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5/28/2018 PL7 Entendimento de uma sistema complexo de aquferos no Cretceo de Delaware-EUA- aplicao de ssmica de reflexo rasa numa rea suburbana
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Seismic Imaging and Hydrogeologic
Characterization of the Potomac Formationin Northern New Castle County, Delaware
por
Claudia Cristina Velez Zullo
PhD, University of Delaware, 2012
Atualmente a Repsol, Houston, TX
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OBJETIVO
Utilizar a ssmica de refleo (adquerido por "land streamer" ou
geofones colocados em longos cabos fitas puxadas atrs de
um caminho), combinado com analisis de facis e de perfis
geofisicas, para entender a distribuio e dimenses dosaquiferos numa formao fluvial Cretacico.
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POR QUE ESTE PROJETO?
A Formao Potomac contm os aqferos confinados mais
importantes no norte do Delaware
Se aumenta a demanda de abastecimento de gua por uma
poblacao maior
E difcil correlacionar aqferos areias, devido falta decontrole geolgico
Um estudo interdisciplinar e integrado que inclue ssmico 2D
pode melhorar o nosso conhecimento do arcobouco geologico
e, por isso, as melhorar as correlaoes dos aquiferos dentro daformao
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SISMICA DE LAND STREAMER
Land Streamer Survey Lines
DE
NJ
MD
Eb33-57
Eb44-07
Ec11-34
Claudia Velez Zullo PhD study
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LAND STREAMER VS. CONVENTIONAL SYSTEMS
Crew Size 4-6 5-9 11 2-3
Data Collection Rate
Conventional
29 shots/hour
Land Streamer
86 shots/hour
Gravel Soil Pavement Int Plowed Soil
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Resoluo Espacial e
a Relao Sinal-Rudo (S/N)
LSS7
CDP
TWO-WAYTIME
(s)
0.1
0.2
0.3(a)
CLS3
(b)
CDP
TWO-WAYTIME(s)
0.1
0.2
0.3
Land Streamer = 2.7 m
Melhor acoplamento entre
geofono e terra porque o
superficie e mais duro (leito
de rua vs solo)
Higher energy source
S/N = medio ou baixo
Conventional = 4.1 m
S/N = baixo
Land Streamer
Conventional
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Computao
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REA DE ESTUDO
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REA DE ESTUDO
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Eb44-07
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REA DE ESTUDO
Land Streamer Survey Lines
DE
NJ
MD
Eb33-57
Eb44-07
Ec11-34
Claudia Velez Zullo PhD study
7 linhas sismicas
1 furo com testemunhos continuos
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CONFIGURACAO DE FORMACAO POTOMAC
Basement
NW SE
Post- Potomac Sediments
Sand deposits Floodplain deposits
McLaughlin et al. (2003)
McKenna et al. (2004)
Benson (2006)
Low Stand
Transgressive
Low Stand
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COMPLEXIDADE E HETEROGENEIDADE NA HIDROESTRATIGRAFIA
Layer Cake
Jigsaw Puzzle
Labyrinth
Modified from Galloway and
Sharp (1998)
Megascale
Facies Associations
10sm
100s m
Gigascale
Aquifer/Reservoir
100sm
1 - 10 km
Macroscale
Facies
Mesoscale
Lamina
1-10sm
10-100smm
Microscale
Pore
Modified from Dreyer et al. (1990)
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INTEGRACAO
Horizon
Delineation
Seismic
Facies
Classification
Lithofacies
ClassificationGeophysical Log
Pattern
Correlation Ground Truth
Seismic
Fluvial StyleFluvial Sequence
StratigraphyAquifer
Stratigraphy
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Paleossolos
Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)
Active Cha
Levee/S
L
P
FrequentlAbandon
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Lagunas/
Canais Abandonados
Freq. Inundadados:areaia fino a muito
fina, intercalado com
silte e argila
Laguna: argila e
silte com
escavaes
comuns e muito
carvao.
Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)
Active Cha
Levee/S
L
P
FrequentlAbandon
Active Cha
Levee/S
L
P
FrequentlAbandon
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Areaia muito fino intercalado com silte e argila. Com
laminacoes e estratificacao cruzada. Excavacoes
ocurrem.
Crevasse
Splay/
Dique
Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)
Active Cha
Levee/S
L
FrequentlAbandon
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Areia fina a grossa, camadas/laminacoes de silte e argila acurrem nao
sao comun. Laminacoes delagas a camadas macicas.
CanalFluvial
Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)
Active Cha
Levee/S
L
P
FrequentlAbandon
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Areia muito fina a media, come argila e silte.
Laminacoes delgadas e estratificacao cruzada.
Canal de
Crevasse Splay
Classificao de Litofacies (Estudo Sismico)
Active Cha
Levee/S
L
P
FrequentlAbandon
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Correlacionar Facies as Padroes das Perfis Geofisicas
0 40 80 120 160
500
400
300
200
100
Paleosol
Paleosol
Paleosol
Paleosol
Levee/Splay
Levee/Splay
Levee/Splay
Levee/Splay
Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel
Frequently Flooded Lake/Abandon ed Channel
Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel
Lake
Gamma Ray
Eb44-07
0 40 80 120 160
500
400
300
200
100
Paleosol
Levee/Splay
Paleosol
Levee/Splay
Paleosol
LakeLevee/Splay
Active Channel
Levee/Splay
Lake
Paleosol
Paleosol
Lake
Paleosol
Splay Channel
PaleosolLevee/Splay
Frequently Flooded Lake/Abandon ed Channel
Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel
Gamma Ray
Eb33-57
Depth
(ft)
Fluvial Channel
Eb33-57
Eb44-07
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GROUND TRUTHSEISMIC
H12
H11H10
H9H8
H7
H6
Potomac
FormationTop
Paleosol Splay/LeveeFrequently Flooded Lake/
Abandoned Channel
Fluvial Channel
Eb33-57
Eb33-57
Calibrao entre a sismica e os litofacies
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IDENTIFICAO DOS HORIZONTES
Atributo Ssmico: Cosine of Instantaneous Phase
H1 = Basement, H12 = Potomac Top
H12
H11
H10H9H8
H7
H6H4H3H2
H1
0 ms
200
300
100
LSS1Eb33-57W E
Two-wayTra
velTime
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H11H10
H9H8
H7H6
H4H3H2
H12
H1
200
300
0 ms
100
Cosine of Instantaneous Phase Attribute
LSS5
Mergulho medio = 14 m/km na area ao norte do canal
Mergulho medio = 22.7 m/km na area ao sud do C&D canal
S N
Eb44-07
Two-wayTravelTime
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SEES ESTRATIGRAFICAS
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7 sees
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Onlap de embasemento e truncacao das
camadas superior da Fm Potomac
H2
H12-Top Potomac
FormationH11H10H9H7H6H4H3H1-Basement
H8
Variacoes locais de espessura e
troncamento
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0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 2 4 6 8
Frequency
LSS1
LSS3
LSS2
"Low"
"High"
"Moderate"
"Moderate-High"
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 2 4 6
Frequency
LSS6
LSS5
LSS4
"Low"
"Moderate"
"Moderate-H
igh"
"High"
Paved RoadsGravel/SoilRoads
Classificacao de Facies SismicasNormalized Instantaneous Amplitude Distributions
(Distribuicao do Amplitude Instantaneo Normalizado)
Highly Discontinuous (60 m)
Discontinuous ( >60 m - 100 m)
Semi-continuous (> 100 m - 250 m)
Continuous (> 250 m - 500)
Highly Continuous (> 500 m)
Eb44-07LSS5Reflection Length Classification
Eb44-07
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Amplitude Range
Reflection
Length
Low Moderat
e
Moderate-
high
High
Highly
discontinuous
60 m 100 m 250 m 500 m
P P P
Seismic Facies Classification
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300 m
30 m amsl
-70 m
-170 m
-270 m
LSS1
300 m
-70 m
-170 m
-270 m
-24.5 m
Eb33-57
Paleosol Splay/Levee Frequently Flooded Lake/
Abandoned Channel and
Splay/Levee CombinedFluvial Channel
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Eb44-07
Paleosol Splay/Levee Frequently Flooded Lake/
Abandoned Channel and
Splay/Levee CombinedFluvial Channel
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PROPORCAO DE FACIES SISMICAS
Seismic
Facies
(%)
P 42
FFL/AC_SL 28.5
CH 18
SL 2
2.4
7.7
24
.3
0.8
0.0
0.7
9.71
18.3
21.9
10.4
17.1
2
0.0
22
.6
17.9
41.2
44.1
35.3
63.8
45.8
43.9
42.0
37.4
24.1
27.8
18.3
32.6
29.5
28.5
0.7 2
.2
2.2
0.0
1.6
3.4 2
.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LSS6 LSS1 LSS2 LSS3 LSS4 LSS5 Total Area
PercentageofSeismicFacies(%)
Seismic Line
Seismic Facies Distribution in Study Area
SL
FFL_AC/SL
Paleosol
Channel
Unknown
North South
Connectivity of Sand Bodies27%
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Ligacoes dos Corpos de Areaia
Basement
NW SE
Post- Potomac Sediments
Sand deposits Floodplain deposits
H12 Top Potomac Formation
-35 m to -48 m
H9
H6
H1-244 m to -320 m
17 m to 21 m Elevation
Dep
th
13 m to -20 m
-148 m to -134 m
Elevation 18 m to 24 m
Depth
H12
Top Potomac Formation
-35 m to -48 m
H9
H6
H1Basement
13 m to -20 m
-148 m to -134 m
-244 m to -320 m
H8
Splay/Levee Paleosol
Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel
Splay/Levee Combined
Fluvial Channel
Elevation 18 m to 24 m17 m to 21 m Elevation
3 Km
NW SE
Post- Potomac Sediments
(a)
(b)
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IMPLICACOES POR CONCEITOS ESTRATIGRAFOCOS
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FLUVIAL STYLE
Depth
H12 Top Potomac Formation
-35 m to -48 m
H9
H6
H1Basement
13 m to -20 m
-148 m to -134 m
-244 m to -320 m
H8
Splay/Levee Paleosol
Frequently Flooded Lake/Abandoned Channel
Splay/Levee Combined
Fluvial Channel
Elevation 18 m to 24 m17 m to 21 m Elevation
3 Km
NW SEPost- Potomac Sediments
(a)
Interpetacoes dos dados sismicos mostram:
Larguras de canais sao de 10s ate >800 m, com media de 170 m
Largura/Espessura Media = 17
Proporcao das facies finas a facies arenosas = 68%
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FCIES DE POTOMAC: AREIASDETERMINAR AS DIMENSES DOS AQUIFEROS
Interpetacoes sismicas mostram:
Larguras de canais sao de 10s ate >800
m, com media de 170 m Largura/Espessura Media = 17
Proporcao das facies finas a facies
arenosas = 68%
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FCIES DE POTOMAC: AREIASDETERMINAR AS DIMENSES DOS AQUIFEROS
Tipo de deposicao fluvial afeita geometria dos corposde areia a ligacoes entre estes corpos
entrelaado
meandante
anastomosado
Suspended-load fluvial system
Bed-load fluvial system Mixed-load fluvial system
Galloway & Hobday, 1983
Em suspenso
Transporte de
fundoMisto
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ESTRATIGRAFIA DE SEQUENCIAS FLUVIAIS
P (71.4%) S (28.6%)
Early High Stand
Sahagian et al. (1996)
Sea Level Rise
P (75%) S (25%) Transgressive
P (67.3%) S (32.7%) Low Stand
Basement
NW SE
Post- Potomac Sediments
(a)
Lower delta plain
Marginal marine
Marine
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Complexidade no Aquifero Potomac
Basement
NW SE
Post- Potomac Sediments
(a)
Macroscale
Facies
1-10sm
Gigascale
Aquifer/Reservoir
100s
m
1 - 10 km
Mesoscale
Lamina
10-100smm
Megascale
Facies Associations
10sm
100s m
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RESUMEN DE RESULTADOS: SISMICA
Land Streamer uma alternativa a adquisicao convencional de dadossismicos
Continuidade 2D de dados sismicos permite determinar variaes locaisda estratigrafia da Formacao Potomac e da arquitetura destes depsitosfluviais
A interpretao do estilo fluvial confirma interpretaes anteriores de riosanastomosados
Analise inicial aqui sugere que o nvel do mar deve ser avaliada empesquisas futuras como um possvel controle para a deposio dePotomac
Os resultados confirmam que a hidroestratigrafia do aqufero Potomac emuito complexo a varias escalas
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RESUMEN DE RESULTADOS: FM POTOMAC
Estratigrafia: A nova armacao estratigrafica nospermite compreender melhor a distribuio doscorpos de areia e as coneoes entre estas areias
Facies, escala gande: A sismica de reflecao nos
permit definir e as dimenses (largura eespessura) dos corpos de areia sedimentado emcanais fluviais
Facies, escala pequena: Paleosoles e palinologiapodem dar sinais do clima que podem ajudar ementender correlacoes regionais