GRAVITY INVERSION OF THE ONSHORE POTIGUAR BASIN BASEMENT RELIEF: SIMULATING RESULTS ASSOCIATED WITH DIFFERENT EXPLORATORY PHASES

Abstract

ABSTRACT. Gravity inversion results aiming to estimate the crystalline basement relief of the onshore Potiguar Basin are presented. It is assumed that the density contrast between the sediments and the crystalline basement is constant and known. The sediments are approximated with vertical rectangular prisms whose thicknesses, representing the depths to crystalline basement, are the parameters to be estimated from the gravity inversion. In all cases, the inversion process was stabilized with smoothness constraint on the spatial variation of the basement relief. Besides the gravity data, we used information about the basement relief obtained from boreholes and from seismic interpretation. These data were combined in order to compose three different scenarios simulating different phases during the exploratory development of the basin. In the first scenario we used the gravity data only. In the second scenario we worked with two combinations, first we combined the gravity data with information from boreholes, and second, with the basement relief reference model that resulted from the seismic interpretation. Finally, in the third scenario, we used the gravity data, the information from the boreholes and the reference model obtained from the seismic interpretation. In all scenarios, we obtained reliable estimates for the basement relief. Concerning the discrepancies among the results, the estimates obtained with additional constraints (from boreholes and/or seismic interpretation) increased the overall resolution of the basement relief and the reliability of the absolute depth values. However, it is important to stress that the first scenario already yielded a reliable estimate to the basin relief. If one takes into account the huge difference both in financial cost and environmental impact associated with gravity and seismic surveys, respectively, as well as with borehole drilling, this result highlights the great importance of properly using the gravity data in the initial exploratory phase of the basin.

Keywords: gravity inversion, basement relief, Potiguar Basin, constrained inversion.

RESUMO. Este trabalho apresenta aplicações de inversão gravimétrica para a estimativa do relevo do embasamento cristalino da Bacia Potiguar emersa. Admite-se que o contraste de densidade entre os sedimentos e o embasamento da bacia é constante e conhecido. O pacote sedimentar é aproximado por um conjunto de prismas lateralmente justapostos cujas espessuras, ou profundidades até o embasamento, são os parâmetros a serem estimados na inversão. Em todos os casos, o processo de inversão foi estabilizado com o uso do vínculo de suavidade na variação espacial do relevo do embasamento. Além das medidas gravimétricas, foram utilizados dados de poços e/ou oriundos da interpretação sísmica, em diferentes combinações, de modo a simular diferentes etapas, ou cenários, de exploração da bacia ao longo do tempo. No primeiro cenário foram utilizados somente dados gravimétricos. No segundo cenário, simulamos duas situações, em ambas adicionando outras informações aos dados gravimétricos: na primeira delas, adicionamos somente vínculos de poços e, na segunda, apenas um modelo sísmico de referencia para o embasamento. Por fim, no último cenário foram agregados aos dados gravimétricos os dados de poços e o modelo sísmico. As estimativas obtidas para o relevo do embasamento revelaram nitidamente o arcabouço da bacia em todos os cenários. Em relação às variações das profundidades entre os cenários, as inclusões dos vínculos dos poços e do modelo sísmico aprimoraram a resolução global dos resultados, como esperado. Contudo, é relevante destacar que a inversão no primeiro cenário já forneceu um relevo bastante aproximado do arcabouço conhecido da bacia. Se levarmos em conta as grandes diferenças de custo financeiro e de impacto ambiental, respectivamente associados com os levantamentos gravimétrico e sísmico, bem como com a perfuração de poços, esse resultado evidencia a grande importância de uma adequada utilização dos dados gravimétricos nas fases exploratórias iniciais de uma bacia.

Palavras-chave: inversão gravimétrica, relevo do embasamento, Bacia Potiguar, inversão vinculada.