Valutazione di tecniche di Digital Outcrop Modelling per studi geomeccanici di affioramenti analoghi: il caso di Jebel Madar (Oman)

Jebel Madar is an isolated mountain located in northeastern Oman, approximately 140 km southwest of Muscat. It is an anticline with a deep salt core, of great geological significance as its formation exposed some of the major reservoir formations in the Middle East, which serve as a subsurface analogue. This thesis undertakes a geomechanical analysis of several Jebel Madar outcrops using 14 Digital Outcrop Models (DOMs) via CloudCompare. Stereographic and retrodeformation analyses were performed using the mapped discontinuity planes. In parallel, a 2D geomechanical analysis approach in QGIS allowed us to map the fracturing at some sites, producing rose diagrams and fracture intensity graphs to verify consistency with the results of the 3D analysis. The main objectives of this thesis were to evaluate the effectiveness of using DOMs to perform remote geomechanical analyses, identify the Jebel Madar discontinuity network to reconstruct its tectonic-structural evolution, correlate fracturing to the various outcropping formations, estimate the intensity of fracturing in the reservoir formations and identify the sets along which fluid circulation occurs, and, finally, obtain a significant fracture dataset that can be exploited, using the Move software, to further investigate the potential use of subsurface analogues as gas storage sites.

Jebel Madar è una montagna isolata situata nell’area nord-orientale dell’Oman, circa 140 km a sud-ovest di Muscat. Si tratta di un’anticlinale con nucleo salino profondo, di grande rilevanza geologica poiché la sua formazione ha determinato l’esposizione di alcune tra le principali formazioni serbatoio del Medio Oriente che fungono da analogo del sottosuolo. Il lavoro di tesi affronta un’analisi geomeccanica di diversi affioramenti di Jebel Madar sfruttando 14 Digital Outcrop Models (DOMs) tramite CloudCompare. Con i piani di discontinuità mappati sono state svolte analisi stereografiche e di retrodeformazione. In parallelo, un approccio di analisi geomeccanica 2D in QGIS ha permesso di mappare la fratturazione in alcuni siti producendo diagrammi a rosa e grafici di intensità di fratturazione per verificare la coerenza con i risultati dell'analisi tridimensionale. Gli obiettivi principali della tesi sono stati: valutare l'efficacia dell'impiego dei DOMs per eseguire analisi geomeccaniche da remoto, identificare il reticolo di discontinuità di Jebel Madar per ricostruirne l’evoluzione tettonico-strutturale, correlare la fratturazione alle diverse formazioni affioranti, stimare l’intensità della fratturazione nelle formazioni serbatoio e individuare i set lungo i quali avviene la circolazione dei fluidi ed, infine, ottenere un importante dataset di fratture sfruttabile, tramite il software Move, per approfondire gli studi sul possibile impiego come sito di stoccaggio di gas degli analoghi in sottosuolo.