Aerogeofísica aplicada no mapeamento de microexsudações de hidrocarbonetos, integrada a dados de sensoriamento remoto orbital : região do Remanso do Fogo (MG)

Abstract

Com o intuito de ampliar o emprego de métodos indiretos no mapeamento de hidrocarbonetos onshore, este estudo utilizou dados aerogeofísicos e de sensoriamento remoto para a detecção de microexsudações de hidrocarbonetos gasosos. O trabalho foi realizado na região do Remanso do Fogo - MG, caracterizada por apresentar escapes de gás em superfície e por ser objeto de campanhas exploratórias desde a década de 80. Dados de um levantamento geoquímico de superfície, conduzido pela Petrobrás em 1987, foram utilizados neste estudo para fins de validação dos resultados. O levantamento aerogeofísico, composto pela gamaespectrometria e magnetometria, possui espaçamento de linhas de produção de 500m e altura de voo de 100m, o que o caracteriza como um levantamento aéreo de alta resolução, viabilizando o uso desta ferramenta para a detecção das microexsudações. A técnica de normalização pelo tório foi aplicada aos dados gamaespectrométricos com o objetivo de detectar variações físico-químicas na superfície, potencialmente relacionadas à ação dos hidrocarbonetos, tais como a diminuição nas concentrações de potássio e urânio. O potássio se caracteriza por um empobrecimento mais acentuado que o de urânio e, por isso, foi utilizado o índice DRAD, resultado da subtração entre os valores residuais de urânio e potássio. Tanto os baixos valores de potássio residual, quanto os altos valores DRAD, tiveram uma forte correspondência com os dados de geoquímica e estão posicionados próximos a áreas onde são conhecidas ocorrências de gás. A amplitude do sinal analítico de ordem 1 aplicada aos dados magnéticos foi selecionada para o mapeamento de acumulações de magnetita diagenética e estruturas geológicas rasas, que estariam potencialmente relacionadas com a condução de gases até seu escape em superfície. Sua correspondência com os resultados radiométricos e os elementos de validação é significativa. O método relacionado à análise espacial por lógica fuzzy foi aplicado aos dados geofísicos, de modo a otimizar a seleção de áreas potenciais para a ocorrência de microexsudações. Paralelamente ao estudo efetuado com a geofísica aplicada a pequenas profundidades, também foi feita a investigação de fontes magnéticas posicionadas desde o embasamento até a superfície. Dessa forma, foi possível caracterizar prováveis estruturas intra-sedimentares e sua relação com os hidrocarbonetos na área. Os dados de sensoriamento remoto abrangem 9 bandas do sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), posicionadas nas regiões espectrais do visível ao infravermelho de ondas curtas, o que confere a capacidade de discriminação da caulinita, em meio a diversos argilominerais, como também a detecção de feições espectrais na vegetação e do íon Fe2+. Estes elementos são indicadores das mudanças físico-químicas causadas pela ação dos hidrocarbonetos e foram encontrados na área de estudo. Os resultados provenientes do sensoriamento remoto forneceu um conjunto de atributos adicionais às anomalias geofísicas encontradas, reforçando a possibilidade de ocorrências de microexsudações nestas áreas. Desse modo, a integração entre os resultados deste estudo permitiu a definição de áreas potenciais que apresentam até seis indicadores favoravéis à presença de hidrocarbonetos: (i) baixa concentração de potássio; (ii) altos valores DRAD; (iii) altos magnéticos; (iv) alta concentração de caulinita; (v) altas concentrações de Fe2+; (vi) anomalias geobotânicas. Algumas dessas áreas foram validadas pela geoquímica e pelas ocorrências registradas de gás na região. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

In order to expand the use of indirect methods to map onshore hydrocarbons, this study used techniques applied to airborne geophysical data and remote sensing data to detect hydrocarbon microseepages. The research was conducted in the Remanso do Fogo area – Minas Gerais State – which is characterized by leaks of gas on the surface and as an exploratory field since the 80s. The surface geochemistry, led by Petrobrás in 1987, was used in this study for validation of the results. The airborne geophysics, comprised by magnetometry and gamma-ray spectrometry, has flight line spacing of 500m and nominal flight height of 100m, which characterizes it as a high resolution airborne survey, enabling the use of this tool for the microseepage detection. The thorium normalization technique was applied to radiometric data in order to detect little physical and chemical changes on the surface, caused by the action of hydrocarbons, such as the decrease in potassium and uranium concentrations. Potassium depletion is stronger than uranium depletion. Therefore the DRAD index was used to map these variations and indicate positives values in affected areas. The results had a strong correlation with the geochemical data and are positioned close to the reported gas leaks. The first order amplitude of the analytic signal was selected for mapping diagenetic magnetite accumulations and shallow geological structures that are potentially related with gas migration at the surface. It has an important correspondence with radiometric results and other validation elements. Fuzzy logic was applied to geophysical data in order to optimize the selection of potential areas for microseepages occurrences. Parallel to the study conducted with geophysics applied to small depths, magnetic sources from the basement to the surface were also investigated. Thus, possible intra-sedimentary structures and their relationship with the hydrocarbons passage were indentified in the area. The remote sensing data are comprised of nine bands of the ASTER sensor (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), from the visible spectral region to short wave infrared, which provides the discrimination of kaolinite, among the most diverse clay minerals, and the detection of vegetation spectral features and Fe2+ion. These elements are indicators of physical and chemical changes caused by the influence of hydrocarbons. The remote sensing results provided a set of additional attributes for the geophysical anomalies, reinforcing the possibility of microseepages ocurrences in these areas. Therefore, the data integration of this study allowed the definition of potential areas that have up to six ideal indicators of the hydrocarbons presence: (i) low potassium concentration; (ii) high DRAD values; (iii) high magnetic values; (iv) high kaolinite concentration; (v) high Fe2+ concentrations; (vi) geobotanic anomalies. Some of these areas were validated by geochemistry and reported gas leaks in the region.