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A Geologia Esqueceu as Flechas Reolhando o livro Geologia Geral, 5ª edição, São Paulo, Ed. Nacional, 1974, de Viktor Leinz e Sérgio Estanislau do Amaral depois de ter elaborado a Teoria das Flechas pude perceber como a geologia esqueceu um dos mais importantes senão o mais importante dos elementos formadores, a queda das flechas (meteoritos e cometas). Leinz e Amaral falam dos meteoritos apenas de passagem na página 20 e ss., citando como principais fatores formadores o vulcanismo, os intemperismos, as forças internas, as ondas e marés e outras, não os meteoritos, que são vistos apenas como curiosidade. AS FORÇAS DO MODELO 1. forças físico-químicas (intemperismos); 2. administração biológica/p.2 das forças (modificações promovidas pela vida); 3. administração psicológica/p.3 (fatores humanos) das forças; PASSADO 4. administração informacional/p.4 das forças (não há, pois esta é outra informática); 5. administração cosmológica/p.5 das forças; 6. forças dialógicas/p.6 (vindas diretamente da Natureza/Deus, Ela/ele, ELI). Evidentemente os esquemas atuais pré-modelo são incompletos. FORÇAS FÍSICO-QUÍMICAS • EXTERNAS (de fora da Terra): 1. forças elétricas; 2. forças magnéticas; 3. forças fracas; 4. forças fortes; 0. forças gravinerciais (aqui estão os meteoritos, entre outros operadores). • INTERNAS: 1. das ondas e das marés (embora influências da Lua, do Sol e de outros objetos celestes incidem no planeta); 2. da radiação nuclear interna emanada que faz ferver o interior (junto com a pressão advinda da gravitação); 3. ventos; 4. gradientes atmosféricos de temperatura (são diferentes dos ventos, que são originados por eles – as temperaturas diferentes fazem rachar o solo);

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5. maremotos, terremotos, tsunamis, furacões, monções, avalanches; 6. outras. Ora, os meteoritos, como mostrado sobejamente, são um dos mais interessantes fenômenos formadores. Por si só constituem um capítulo fundamentador, e não obstante foram amplamente desconsiderados. Assim, uma das mais importantes – economicamente falando ciências para as empresas de prospecção falhou miseravelmente e após séculos, com todas as (são seis mil atualmente!) universidades, todos os aparelhos, todas as máquinas, todos os instrumentos, todo dinheiro necessário que eles não cansam de pedir, todos os computadores, tudo de tudo, tudo do bom e do melhor, a geologia não atinou com o significado das flechas. Não é de espantar? Vitória, sábado, 09 de abril de 2005. José Augusto Gava. GEOLOGIA Geologia, campo da ciência que se interessa pela origem do planeta Terra, sua história, sua forma, a matéria que o compõe e os processos que atuam ou atuaram sobre ele. É considerada uma das ciências da Terra, ou geociências, e os geólogos são cientistas que estudam as rochas e os materiais derivados que formam a parte externa do planeta. A geologia pesquisa a história da Terra e inclui a história da vida, englobando todos os processos físicos que atuam na superfície ou na crosta terrestres. Estuda também as interações entre rochas, solos, água, atmosfera e formas de vida. Na prática, os geólogos especializam-se numa área, física ou histórica, da geologia. A geologia física inclui campos como geofísica, petrologia e mineralogia, enfocando processos e forças que dão forma ao exterior da Terra e também atuam em seu interior. Já a geologia histórica estuda a evolução da superfície terrestre e de suas formas de vida e implica pesquisas de paleontologia, estratigrafia, paleografia e geocronologia. Entre as ciências incluídas na geologia estão: a petrologia, que se encarrega da origem, aparição, estrutura e história das rochas, principalmente as ígneas e as metamórficas; a geologia estrutural, que estuda as rochas em geral e a análise das deformações dos estratos sedimentários; a sedimentologia, que pesquisa os depósitos terrestres ou marinhos, antigos ou recentes, sua fauna, flora, minerais, texturas e evolução no tempo e no espaço; a geologia econômica, que se encarrega da análise e exploração de matérias geológicas úteis para os seres humanos (como combustíveis, minerais metálicos e não-metálicos, água e energia geotérmica); a 2


geofísica, geoquímica, mineralogia, paleontologia e metalurgia. Enciclopédia Microsoft® Encarta®. © Corporation. Todos os direitos reservados. GEOLOGIA NA INTERNET

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» O que é Geologia ?

A Geologia é a ciência da Terra, de seu arcabouço, da sua composição, de seus processos internos e externos e de sua evolução. O campo de atividade da Geologia é, por conseguinte, a porção da terra constituída de rochas que, por sua vez, são as fontes de informações. Entretanto, a formação das rochas de um conjunto de fatores físicos, químicos, donde os interesses se entrecruzarem repetidamente. É objeto da Geologia Geral o estudo dos agentes de formação e transformação das rochas, da composição e disposição das rochas na crosta terrestre. A Petrologia é a ciência das rochas no sentido escrito, constituindo a base das ciências geológicas. A Paleontologia descreve e classifica os antigos seres viventes que se encontram nas rochas. A Geologia Histórica descreve os eventos biológicos e estruturais dentro de uma cronologia. A Estratigrafia ordena as rochas estratificadas, sistematizando-as a partir das mais antigas. A Geografia, cujos campos de ação estão na superfície da Terra e seus habitantes, quando se ocupa da conformação da crosta e da sua evolução (Geografia Física), passa a ser um campo especial da Geologia. Estas são algumas das ramificações da Geologia entre inúmeras outras, notadamente de sentido prático e aplicado a pesquisa de minerais ou às obras de engenharia. Conceitos Geologia = Ciência cujo objetivo é o conjunto da origem da formação e das sucessivas transformações do globo terrestre e da evolução do seu mundo orgânico. (Dicionário) Geologia = É a ciência da terra, de seu arcabouço, de sua composição, de seus problemas internos e externos e de sua evolução. (Popp) Geologia = Como ciência procura decifrar a história geral da terra, desde o momento em que se formaram as rochas até o presente. (Victor Leinz e Sérgio E. do Amaral

A GEOLOGIA SENDO ESTUDADA NA UNIVERSIDADE EM PORTUGAL-AVEIRO Disciplina: Geologia Geral Escolaridade:

2/1/4; 4.5 UC; 1º ano / 2º semestre

Objectivos:

Introdução de conceitos básicos para o estudo das Ciências da Terra: materiais geológicos, processos geológicos; dinâmica da Terra; recursos 3


geológicos; riscos geológicos. Técnicas de estudo em geociências. Competências:

Conhecimento e compreensão dos conceitos, princípios e teorias das ciências geológicas. Desenvolvimento de competências práticas no dominio da identificação e classificação de rochas e minerais em amostra de mão e da leitura e interpretação de mapas topográficos e geológicos.

Conteúdos Programáticos: Teóricas: Minerais e rochas: critérios de identificação e classificação. Estrutura e composição da Terra. Ciclo geológico e dinâmica da Terra. Génese e modo de ocorrência de rochas ígneas. Processos ígneos. Plutonismo e vulcanismo. Génese e modo de ocorrência de rochas sedimentares. Processos sedimentares. Génese e modo de ocorrência de rochas metamórficas. Processos metamórficos. Estruturas geológicas. Tempo geológico: escalas cronoestratigráfica e geocronológica. Práticas: Minerais e rochas: critérios de identificação e classificação macroscópica. Introdução à leitura e interpretação de mapas topográficos e de mapas geológicos. Metodologias de Ensino:

Aulas formais teóricas e práticas. Saídas de campo.

Avaliação:

Exame teórico escrito (60%) e exame prático escrito (40%).

Pré-requisitos:

Nenhum. Esta disciplina será um pré-requisito para todas as disciplinas da área de geociências.

A PARTICIPAÇÃO DA PETROBRÁS Edição 242 – Outubro de 2002 – Revista Petro & Química Petrobras: na vanguarda da geologia

Flávio Bosco

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Uma solução caseira está permitindo à Petrobras trabalhar com tecnologias de vanguarda em estudos geofísicos e geológicos: um cluster montado a partir de 80 PC’s forma um hardware com capacidade de processamento similar às potentes – e caras – workstations. Com uma enorme quantidade de dados, um computador comum levaria pelo menos um mês para processar toda a informação necessária para o trabalho dos geólogos da empresa. Por outro lado, uma workstation não custa menos de US$ 50 mil. “Para viabilizar o processamento dessas informações, foi necessário disponibilizar um hardware compatível. Com isso, conseguimos uma capacidade de processamento infinitamente maior do que as máquinas convencionais, e a um preço relativamente barato, porque 80 computadores não custam tão caro quanto as máquinas normalmente utilizadas para esse trabalho”, conta o responsável pela área de estudos geofísicos e geológicos da Petrobras, João Claudio Conceição. O segredo está no algorítimo de processamento paralelo: todas as funções matemáticas que precisam ser resolvidas são distribuídas paralelamente para cada um dos micros da rede – denominados “nós” – que recebem a tarefa, realizam a operação matemática, e devolvem a informação para um computador central registrar. Isso diminui exponencialmente o tempo gasto com o processamento. “Tarefas que levariam mais de oito dias são realizadas em uma hora. É uma diminuição substancial”, avalia João Claudio. Caso algum dos 80 nós “travar”, ela é automaticamente desativada, e as tarefas a ela atribuídas são distribuídas pelas outras máquinas. As memórias utilizadas no cluster são do tipo Error Correction Code – ECC que fazem correção de erro automaticamente. 5


A construção desse hardware permite que a Petrobras utilize novas tecnologias de processamento de dados geofísicos e geológicos, como a PSDM, WCDP e a Filtragem Prony. “A companhia domina uma série de rotinas de processamento e interpretação de dados. A missão do Cenpes é buscar novas tecnologias, desenvolver e disponibilizar para a área de Exploração e Produção”, explica Breno Wolff, gerente geral de P&D de Exploração da Petrobras. Da equipe gerenciada por Breno, 40 pessoas – sendo 31 técnicos – cerca de oito geofísicos estão dedicados à pesquisa de técnicas para processamento de dados sísmicos. Só esse ano, a área de geofísica tem um orçamento de R$ 2 milhões. O valor pode ser considerado quase irrisório quando comparado aos benefícios que pode trazer: uma perfuração errada custa US$ 20 milhões à companhia. Mais sinal e menos ruído João Claudio explica que o estudo sísmico é feito através de emissão e obtenção de uma onda sísmica. “O navio emite uma onda de choque, que atravessa a água, e penetra no subsolo se distribuindo até grandes profundidades. Ao chocar-se com as interfaces entre as várias camadas, parte dessa onda vai sendo refletida, e capturada pelos hidrofones na superfície do mar”. Em terra, o processo não se diferencia muito: dinamites enterradas em perfurações de dois metros emitem essa onda de choque, que são capturadas por geofones instalados na área – com uma perda de produtividade, devido a problemas com topografia e logística. O problema, tanto para a coleta de dados onshore quanto para offshore, é que junto com o sinal, é capturado um ruído – frações das ondas sísmicas dentro destes complexos horizontes. Todo o trabalho se resume a aumentar a chamada relação sinal / ruído – eliminar ao máximo os ruídos e aumentar o ganho dos sinais. A pesquisa realizada no Cenpes está focada na área de processamento – a transformação do dado coletado pelos geofones em uma imagem. “Só atuamos em aquisição e interpretação quando é necessário para dar suporte ao nosso foco”, conta. Uma das técnicas trabalhadas pela equipe é a Migração PréEmpilhamento – PSDM: antes de empilhar, cerca de 4.800 traços

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são migrados, para corrigir desvios de posição. “Essa técnica, chamada Pré-Streck Deep Migration, é muito perseguida pela indústria do petróleo. Investimos e desenvolvemos nosso próprio algorítimo, e atualmente estamos aperfeiçoando a técnica de determinação da velocidade, para obter um produto final ainda mais confiável”. Na coleta de dados, o registro do tempo que a onda sísmica demora entre a emissão na fonte, a reflexão em uma determinada camada, e a captura no hidrofone, teoricamente se daria em linha reta. Na prática, acontecem uma série de divergências causadas por heterogeneidades na velocidade das camadas (denominadas anisotropias) bem como devido à estruturas complexas. A impedância acústica (a multiplicação da densidade da camada pela sua velocidade, para a onda sísmica) em cada interface é que vai definir a energia que será refletida e capturada pelos geofones – quanto maior a impedância, maior a reflexão da onda. Ao longo desse caminho, a onda sofre uma série de atrasos e desvios, e o hidrofone acaba não registrando o refletor na sua localização real, daí a necessidade de migrar a informação. “O display que traz as informações coletadas pode apontar uma interface de grande impedância acústica, onde cada traço sísmico dê um sinal forte o suficiente, de forma a conseguir mapear o refletor com facilidade. Quando isso ainda for um dado bruto, as técnicas de migração ajustam a localização do refletor para uma posição real. O processamento faz uma análise de todas as distorções no percurso da onda, e tenta corrigir para uma posição mais correta”. Normalmente essa migração é realizada após o empilhamento dos dados. Cada ponto do subsolo é amostrado pelo menos 2.400 vezes – a função dessa superposição de imagens é acentuar os sinais e anular os ruídos. A técnica da migração préempilhamento proporciona uma imagem mais evidente do subsolo. “Isso aumenta exponencialmente o uso do computador. Em compensação, proporciona um resultado muito mais preciso”, conta João Claudio. Com a migração, a escala vertical pode ser dada em profundidade – antes era emitida em tempo. Só que isso pressupõe o conhecimento preciso do campo de velocidade admitida para a rocha e o tempo em que a onda sísmica demorou entre a explosão e a captura no hidrofone. “Um software derivado dessa tecnologia determina o campo de velocidade, o que era um processo crítico para o PSDM. O display convertido para profundidade torna mais exata a interpretação”.

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Outro programa derivado utiliza abordagens multi-focais, que entram no algoritmo e reduzem o tempo de processamento de uma linha de horas para alguns segundos. “O próximo passo agora é implementar o programa, com todos os seus derivados, para ser utilizado na rotina de processamento da área operacional”. WCDP e Filtragem Prony Paralela ao PSDM foi trabalhado o Wave Common Deep Point – WCDP, uma metodologia que se propõe a imagear sem a premissa da necessidade de um campo de velocidades preciso. Ainda embrionária, a técnica é desenvolvida pelo Cenpes em parceria com a Academia Russa de Ciências. “O WCDP também demanda uma grande capacidade de processamento, mas oferece produtos mais precisos em termos de imageamento”. Alguns testes com o WCDP já acenam boas perspectivas para a técnica. Mas ainda há muito trabalho a ser realizado: ainda não é possível, por exemplo, utilizar a técnica para levantamentos 3D. A Petrobras também vem trabalhando com a Filtragem Prony, um método alternativo para a detecção direta de hidrocarbonetos. “Existem diversas maneiras de tentar avistar uma assinatura da presença de hidrocarbonetos diretamente em um display sísmico. O método mais convencional é o chamado Amplitude Versus Offset – AVO, já utilizado pela Petrobras. A técnica Prony é outra metodologia matemática”. A Filtragem Prony não chega a ser uma novidade, mas não era aplicado devido a sua complexidade matemática – e conseqüente demanda de processamento. Com a disponibilidade do hardware de paralelismo, que permite realizar tarefas em tempo mais curto, a Petrobras começa a fazer os primeiros testes de detecção direta de hidrocarbonetos através da metodologia. “Testamos a técnica em alguns campos, e o resultado foi bastante animador. Recebemos dados sísmicos e mapeamos as ocorrências com altos índices de acerto”. A onda S Apesar de a Petrobras não possuir navios sísmicos, os técnicos do Cenpes também desenvolvem técnicas de aquisição, que são repassadas para as empresas – para que a coleta de dados obedeça a alguns parâmetros.

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É o caso da sísmica multicomponente, que considera não apenas a onda P (principal), mas também a onda S (cisalhante), que tem uma direção de vibração perpendicular à direção de movimento. Essa onda possui uma velocidade menor do que a onda P, mas um grande potencial para trazer informações. E o agrupamento dessas duas ondas em uma sessão única proporciona uma imagem mais rica. “O intérprete vai enxergar com muito mais clareza as estruturas e facies sedimentares”, conta João Claudio. O problema é que essa onda S só se propaga em meios sólidos – mas não na água. Nos levantamentos offshore, a onda provocada pelo navio até que é divida em P e S quando penetra o subsolo, como se houvesse uma fonte sísmica naquele ponto, mas essa informação não chega aos hidrofones porque a reflexão da onda também precisa atravessar a água durante o caminho de volta. Para aproveitar a onda S, a saída foi implantar hidrofones no fundo do mar – denominados geofones de cabo de fundo. No fundo do mar, os hidrofones funcionam com três bobinas, e são conectados, por cabo, a uma embarcação. Com duas bobinas horizontais, perpendiculares entre si é possível medir a onda S, enquanto a bobina vertical e o hidrofone mede a onda P. “Essa técnica é chamada de 4C: são quatro aquisições de uma vez só”. Para utilizar essa técnica de aquisição de cabo de fundo, os técnicos do Cenpes desenvolveram a metodologia própria de processamento dos componentes. “Participamos de um projeto multicliente no Golfo do México, de onde obtivemos os dados brutos. A partir desses dados foi desenvolvido o algorítimo para processamento, que também precisa ser diferenciado, devido aos quatro sinais”. No Brasil, os primeiros testes foram realizados em campos nas bacias do Rio Grande do Norte e de Sergipe, onde as lâminas d’água eram as mesmas que no Golfo do México. Para lâminas mais profundas, só agora estão prestes a ser feitos os levantamentos experimentais, no Campo de Marlim. “Para o processamento, não importa a profundidade, mas para a empresa que fará o levantamento sísmico, esse é uma variável importante”. Essa técnica de 4C vai de encontro à chamada sísmica 4D – que considera o tempo como componente. A empresa pode instalar seus cabos de fundo em uma área, e prendê-los a uma bóia na superfície, de onde, telemetricamente, poderá enviar os dados. Em determinados períodos, um navio passa pela área, emitindo novas ondas sísmicas.

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Os dados coletados entre um período e outro podem ser comparados, para acompanhamento da evolução do desenvolvimento do campo. “A sísmica 4C e a sísmica 4D estão interligadas. Caso a definição da imagem seja suficiente, é possível observar como está a drenagem do óleo e o deslocamento da água no reservatório, para orientar melhor no gerenciamento do desenvolvimento do campo”, conta João Claudio. No mundo inteiro, apenas algumas entidades, com as quais a Petrobras procura formar intercâmbios, trabalham com esses projetos. “São tecnologias de vanguarda, que o Cenpes tem por obrigação buscar e desenvolver em escala comercial, para uso da empresa”, finaliza Breno.

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A Geologia Esqueceu das Flechas  

em seus trabalhos de séculos a geologia deu pouca importância às quedas e à modelação provocada por elas