RADARSAT-1 images in support of petroleum exploration: the offshore Amazon River mouth example

Abstract

RADARSAT-1 images were used as an attempt to identify seepage slicks in the Foz do Amazonas Basin, one of the most promising oil and gas exploration frontiers in the Brazilian equatorial margin, a region that is cloud-covered for most of the year. An unsupervised semivariogram textural classifier algorithm was used to enhance areas of smooth texture and low radar backscatter, indicative of these seepage slick targets. Complementary information related to sea surface temperature, cloud top temperature, wind velocity, and modelling for the tidal regime (all obtained as close as possible to the RADARSAT-1 acquisition) was used to support image interpretation and to exclude false targets also characterized by low radar backscatter (e.g., local upwelling, heavy rain cells). Twenty-one target areas were interpreted as seepage slicks. Considering the influence of the oceanographic and environmental conditions on drifting of the interpreted seepage slicks, they were spatially compared with available geological information, including seismically derived structural and isopach maps, and bathymetric data. Most of the interpreted seepage slicks occur in an extensional structural domain of growth faults. These structures are related to Cenozoic gravity tectonics that result from tensional stress in the continental slope due to the huge load of fluvial sediments transported by the Amazon River. Together with previously discovered subcommercial shallow water oil accumulations, the remote detection of seepage slicks is additional evidence of present-day generation and migration phenomena. The results indicate that the use of a remote, swift method to identify offshore natural oil seepage related to active petroleum systems may constitute a well-accepted approach to support exploration in frontier areas like the Foz do Amazonas Basin. Résumé : Des images RADARSAT-1 ont été utilisées dans une tentative didentification des nappes de pétrole de suintement dans le bassin de Foz do Amazonas, une des zones éloignées les plus prometteuses en terme dexploration pétrolière et gazière dans la marge équatoriale brésilienne, une région recouverte de nuages durant presque toute lannée. Nous avons appliqué un algorithme basé sur un classificateur de texture utilisant la technique du semi-variogramme non dirigé pour rehausser les zones de texture fine et de faible rétrodiffusion radar qui sont des indicateurs de ces cibles. Des informations complémentaires reliées à la température de la surface de la mer, à la température au sommet des nuages, à la vitesse du vent et à la modélisation du régime des marées (toutes obtenues le plus près possible du moment de lacquisition RADARSAT-1) ont été utilisées comme outil pour linterprétation des images et pour exclure les fausses cibles caractérisées elles aussi par une rétrodiffusion radar faible (i.e., résurgence locale, cellules de fortes averses). Vingt-et-une zones cibles ont été interprétées comme étant des nappes de suintement. Considérant linfluence des conditions océanographiques et environnementales sur la dérive des nappes de suintement interprétées, celles-ci ont été comparées spatialement aux informations géologiques disponibles, incluant les cartes structurales et disopaques dérivées par sismographie et les données bathymétriques. La plupart des nappes de suintement interprétées se situent dans le domaine structural étendu des failles de croissance. Ces structures sont reliées à la tectonique de gravité Cénozoïque résultant du stress à la surface de la pente continentale dû à lénorme charge de sédiments fluviatiles transportée par le fleuve Amazone. Parallèlement aux accumulations de pétrole à valeur commerciale faible découvertes en eau peu profonde antérieurement, la télédétection des nappes de suintement constitue une preuve additionnelle des phénomènes actuels de génération et de migration. Les résultats indiquent que lutilisation dune méthode à distance et rapide pour lidentification des fuites naturelles de pétrole au large reliées à des systèmes pétrolifères actifs peut constituer une approche qui serait favorablement accueillie dans le domaine de lexploration en zones éloignées comme celle du bassin de Foz do Amazonas. [Traduit par la Rédaction].