Sensoriamento remoto ótico &exploração petrolífera onshore e offshore / Remote sensing &offshore and onshore petroleum exploration

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

O petróleo é constituído basicamente por uma mistura de componentes químicos orgânicos (hidrocarbonetos) e pode ser classificado segundo a escala de grau API, viscosidade ou quantidade relativa de seus componentes SARA (i.e. saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos). Escapes naturais de hidrocarbonetos para a superfície são denominados de exsudações, que compreendem o objeto principal de estudo desta pesquisa. A investigação remota desses fenômenos foi aqui abordada com base na caracterização espectral de petróleos, bem como por estudos de caso em bacias sedimentares offshore (Campos e Campeche) e onshore (Tucano Norte). Considerando uma oleoteca de 17 amostras de óleo constituída para essa pesquisa, foram efetuadas medidas espectrais de reflectância para o VNIR e SWIR (visível, infravermelho próximo e de ondas curtas), bem como de reflectância total atenuada (ATR), reflectância direcional hemisférica (DHR) e emissividade para o TIR (infravermelho termal). Esses dados foram processados por técnicas quimiométricas. Diversas feições espectrais diagnósticas do petróleo no intervalo do VNIR-SWIR foram discriminadas, permitindo a caracterização espectral dos óleos puros sobre a água ou em emulsão com a água do mar. Ademais, diferentes petróleos (leves e pesados) e sua composição SARA foram qualitativamente distinguidos com base nas suas feições espectrais, mesmo em situações de filme de óleo sobre água. Muitas feições diagnósticas de HCs foram acentuadas em espectros obtidos em emulsões óleoágua, o que pode facilitar o mapeamento de exsudações. A análise quimiométrica desses espectros indicou ser possível a estimativa do tempo de exposição e emulsificação óleo-água na superfície do mar. Os resultados das análises quimiométricas obtidos com espectros do VNIR-SWIR foram também positivos para espectros reamostrados para a resolução espectral dos sensores hiperespectrais (ProspecTIR, Hyperion) ou multiespectrais (ASTER). No intervalo de 3 a 14 μm, foram observadas feições diagnósticas dos óleos, principalmente entre 2-8 μm. Entre 8-14 μm, apenas um patamar constante de emissividade foi registrado, sempre inferior ao da água. A análise quimiométrica desses espectros no TIR indicou ser possível a separação dos petróleos de acordo com seu grau API, mesmo quando reamostrados para resolução espectral de sensores hiperespectrais termais (SEBASS). Os resultados de laboratório foram utilizados para caracterização de duas exsudações offshore, ambas registradas pelo sensor ASTER. De modo pioneiro, através dos métodos aqui propostos, foi possível a determinação do grau API, componentes SARA e o tempo de emulsão de exsudações por imagens de satélite. O processamento digital das imagens ASTER, através da aplicação das técnicas spectral mixture analysis (SMA) e redes neurais não supervisionadas, possibilitou a extração de outras informações relevantes, tais como a extensão da mancha de óleo, temperatura, emissividade, indicações de espessura do filme de óleo, além de previsões sobre a aparência de filmes de óleo no mar em relação ao restante da cena. No plano onshore, as exsudações de hidrocarbonetos da Bacia do Tucano Norte (BA) foram estudadas com base na análise estatística de dados geoquímicos regionais e no processamento digital de imagens do sensor ASTER. O modelo teórico de detecção de exsudações aqui estabelecido implica que anomalias gasosas devem coincidir com descoloração de solos e rochas, com marcadores geobotânicos e com a concentração de argilas e carbonatos. Considerando esse modelo, as técnicas de SMA, bem como diferentes sistemas de redes neurais, foram utilizados para mapear áreas mais favoráveis à ocorrência de exsudações. Os produtos da SMA para o VNIR-SWIR e TIR foram combinados e classificados por Lógica Fuzzy e Regressão Logística. Os resultados possibilitaram o mapeamento de locais onde as feições previstas no modelo teórico de detecção coincidem com as anomalias geoquímicas. A experiência em ambas as áreas de estudo nos ambientes onshore e offshore indicam o potencial de modelos quimiométricos, dados ASTER e metodologias de análise e integração espectro-espacial para a exploração de hidrocarbonetos e monitoramento ambiental.

ASSUNTO(S)

petróleo espectroscopia de infravermelho sensoriamento remoto petroleum infrared spectrometry remote sensing

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