Fracture analysis and depositional geometries of a high relief carbonate platform from UAV photogrammetry and Digital Outcrop Modeling. The case of the Lastoni di Formin (Italian dolomites).

Carbonate platforms represent an important target of hydrocarbon exploration, water resources and CO2 sequestration and storage. In many cases, these types of sedimentary bodies are highly heterogeneous in terms of facies architecture and distribution, and are often characterized by intensive fracturing. Fractures and faults, in turn, represents preferential conducts for the fluids flow within the carbonate body and therefore their features (e.g. size, connection and distribution), strongly impact the quality of a carbonate body as a reservoir. Since most of these features are below seismic resolution, and wells, although providing key information, represent only small volumes of the rock, the study of outcrop analogues have become a powerful methodology in for the assessment of reservoirs. In particular, the analysis of outcrop analogues by the use of Digital Outcrop Modeling can provide relevant informations for the analysis and interpretation of carbonate systems, as it make it possible to collect large volumes of data from objects that for size and exposition would be otherwise inaccessibile. In the present study we applied Digital Outcrop Modeling and digital photogrammetry to the study of a Triassic isolated platform (Lastoni di Formin, Dolomites, Italy), to reconstruct the platform architecture and the distribution and genesis of the fracture pattern that affect it. The photogrammetric acquisition was performed both from the ground and by the use of an Unmanned Aerial Vehicles (drone), that allowed to reach inaccessible and remote portions of the outcrop and to acquire large amounts of digital data in a quick and effective way. The obtained images were processed using Structure from Motion (SfM) techniques, producing the 3D Digital Outcrop Model (DOM). The DOM was subsequently visualized, analyzed and sampled in 3D stereoscopic environment. Furthermore, the study was supported by an intense field survey campaign, with the aim of both validating the digitally acquired data and integrating the set of measurements. The combination of remote sensing and traditional field studies has proven to be effective in achieving the objectives of the project. A first part of the study was dedicated to the reconstruction of the architecture and depositional geometries of the platform. Secondly, the structural analysis of the Lastoni platform and the characterization of the fracture network were undertaken.

Le piattaforme carbonatiche rappresentano un importante oggetto di studio in diversi campi applicativi delle geoscienze (ad esempio, per l'esplorazione di idrocarburi, l' approvvigionamento di risorse idriche e lo stoccaggio di CO2). Molto spesso, questo tipo di affioramenti sono altamente eterogenei in termini di architettura e distribuzione delle facies e sono spesso soggetti a intensa fratturazione. A loro volta, fratture e faglie rappresentano dei percorsi preferenziali per il flusso dei fluidi all'interno del corpo carbonatico, esercitando un forte impatto sulla qualità del giacimento. Tuttavia, molte delle caratteristiche salienti di un reservoir sono difficilmente rilevabili tramite tecniche di indagine geofisica, e le stratigrafie dei pozzi esplorativi rappresentano solo volumi limitati di roccia. In questo contesto, lo studio di piattaforme carbonatiche affioranti rappresenta una delle metodologie più efficaci per integrare i dati di pozzo nella valutazione delle caratteristiche di un giacimento. L'applicazione di modelli digitali dell'affioramento (Digital Outcrop Modeling o DOM) a questo tipo di studi fornisce un'importante fonte di dati per l'analisi e l'interpretazione dei sistemi carbonatici. Questo tipo di approccio multidisciplinare combina diverse aree di competenza, (geologia strutturale, sedimentologia, stratigrafia, informatica), che contribuiscono in diversa misura allo studio e all'interpretazione delle caratteristiche geologiche dell' affioramento in esame. In questo lavoro, sono state applicate avanzate tecniche di fotogrammetria digitale e Digital Outcrop Modeling allo studio di una piattaforma carbonatica di età triassica e più precisamente del Carnico (Lastoni di Formin, Dolomiti, Italia). L'acquisizione fotogrammetrica è stata eseguita sia da terra che tramite l' utilizzo di un veicolo a pilotaggio remoto (drone), che ha consentito di raggiungere porzioni inaccessibili e remote dell'affioramento e di acquisire grandi quantità di dati digitali in modo rapido ed efficace. Le immagini ottenute sono state elaborate utilizzando tecniche di Structure from Motion (SfM), che hanno reso possibile la ricostruzione 3D dell'affioramento che è stato successivamente visualizzato, analizzato e misurato in stereoscopia 3D. Inoltre, lo studio del DOM è stato affiancato a un'intensa campagna di rilevamento sul terreno, con l'obiettivo sia di validare i dati acquisiti in digitale che di integrare il set di misure. La combinazione di telerilevamento e rilevamento geologico tradizionale si è rivelata efficace per il raggiungimento degli obiettivi prefissati. La prima parte del progetto è stata dedicata alla ricostruzione dell'architettura e delle geometrie deposizionali della piattaforma dei Lastoni; nella seconda parte dello studio sono state eseguite l'analisi strutturale e la caratterizzazione del network di fratture della piattaforma stessa.