A multidisciplinary geophysical approach to recognize and quantify the gas occurrence in the Northern Adriatic

The Northern Adriatic is characterized by widespread occurrence of gas in the subsurface, testified by the presence of fluid related seabed and sub-seabed features (Donda et al., 2015, and references therein). In 2009 and 2014 OGS carried out two 2D multichannel seismic surveys in the area to constrain the relationship between gas emissions, migration paths and the regional geological setting. A further aim was to characterize the gas-charged fluids occurring within the sedimentary succession. Two seismic lines from these datasets were analyzed in the framework of this PhD thesis (GEA project, ’Gas Emissions in the Northern Adriatic Sea’). The objective of this thesis is to determine the distribution of gas and estimate its concentration along the two selected perpendicular seismic profiles within the Plio-Quaternary sedimentary succession, through the petrophysical characterization of the sediments with the use of well-log to seismic attributes correlation. A multidisciplinary approach was applied both in the analysis and in the interpretation of the data, through the integration of geological information with geophysical wireline logs and seismic data. The proper characterization of the gas occurrence in the study area has two direct implications: 1. The comprehensive evaluation of both the gas occurrence and its migration within the sedimentary succession will constrain the role of the identified tectonic features; 2. The innovative and multidisciplinary approach used in this thesis could be applied to other areas characterized by gas-charged fluids in similar geological settings. Moreover, due to the shallow water in the Northern Adriatic, the potential transfer of gas from sediment to the water column and then into the atmosphere could be significant. Therefore, understanding the mechanisms of natural gas seepage has important climatological implications, since methane, the main component of the gas in the area (Donda et al., accepted), plays a major role as a greenhouse gas.

L'Adriatico settentrionale è caratterizzato da una presenza diffusa di gas nel sottosuolo, testimoniata da vari segni distintivi sul fondo mare e nei sedimenti sottostanti. Nel 2009 e nel 2014, OGS ha effettuato nell'area due campagne di sismica a riflessione 2D , finalizzate ad indagare la relazione tra le emissioni di gas, i cammini di migrazione e l'assetto geologico della regione. Inoltre, si voleva caratterizzare da un punto petrofisico i fluidi all'interno della successione sedimentaria. In questa tesi, due linee sismiche perpendicolari del dataset sono state selezionate ed analizzate. L'obiettivo era la determinazione della distribuzione del gas e la stima della sua concentrazione lungo le due linee sismiche, all'interno della successione sedimentaria Plio-Quaternaria e correlando log di pozzo e attributi sismici. Un approccio multidisciplinare è stato applicato sia nell'analisi che nell'interpretazione dei dati, integrando l'informazione geologica e quella geofisica. La caratterizzazione del gas nell'area di studio ha due implicazioni importanti: 1) Una valutazione complessiva della presenza di gas e della sua dinamica di migrazione all'interno della successione sedimentaria può vincolare il ruolo delle strutture tetttoniche identificate 2) L'approccio innovativo e multidisciplinare usato può essere applicato in altre aree di studio, caratterizzate dalla presenza di gas nei sedimenti e in simili assetti geologici. Inoltre, considerato il fondale molto basso dell'area, il trasferimento di gas dai sedimenti alla colonna d'acqua e nell'atmosfera potrebbe essere rapido e significativo. Comprendere a fondo i meccanismi di fuoriuscita di gas ha quindi importanti implicazioni climatologiche, dato che il metano, il componente principale del gas nell'area, ha un ruolo di spicco come gas serra.