Prospezioni geofisiche - Treccani
Prospezioni geofisiche - Treccani
Prospezioni geofisiche - Treccani
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ESPLORAZIONE PETROLIFERA<br />
vengono definiti anche i possibili contrasti di suscettività<br />
magnetica. Si realizzano modelli 2D e 3D con confronti<br />
interattivi fra le anomalie registrate e quelle calcolate<br />
sulla base di modelli teorici ottenuti sfruttando<br />
anche dati geologici, gravimetrici e sismici. In fig. 7 è<br />
mostrato un modello gravimetrico per una struttura (valori<br />
di densità in 10 3 kgm 3 ) con faglia e modello magnetico<br />
per la definizione del tetto del basamento (suscettività<br />
k0,0010). La stratificazione della parte sedimentaria<br />
può essere ricostruita da dati di pozzo o da<br />
rilevamenti sismici a riflessione.<br />
2.3.3 Rilevamento<br />
magnetotellurico<br />
Il rilevamento magnetotellurico consiste nella misura<br />
delle variazioni temporali del campo elettromagnetico<br />
naturale. È un metodo di indagine passivo e non richiede<br />
sorgenti artificiali. Le onde elettromagnetiche a bassa<br />
frequenza dei fronti d’onda incidenti (campo primario),<br />
in grado di compiere elevate penetrazioni entro i terreni,<br />
sono influenzate dalle anomalie di resistività che si<br />
possono estendere orizzontalmente o verticalmente e che<br />
producono un campo elettromagnetico secondario, le cui<br />
caratteristiche dipendono in realtà dall’andamento della<br />
conduttività dei terreni. La definizione e la descrizione<br />
di questi campi secondari costituiscono un mezzo per<br />
conoscere la struttura geotettonica del sottosuolo.<br />
La sorgente del campo elettromagnetico primario è<br />
localizzata nella ionosfera e nella magnetosfera ed è<br />
legata ai flussi di cariche elettriche prodotti dall’interazione<br />
del plasma solare con il campo magnetico terrestre.<br />
Il campo elettromagnetico che ne risulta è detto<br />
anche campo magnetotellurico o, più brevemente, MT<br />
(Cagniard, 1953) e ha uno spettro di frequenza in prevalenza<br />
al di sotto di 0,1 Hz (micropulsazioni). Lo spettro<br />
del campo MT in realtà va da 10 5 Hz a migliaia di<br />
Hz, essendo le frequenze superiori a 10 Hz principalmente<br />
generate dai fulmini (ne sono prodotte molte decine<br />
al secondo). Le variazioni del campo magnetico inducono<br />
correnti elettriche nei terreni, dette correnti parassite<br />
(eddy currents) o correnti telluriche. Il campo elettrico<br />
associato a queste correnti dipende dalle caratteristiche<br />
di conduttività locali.<br />
Nella prospezione si utilizza normalmente un intervallo<br />
di frequenze da 0,5·10 3 Hz a 400 Hz (periodi da<br />
2.000 a 0,0025 s). I risultati del rilevamento sono restituiti<br />
con grafici di resistività r (misurata in W·m) in funzione<br />
della frequenza, che possono essere convertiti in grafici<br />
resistività-profondità mediante tecniche di inversione.<br />
Effettuando più misurazioni lungo un profilo è possibile<br />
ottenere una sezione che mostra le proprietà elettriche del<br />
terreno. Si possono rappresentare spessori compresi fra<br />
poche decine di metri e parecchie decine di chilometri.<br />
La profondità di investigazione è approssimativamente<br />
proporzionale alla radice quadrata del periodo di propagazione<br />
dell’onda, a causa del ben noto ‘effetto pelle’<br />
dei campi elettromagnetici. La resistività nel sottosuolo<br />
varia da 10 2 W⋅m per i solfuri e gli ossidi metallici a<br />
10 5 W⋅m per le rocce metamorfiche e ignee. Nelle rocce<br />
porose sature la resistività della roccia è proporzionale<br />
a quella del fluido presente nei pori ed è inversamente<br />
proporzionale alla porosità. Poiché i serbatoi di idrocarburi<br />
si trovano in sistemi porosi, spesso in presenza di<br />
sali conduttivi, possono essere caratterizzati da alte conduttività.<br />
La magnetotellurica può così essere usata per<br />
differenziare nei bacini sedimentari i depositi marini,<br />
chiaramente ricchi in sali e a bassa resistività, dalle rocce<br />
basaltiche o vulcaniche, o ancora dalle rocce cristalline<br />
intruse o del basamento, da anidriti o calcari compatti,<br />
tutti a piccola porosità e conduttività. La resistività, essendo<br />
molto sensibile alla porosità, può essere usata anche<br />
congiuntamente ai dati di velocità sismica per valutare<br />
porosità e permeabilità.<br />
Acquisizione di dati<br />
La prospezione magnetotellurica è strettamente collegata<br />
alla penetrazione dell’energia elettromagnetica<br />
nel sottosuolo e i rilevamenti possono essere effettuati<br />
sia a terra sia in mare. Vengono normalmente misurate<br />
le tre componenti del campo magnetico (H x , H y , H z ) e<br />
le sole due componenti orizzontali del campo elettrico<br />
(E x , E y ), perché la componente verticale E z non aggiunge<br />
informazioni in un mezzo stratificato. Poiché il campo<br />
MT può essere poco intenso, anche molto inferiore al nT<br />
per la componente magnetica e di pochi mVkm per la<br />
componente elettrica, la strumentazione impiegata deve<br />
essere molto sensibile e a basso rumore.<br />
L’onda elettromagnetica che si propaga nell’atmosfera<br />
quando investe la superficie terrestre è rifratta verso<br />
la normale della superficie stessa e il fronte dell’onda<br />
piana che penetra nella Terra tende a porsi parallelamente<br />
alla superficie terrestre; i due sensori elettrici e magnetici<br />
sono quindi posti a 90° in un piano parallelo alla<br />
superficie stessa. La velocità di propagazione dell’onda<br />
nel suolo è molto minore della velocità nel vuoto e quindi<br />
la lunghezza d’onda è notevolmente minore rispetto<br />
a quella nell’atmosfera. L’energia dell’onda è attenuata<br />
(perché convertita in calore) in modo esponenziale con<br />
la distanza percorsa e proporzionalmente alla radice quadrata<br />
della conducibilità s (1r) e della frequenza f.<br />
La profondità di penetrazione, alla quale l’ampiezza del<br />
segnale incidente è attenuata di 1e (dove e è il numero<br />
di Nepero, la base dei logaritmi naturali, il cui valore<br />
approssimativo è 2,71828), cioè di circa il 37%, è data<br />
da z (in m)500(sf ) 1/2 , dove la conduttività s è espressa<br />
in Siemens [(W⋅m) 1 ] e la frequenza f in hertz.<br />
Queste considerazioni valgono per una Terra ipotizzata<br />
come un semispazio omogeneo di conduttività σ ,<br />
248 ENCICLOPEDIA DEGLI IDROCARBURI