posições e as cotas é lido pelo programa tomográfico juntamente com o arquivo contendo a matriz das velocidades; o procedimento de ray-tracing e de controle é também ativado. Em primeiro lugar é controlada a posição dos sensores e dos disparos. Logo depois são visionados os percursos dos raios sísmicos e avaliado o primeiro “fitting” com os dados medidos, com o propósito de iniciar o procedimento tomográfico excluindo erros sistemáticos previamente corrigíveis. O objetivo do procedimento iterativo tomográfico é reduzir o erro entre os tempos das dromocronas calculadas com base no modelo em relação àquelas efetivamente medidas. Isto ocorre por aproximações sucessivas (iterações) controladas pelo operador, ao qual é possível intervir na escolha de muitos coeficientes que influenciam o cálculo como também na escolha do mesmo procedimento que é utilizado para realizar a minimização dos erros. O resultado final será uma matriz representativa do terreno investigado constituída por celas, cada uma caracterizada por uma velocidade sísmica que, em total, apresenta um erro mínimo se utilizada no procedimento de traçado dos raios sísmicos. Essa matriz é visualizada através de um oportuno programa de contouring, utilizando diversas cores para diferentes velocidades.

Sísmica de Reflexão

A sísmica é a principal ferramenta geofísica utilizada na exploração de petróleo e gás. A sísmica de reflexão é um método indireto de exploração de subsuperfície da Terra. Vem sendo largamente utilizado pelo fato de ser capaz de cobrir grandes áreas e ser mais economico quando comparado a um método direto, como por exemplo, perfuração de poços.

A metodologia geofísica denominada "sísmica à reflexão", se aplicada em corretas condições, permite a melhor descrição das características dos terrenos e das suas geometrias, assim como a possibilidade de explorar a notáveis profundidades utilizando origens energizantes de potência limitada.

A sísmica à reflexão foi utilizada no passado principalmente para as pesquisas petrolíferas profundas com raros sucessos nas aplicações superficiais. Nos primeiros anos ’80, o surgimento dos geofones de alta freqüência e dos sismógrafos digitais, assim como os computadores velozes e a baixo custo consentiram sempre maiores e válidas aplicações no campo da engenharia, no campo ambiental e para procura de água. Uma outra ajuda veio da disponibilidade de origens sísmicas a baixo custo e a alta freqüência. Por sísmica a reflexão "superficial" entende-se a investigação entre 1 e 1000 metros de profundidade com a utilização de freqüências sísmicas entre 50 e 1000 Hz. O princípio físico utilizado na metodologia , consiste na reflexão parcial da energia das ondas elásticas na sua passagem através de um plano de descontinuidade de velocidade sísmica. A energia refletida será maior para contrastes mais destacantes de velocidade. A técnica de prospecção é organizada segundo o modelo do perfil contínuo que permite seguir os horizontes refletores com continuidade e multiplicidade de cobertura da pesquisa. O percurso ilustrado na figura 1 é a geometria de aquisição base para uma simples energização. A onda sísmica provocada por um fuzil sísmico ou por um explosivo se propaga no subsolo e é parcialmente refletida contra a superfície, pelas descontinuidades geológicas. Uma seqüência de geofones alinhados na superfície permite ressaltar simultaneamente as formas de onda sísmica refletidas. Essa geometria de base é deslocada ao longo do alinhamento dos geofones a um passo geofônico, a cada energização. Esse procedimento permite, portanto, registrar mais vezes as informações provenientes do mesmo refletor em profundidade. Dessa forma, além de dispor de uma "cobertura múltipla", obtém-se outra vantagem; as ondas sísmicas provenientes do mesmo ponto em profundidade têm seguido diversos percursos caracterizados por diversos ângulos de incidência. A soma dos traçados sísmicos relativos ao mesmo ponto em profundidade será construtiva, somente se for feita uma escolha correta relativamente ao valor da velocidade média do material próximo à interface refletora. Em todos os outros casos a média será destrutiva para o sinal refletido. A elaboração numérica dos dados adquiridos segundo o modelo descrito, permite, portanto, evidenciar os refletores somente depois de uma correta escolha de velocidade, que, naturalmente, corresponde também a uma definição precisa da posição em profundidade (profundidade = velocidade média x tempo /2). A qualidade dos dados obtidos na fase de aquisição, além da qualidade dos terrenos, depende em grande parte dos parâmetros de aquisição escolhidos. Essa definição depende da experiência do operador ou dos resultados de um perfil de teste denominado "walk-away", realizado com o escopo de testar as características dos terrenos e assim permitir escolher as melhores geometrias e os melhores parâmetros de aquisição. Os parâmetros a definir são os seguintes: Tempo de medição = O tempo que precisa para o equipamento receber toda informação de interesse; Procedimento de amostragem = Tempo de aquisição de cada valor, cuja seqüência constitui a forma da onda. Não deve ser superior à metade do período da mais alta freqüência conteúda no sinal; Distância entre a origem e o geófone mais distante = Determina a profundidade explorada para a qual é ainda possível uma boa análise das velocidades; Distância entre a origem e o geófone mais próximo = Não deve ser muito grande, de modo de permitir uma boa avaliação das espessuras e das velocidades da primeira camada areada; Distância entre os geófones = Depende dos parâmetros precedentes e do número de canais disponíveis no sismógrafo. Quanto mais curta for, maior será a resolução superficial. A existência de uma boa resolução superficial junto com uma boa penetração em profundidade, é proporcional ao número de canais disponíveis; Filtros analógicos = Uma boa escolha dos filtros permite a eliminação dos ruídos e o melhor aproveitamento da dinâmica do sismógrafo. Em particular isso vale para a escolha do filtro "passa alto". Fonte de energia Como fonte de energia habitualmente se usa: um peso ou marreta, caso a máxima profundidade a explorar não seja superior a 30-40 metros; um fuzil sísmico, caso a máxima profundidade a explorar seja entorno de 100 metros; um explosivo, que permite regular a energia imersa no terreno para uma pesquisa a maiores profundidades. A conexão de time-break entre o ponto de disparo e a estação de aquisição é realizada com um duplo fio elétrico ou com um sistema de rádio. Sistema de recepção Para o registro das formas de onda na superfície, podem ser utilizados de 12 a 48 geófones ou mais. Sistema de adquisiçao As formas de onda simultaneamente presentes nos geófones são adquiridas com a utilização de um sismógrafo multicanal (ex. EEG BR-24 ou BISON 9048). Além do número de canais já mencionado, outra característica importante de um sismógrafo é a dinâmica do sinal, ou seja, a diferença entre o menor e o maior valor do sinal que o instrumento é capaz de captar no mesmo traçado.

Tire suas dúvidas sobre os Biocombustíveis

A história dos biocombustíveis no Brasil começa a partir de testes pioneiros realizados, entre os anos de 1905 e 1925, com o álcool combustível. Em 1931, o governo brasileiro estabelece um decreto que obriga a mistura de 5% de álcool na gasolina importada pelo país; sete anos depois, o decreto-lei nº 737 estende a obrigatoriedade a mistura de 5% de álcool também à gasolina produzida por aqui. Na década de 60, a descoberta de extensas reservas petrolíferas no Oriente Médio diminui um possível interesse mundial por biocombustíveis. Porém, com a primeira crise mundial do petróleo, em 1973, a procura por novas fontes de energia ressurge. Em 1975, o Brasil lança o Programa Nacional do Álcool (Proálcool) – maior programa comercial de uso de biomassa para fins energéticos no mundo. Dois anos depois, o professor Expedito Parente, da Universidade Federal do Ceará, descobre o biodiesel a partir do óleo de algodão e, em 1980, ele registra a primeira patente mundial de biodiesel, hoje de domínio público. No mundo inteiro, com o passar dos anos e as intermitentes crises de energia, associadas à maior demanda por combustíveis fósseis, surgem novos e fortes estímulos para o desenvolvimento de tecnologias de produção tanto do etanol quanto do biodiesel. E estes dois produtos passam a ter um papel de destaque na matriz energética mundial e no mercado internacional de combustíveis. Graças ao seu clima, à sua geografia, a vastas terras disponíveis para o cultivo de grãos e cana-de-açúcar e, ainda, à alta tecnologia desenvolvida pela Petrobras, o Brasil se transformou nos últimos anos num dos maiores produtores de biocombustíveis em termos globais, com um potencial de crescimento singular e invejável. Hoje, nove em cada dez carros vendidos no país têm motores flex fuel, ou seja, são movidos a gasolina e álcool. Já há em circulação frotas de ônibus, trens e caminhões movidos a biodiesel – e a tendência, indiscutível, é que este mercado se amplie muito nos próximos anos. E é justamente para explicar a importância dos biocombustíveis, seus mercados e numerosas vantagens, que a Petrobras tomou a iniciativa de produzir um material informativo específico sobre o assunto. O livreto “BIOCOMBUSTÍVEIS: 50 PERGUNTAS E RESPOSTAS SOBRE ESTE NOVO MERCADO” procura descrever os principais temas deste novo mercado, mas sem a pretensão de esgotá-los. Trata-se de uma publicação – tal como o próprio mercado de biocombustíveis – dinâmica, e que exigirá atualizações periódicas, seja na forma impressa, seja na versão eletrônica, acessível através do portal da Petrobras na internet (www.petrobras.com.br). Com o livreto, a Petrobras espera multiplicar os canais de comunicação e torná-los cada vez mais úteis aos seus diversos públicos, de professores a autoridades, dos profissionais da mídia aos técnicos do setor.

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