Classificação de sismofácies utilizando aprendizado de máquina não-supervisionado em reservatórios carbonáticos do Campo de Búzios, Bacia de Santos
| Ano de defesa: | 2025 |
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Resumo: | A descoberta do play do pré-sal no Brasil no início dos anos 2000 impactou profundamente o cenário da indústria nacional de óleo e gás e alterou completamente o direcionamento dos esforços exploratórios no país. Com reservas provadas estimadas em 9.621 milhões de barris de petróleo, estes reservatórios vêm sendo explorados há aproximadamente 15 anos e, atualmente, são responsáveis por 75% da produção nacional de hidrocarbonetos. Entretanto, a exploração destes carbonatos representa um desafio significativo devido a fatores intrínsecos à natureza destas rochas, como geologia complexa, alta heterogeneidade e localização das acumulações (abaixo de espessas camadas de sal a elevadas profundidades). Em razão disso, nos últimos anos, diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas nesta região para se obter uma melhor compreensão da sua configuração geológica e propriedades físicas, a fim de propiciar um maior aproveitamento do seu potencial petrolífero. Neste contexto, a análise de atributos sísmicos integrada à aplicação de métodos para agrupamento e classificação de sismofácies tornou-se uma importante ferramenta para caracterização destes reservatórios, uma vez que, a associação de dados de diferentes fontes (sísmicos e de poços) permite gerar um melhor entendimento destes carbonatos. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo aprimorar a caracterização dos reservatórios carbonáticos do pré-sal do Campo de Búzios, maior campo em águas profundas do mundo, localizado na Bacia de Santos, através da aplicação de atributos sísmicos e de técnicas de aprendizado de máquina não-supervisionado. Para tal, a metodologia implementada consistiu em: (1) pré-condicionamento sísmico; (2) interpretação tectonoestratigráfica; (3) cálculo de atributos sísmicos (fase instantânea, decomposição espectral híbrida, impedância acústica, curvatura e coerência); (4) identificação dos principais padrões sísmicos dos reservatórios; (5) implementação de técnicas de aprendizado de máquina não-supervisionado para classificação de sismofácies (análise de componente principal, k-means, self-organizing maps e agrupamento hierárquico); (6) interpretação e correlação das fácies com feições dos reservatórios e (7) correlação das classes com perfis de porosidade e de permeabilidade. Como resultado, foi possível identificar os principais padrões sísmicos dos reservatórios: banco de coquina, plataformas carbonáticas, build-ups e fluxo de detritos; e correlacionar eles e as feições estruturais dos reservatórios aos atributos sísmicos e fácies obtidas. Tanto os atributos quanto as classificações destacaram as estruturas internas desses padrões e permitiram análises como a continuidade dos refletores e distribuição de impedância acústica. Auxiliaram, ainda, na interpretação das feições estruturais, permitindo a inferência de zonas de alta densidade de falhas e fraturas. Além disso, a associação das fácies com perfis de porosidade e de permeabilidade permitiu uma avaliação quantitativa delas quanto a essas propriedades. As fácies 3, 5 e 6 apresentaram melhores valores médios de porosidade, enquanto as fácies 4 e 7 mostraram-se menos porosas. Quanto à permeabilidade, as fácies 2, 3, 5 e 6 apresentaram maiores permeabilidades na análise de percentis. Apesar da baixa amostragem nos poços, a fácies 6, relacionada a fraturas de pequena escala, destacou-se entre as fácies com melhores características permoporosas. Esta abordagem mostrou-se eficiente para melhorar a caracterização do reservatório do Campo de Búzios, pois permitiu a visualização de seu arcabouço geológico e análises quantitativas de fácies. |
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Classificação de sismofácies utilizando aprendizado de máquina não-supervisionado em reservatórios carbonáticos do Campo de Búzios, Bacia de Santosclassificação não-supervisionada de fácies sísmicasAtributos sísmicosReservatórios carbonáticos do pré-salCampo de BúziosBacia de SantosCaracterização de reservatórioSismofáciesAtributos sísmicosPré-salBacia de SantosUnsupervised seismic facies classificationSeismic attributesPresalt carbonate reservoirsBúzios FieldSantos BasinA descoberta do play do pré-sal no Brasil no início dos anos 2000 impactou profundamente o cenário da indústria nacional de óleo e gás e alterou completamente o direcionamento dos esforços exploratórios no país. Com reservas provadas estimadas em 9.621 milhões de barris de petróleo, estes reservatórios vêm sendo explorados há aproximadamente 15 anos e, atualmente, são responsáveis por 75% da produção nacional de hidrocarbonetos. Entretanto, a exploração destes carbonatos representa um desafio significativo devido a fatores intrínsecos à natureza destas rochas, como geologia complexa, alta heterogeneidade e localização das acumulações (abaixo de espessas camadas de sal a elevadas profundidades). Em razão disso, nos últimos anos, diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas nesta região para se obter uma melhor compreensão da sua configuração geológica e propriedades físicas, a fim de propiciar um maior aproveitamento do seu potencial petrolífero. Neste contexto, a análise de atributos sísmicos integrada à aplicação de métodos para agrupamento e classificação de sismofácies tornou-se uma importante ferramenta para caracterização destes reservatórios, uma vez que, a associação de dados de diferentes fontes (sísmicos e de poços) permite gerar um melhor entendimento destes carbonatos. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo aprimorar a caracterização dos reservatórios carbonáticos do pré-sal do Campo de Búzios, maior campo em águas profundas do mundo, localizado na Bacia de Santos, através da aplicação de atributos sísmicos e de técnicas de aprendizado de máquina não-supervisionado. Para tal, a metodologia implementada consistiu em: (1) pré-condicionamento sísmico; (2) interpretação tectonoestratigráfica; (3) cálculo de atributos sísmicos (fase instantânea, decomposição espectral híbrida, impedância acústica, curvatura e coerência); (4) identificação dos principais padrões sísmicos dos reservatórios; (5) implementação de técnicas de aprendizado de máquina não-supervisionado para classificação de sismofácies (análise de componente principal, k-means, self-organizing maps e agrupamento hierárquico); (6) interpretação e correlação das fácies com feições dos reservatórios e (7) correlação das classes com perfis de porosidade e de permeabilidade. Como resultado, foi possível identificar os principais padrões sísmicos dos reservatórios: banco de coquina, plataformas carbonáticas, build-ups e fluxo de detritos; e correlacionar eles e as feições estruturais dos reservatórios aos atributos sísmicos e fácies obtidas. Tanto os atributos quanto as classificações destacaram as estruturas internas desses padrões e permitiram análises como a continuidade dos refletores e distribuição de impedância acústica. Auxiliaram, ainda, na interpretação das feições estruturais, permitindo a inferência de zonas de alta densidade de falhas e fraturas. Além disso, a associação das fácies com perfis de porosidade e de permeabilidade permitiu uma avaliação quantitativa delas quanto a essas propriedades. As fácies 3, 5 e 6 apresentaram melhores valores médios de porosidade, enquanto as fácies 4 e 7 mostraram-se menos porosas. Quanto à permeabilidade, as fácies 2, 3, 5 e 6 apresentaram maiores permeabilidades na análise de percentis. Apesar da baixa amostragem nos poços, a fácies 6, relacionada a fraturas de pequena escala, destacou-se entre as fácies com melhores características permoporosas. Esta abordagem mostrou-se eficiente para melhorar a caracterização do reservatório do Campo de Búzios, pois permitiu a visualização de seu arcabouço geológico e análises quantitativas de fácies.The discovery of the presalt play in Brazil in the early 2000s had a profound impact on the national Oil and Gas industry and completely changed the direction of the exploratory efforts in the country. With proven reserves estimated at 9,621 million barrels of oil, these reservoirs have been explored for approximately 15 years and are currently responsible for 75% of the hydrocarbons national production. However, the exploration of the presalt carbonates represents a significant challenge due to factors intrinsic to the nature of these rocks, such as complex geology, high heterogeneity, and accumulation’s locations (below thick salt layers at high depths). Therefore, over the last years, several studies have been carried out in this region to obtain a better understanding of its geological configuration and physical properties, in order to provide a better use of its oil potential. In this context, the analysis of seismic attributes integrated to seismic facies clustering and classification methods has become an important tool for the characterization of such reservoirs, once the association of data from different sources (seismic and well data) allows generating a better understanding of these carbonates. Thus, this dissertation aims to improve the characterization of the presalt carbonate reservoirs of the Búzios Field, the largest deepwater field in the world, located in the Santos Basin, through the application of seismic attributes and unsupervised machine learning techniques. For that, the implemented methodology consisted of: (1) seismic preconditioning; (2) tectonostratigraphic interpretation; (3) calculation of seismic atributes (instantaneous phase, hybrid spectral decomposition, acoustic impedance, curvature and coherence); (4) identification of the reservoirs main seismic patterns; (5) implementation of unsupervised machine learning techniques for seismofacies classification (principal componente analysis, k-means, self-organizing maps and hierarchical clustering); (6) interpretation and correlation of the facies with reservoir features and (7) correlation of classes with porosity and permeability logs. As a result, it was possible to identify the main seismic patterns of the reservoirs: coquina bank, carbonate platforms, build-ups, and debris flow; and correlate them and the reservoirs structural features to the seismic attributes and the facies obtained. Both seismic attributes and seismic facies classifications highlighted the internal frameworks of these patterns and allowed analysis such as reflector’s continuity and acoustic impedance distribution. They also assisted in the interpretation of the structural features, allowing the inference of faults and fractures high density zones. Furthermore, the association of the facies with porosity and permeability logs allowed a quantitative evaluation of them regarding these properties. The facies 3, 5 and 6 presented better mean porosity values, while facies 4 and 7 showed to be less porous. As for permeability, the facies 2, 3, 5 and 6 displayed bigger permeabilities in the percentiles analysis. Despite its low sampling in the wells at the area, the facies 6, related to small scale fractures, stood out among the facies with better permoporous characteristics. This approach proved to be efficient in improving the reservoir characterization of the Búzios Field as it allowed the visualization of its geological framework and facies quantitative analysis.86 p.Lupinacci, Wagner MoreiraKrueger, Ana Claudia Veronese AguiarCerqueira, Alexsandro GuerraAbrantes Junior, Francisco RomerioBarretto, Débora Ribeiro2025-10-22T22:32:08Z2025-10-22T22:32:08Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBARRETTO, Débora Ribeiro. Classificação de sismofácies utilizando aprendizado de máquina não-supervisionado em reservatórios carbonáticos do Campo de Búzios, Bacia de Santos. 2023. pág 86 f. Dissertação (Mestrado em Dinâmica dos Oceanos e da Terra) – Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Instituto de Geociências, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2023https://app.uff.br/riuff/handle/1/40617CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2025-10-22T22:32:08Zoai:app.uff.br:1/40617Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202025-10-22T22:32:08Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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