[pt] Um dos principais objetivos da engenharia de petróleo é desenvolver e aplicar técnicas capazes de aumentar a produtividade de poços de petróleo, incluindo a estimulação da formação através de operações que aumentem a permeabilidade da rocha-reservatório e facilitem o escoamento do fluido. Dentre as técnicas de estimulação, a mais utilizada é o fraturamento hidráulico, a qual tem viabilizado a exploração em cerca de 40 por cento dos poços produtores de petróleo em todo o mundo. Durante o fraturamento hidráulico, um material granular conhecido como material de sustentação ou propante, é injetado nas fraturas recém-criadas com o objetivo de mantê-las abertas e garantir-lhes condições de alta permeabilidade. A produção de material de sustentação (proppant flowback) é termo usado para descrever o refluxo do propante para o interior do poço, juntamente com o hidrocarboneto produzido. O controle do fluxo de propante representa um grave desafio para a indústria de petróleo, pois pode causar graves problemas operacionais e de segurança, relacionados com o desgaste dos equipamentos de produção, problemas econômicos associados ao custo de limpeza, paralisação das operações e intervenção no tratamento da fratura, problemas ambientais relacionados com a disposição de sólidos impregnados por hidrocarbonetos, etc. Neste contexto, a presente dissertação apresenta um estudo detalhado dos principais tipos de propante e de suas propriedades, bem como descreve os mecanismos que influem no refluxo do material de sustentação da fratura e analisa os principais modelos apresentados na literatura para previsão deste fenômeno. Uma retroanálise considerando os dados de campo em 22 poços da Petrobrás, localizados em Sergipe, permite uma comparação da eficiência entre quatro dos modelos, desenvolvidos com base em resultados de ensaios de laboratório, indicando suas vantagens e desvantagens para aplicação na prática da engenharia. / [en] One of the main objectives of petroleum engineering is to develop and to apply techniques aiming the productivity increase of oil fields, including the stimulation of the rock through operations that increase the permeability of the oil reservoir and makes the flow of the fluid toward the well more efficient. Among the stimulation techniques, the most used is the hydraulic fracturing, carried out in about 40 percent of the producing oil wells around the world. During hydraulic fracturing, a granular material known as proppant, is injected into the just created fractures with the objective to keep them open and in order to guarantee the designed conditions of high permeability. Proppant flowback is the technical terminology employed to describe the flow of proppant from the fracture to the interior of the oil well, together with the produced hydrocarbon. An efficient and reliable control of this problem is still a major challenge to the oil industry, given the serious operational and security problems that it may cause, including costs of interrupted operations, cleaning measures, environmental contamination risks associated with the disposal of residues impregnated by oil, etc. In this context, the present thesis presents a detailed description on the main proppant materials and their engineering properties and available treatments, as well as on the physical mechanisms that control the flowback phenomenon. Several simple models published in the literature, that permit the forecast of proppant flowback in a fast and easy way, are also presented and discussed. Finally, a back-analysis considering the actual conditions in 22 Petrobras oil wells located in Sergipe was also carried out, what permitted a comparison among the results calculated according 4 prediction models, putting in evidence their advantages, shortcomings and adequacy as a design or control tool in the design and exploration of oil fields stimulated by hydraulic fracturing.

[pt] A viabilidade da exploração de um campo petrolífero está associada às características produtivas da formação, obtidas mediante o desenvolvimento e a aplicação de técnicas capazes de aumentar a economicidade dos poços. A técnica de estimulação mais utilizada atualmente é o fraturamento hidráulico, que tem como uma das etapas principais a injeção de um material granular, denominado de propante, para a manutenção da abertura da fratura. Tal técnica tem como obstáculo o refluxo do propante para o interior do poço (proppant flowback), ocasionando diversos problemas que podem levar à interrupção da produção do mesmo. Alguns modelos teóricos e empíricos foram desenvolvidos para a previsão desse fenômeno, mas os mecanismos que o governam não são ainda claramente explicados. Alguns fatores que influenciam na produção de propante são largura da fratura, tensão de fechamento, gradiente hidráulico e características do propante. O refluxo de propante não é considerado nos procedimentos atuais de projeto de fraturamento hidráulico. Nessa dissertação de mestrado foi desenvolvida uma ferramenta computacional com uma arquitetura orientada a objeto, em linguagem de programação Java, para a análise de estabilidade do propante no interior da fratura com base em modelos empíricos e teóricos. Além disso, foi investigada a influência da inclusão de restrições no projeto de fraturamento de modo a prevenir o fenômeno. Busca-se, desse modo, a obtenção de melhores projetos de fraturamento hidráulicos com prevenção do refluxo de propante, garantindo a produtividade do poço e prolongando sua vida útil. / [en] The viability of the exploration of an oil field is associated with the productive characteristics of the formation, guaranteed by means of the development and application of techniques capable of increasing the productivity and the economy of the oil fields. The currently most used stimulation technique is hydraulic fracturing, by which one of the main stages is the injection of a granular material called proppant to keep the fracture open and enhance fracture permeability. This technique presents as a drawback the phenomenon known as proppant flowback. The proppant is carried to the inside of the well causing many problems which can lead to production interruption. Some empirical and theoretical models for its prediction have been developed, however the mechanisms that govern it are still not clearly explained. Parameters that are related to proppant flowback are fracture width, closure pressure, drag force and proppant characteristics. Proppant flowback prediction is not included in today s procedures of the hydraulic fracturing project. In the present work a computational tool for proppant stability analysis was developed based on empirical and theoretical prediction models. This tool has an object oriented architecture written in Java language. The influence of the introduction of restrictions to prevent proppant production in the hydraulic fracture design procedure was also investigated. In this way, it is aimed to obtain hydraulic fracturing projects by which proppant flowback is prevented in field situations assuring well productivity and extending its activity period.

O fraturamento hidráulico é uma das técnicas de estimulação mais utilizadas pela indústria petrolífera. Esta técnica permite o aumento de produtividade de poços com baixo custo. Essa técnica consiste em induzir a propagação de fissuras nas rochas por meio de uma pressão externa. Assim, modelos para a simulação da propagação de fissuras em tais condições tornam-se de grande importância. O presente trabalho apresenta uma contribuição ao estudo da propagação de fissuras durante o fraturamento hidráulico. Um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos será apresentado. Teorias da mecânica da fratura elástico linear são aplicadas e a propagação de fissuras durante o faturamento hidráulico é modelada, tendo como processador das análises a ferramenta numérica FRANC 2D. Os resultados obtidos pelo modelo numérico são comparados com respostas apresentadas na literatura. Boa concordância é observada entre os resultados. Em especial, para os valores da pressão de quebra e o raio de reorientação. / Fracking is one of the most used stimulation techniques by the oil and gas industry. This technique allows the increase of productivity of wells with low cost. Consists in inducing the propagation of cracks in the rocks by means of an external pressure. Thus, models for simulating the propagation of cracks in such conditions become of great importance. This work presents a contribution to the study of the propagation of cracks during the fracking. A numerical model based on the Finite Element Method will be presented. Theories of linear elastic fracture mechanics are applied and the propagation of cracks during hydraulic billing is modeled, with the FRANC 2D numerical tool as the analysis processor. The results obtained by the numerical model are compared with answers presented in the literature. Good agreement is observed among the results. In particular, for the values of the breakdown pressure and the reorientation radius.

Abrasive waterjet (AWJ) cutting is a versatile technique which has been effectively applied to rock cutting since the late 1980s. The complexity of the interaction between the waterjet and the rocks complicates the thorough understanding of the phenomena involved in AWJ rock cutting. On one hand, rocks are complex materials which are generated through different processes in an uncontrolled environment without human interference. On the other hand, the AWJ acts with high velocity and turbulence, complicating direct observation and the perception of details. In this respect, the present research aims to contribute to the study of AWJ cutting applied to rocks, including the analysis of qualitative and quantitative information, both of great importance regarding the study of complex materials. Concerning quantitative data, special attention is given to the investigation of the cutting efficiency, which can be analyzed by observing conditions in which the higher cutting rate is associated with the minimum energy provided by the AWJ machine per removed volume of rock. Moreover, the real efficiency can be analyzed through the investigation of the conditions in which the major part of the energy provided by the AWJ machine is used effectively for rock cutting, deducting dissipation losses. The effects of varying traverse velocity and pump pressure on cutting parameters were also investigated, in addition to the influence of rock properties on the effective energy of cutting. The effective energy was calculated based both on the specific energy and specific destruction work of the materials. With respect to the qualitative investigation, petrographic and scanning electron microscopy (SEM) analyses were conducted in order to visualize and better understand the different effects of cutting on the studied rocks. Cutting tests with a traverse velocity of 200 mm/min and a pump pressure of 400 MPa presented the most efficient rock cutting regarding both methods of efficiency analysis. Dry density and tensile strength presented fair correlations with the effective cutting energy, while the modulus ratio presented the best correlations. It was observed that brittleness plays a key role in the understanding of the phenomena involved in AWJ rock cutting. / O jato d\'água abrasivo (AWJ) é uma técnica versátil que tem sido efetivamente aplicada ao corte de rochas desde o fim da década de 1980. A complexidade da interação entre o jato e as rochas dificulta a compreensão detalhada dos fenômenos envolvidos no corte de rochas com AWJ. Por um lado, rochas são materiais complexos gerados em ambientes sem interferência humana. Por outro lado, o AWJ age com alta velocidade e turbulência, dificultando a observação direta do procedimento. Assim, a presente tese de doutorado visa a contribuir com o estudo do corte de rochas com AWJ, incluindo análises de dados qualitativos e quantitativos, ambos de grande importância em estudos de materiais complexos. A análise quantitativa possui foco na investigação da eficiência de corte, a qual pode ser analisada por meio da observação das condições em que há a maior taxa de corte associada à mínima energia fornecida pelo AWJ por volume de rocha removido. Além disso, a eficiência real do corte pode ser analisada a partir da investigação das condições em que a maior parte da energia fornecida pelo AWJ é usada para efetivamente cortar a rocha, descontando perdas por dissipação. Os efeitos da variação da velocidade transversal de corte e da pressão da bomba nos parâmetros de corte também foram investigados, além da influência das propriedades das rochas na energia efetiva de corte. A energia efetiva de corte, denominada energia relativa de formação da ranhura (EKR), foi calculada com base na energia específica e no trabalho de destruição específico dos materiais. Análises de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e petrografia foram conduzidas para visualizar e compreender melhor os diferentes efeitos do corte nas rochas estudadas. Os testes de corte realizados com velocidade transversal do bocal de 200 mm/min e pressão da bomba de 400 MPa apresentaram as melhores eficiências de corte considerando-se ambos os métodos de análise de eficiência. Dentre as propriedades das rochas investigadas, a massa específica e a resistência à tração por compressão diametral apresentaram correlações razoáveis com EKR, enquanto que o modulus ratio apresentou as melhores correlações. Observou-se que a ruptibilidade possui papel fundamental na compreensão dos fenômenos envolvidos no corte de rochas com AWJ.

[pt] O desenvolvimento e exploração das formações shale gas a nível mundial é relativamente recente, tendo seu início nos Estados Unidos no final da década 1990. A partir dos resultados obtidos com a aplicação do procedimento de fraturamento hidráulico, como método de estimulação, o estudo e avaliação de outros prospectos shale gas em outras regiões do mundo foi estimulado. No entanto, a análise, estudo e caracterização deste tipo de reservatórios são dificultados uma vez que devem ser levados em conta múltiplos fatores relacionados a geologia, mineralogia, petrofísica, geoquímica, entre outros. O fraturamento hidráulico é um processo hidromecânico acoplado com alto grau de dificuldade especialmente em reservatórios shale gas, onde existe a presença de fraturas. Um estudo numérico é conduzido neste trabalho com o objetivo de investigar o comportamento hidromecânico de uma fratura natural durante a injeção de fluido. O software UDEC (Universal Distinct Element Code) baseado no método dos elementos discretos foi empregado no desenvolvimento da modelagem numérica. O UDEC tem a capacidade de modelar o comportamento hidromecânico de uma fratura incluindo os fenômenos de abertura/fechamento das fraturas, cisalhamento e dilatação sob condições de contato ou separação. Nesta investigação numérica foram criados modelos de reservatório com fraturas naturais aleatórias por meio de uma distribuição voronoi visando representar a complexidade da rede de fraturas naturais presentes nas formações shale gas. Os resultados do estudo numérico mostram que o comportamento hidromecânico do sistema é fortemente dependente da variação de parâmetros como tensões in situ, viscosidade do fluido de fraturamento e taxa de injeção de fluido. Portanto, estes resultados proporcionam um melhor entendimento dos mecanismos de fraturamento e resposta da pressão de um tratamento de fraturamento hidráulico em um reservatório de gás não-convencional naturalmente fraturado. / [en] The development and deployment of shale gas formations around the world are relatively recent, starting in the United Stated in the late 1990. From the results obtained with the application of hydraulic fracturing as a method of stimulation, the study and evaluation of other prospects of shale gas in others places in the world was encouraged. However, the analysis, study and characterization of this type of reservoirs are difficult, because it must be taken into account several factors such as geology, mineralogy, petrophysics, geochemistry among others. Hydraulic fracturing is a complicated hydro-mechanical coupled process, with high difficulty degree especially in shale gas reservoir, where natural fractures exist. A numerical study is conducted to investigate the hydromechanical behavior of a natural fracture during fluid injection. UDEC (Universal Distinct Element Code) software based on discrete elements method was employed to numerical modeling development. UDEC has the ability to model the hydro-mechanical behavior of a fracture including phenomena like fracture enlargement, closure, slippage, and dilation under contact or separation condition. In this numerical investigation, numerical reservoir models, with random natural fractures through a distribution voronoi were created aiming to represent the network complexity of natural fractures present in shale gas formations. The numerical study results show that the hydromechanical system behavior is strongly dependent on the parameters variation such as in situ stress, fluid fracturing viscosity and fluid injection rate. Therefore, these results provide a better understanding of fracturing mechanisms and pressure response of a hydraulic fracturing treatment in a non- conventional naturally fractured reservoir.

[pt] Um dos principais objetivos da engenharia de petróleo é desenvolver e aplicar técnicas capazes de aumentar a produtividade de poços de petróleo, incluindo a estimulação do poço por operações de fraturamento hidráulico. Estudos sobre a propagação de fraturas podem ser feitos analiticamente para algumas situações simplificadas envolvendo homogeneidade, isotropia e condições de contorno simples do meio geológico, ou pela aplicação de métodos numéricos, como o método dos elementos finitos, para casos mais complexos. A presente pesquisa apresenta análise numérica de fraturamento hidráulico utilizando o método estendido dos elementos finitos (XFEM), em conjunto com o modelo constitutivo de dano da Zona Coesiva (MZC). No método estendido dos elementos finitos a geometria da fratura se torna independente da malha, permitindo a propagação da fratura através do domínio, dispensando sucessivas gerações de malha necessárias na aplicação do método convencional dos elementos finitos. Os resultados numéricos obtidos foram comparados com soluções analíticas assintóticas no caso limite em que o regime da propagação é dominado pela rigidez da rocha, obtendo uma boa concordância. Adicionalmente, foram investigados os efeitos de diferentes parâmetros do fluido de injeção e as características de propagação da fratura quando a interface entre diferentes camadas geológicas é inclinada, mostrando dependência do ângulo de inclinação, das propriedades do material e das tensões in-situ. / [en] One of the main objectives of petroleum engineering is to develop and apply techniques capable of increasing the productivity of oil wells, including the stimulation of well by hydraulic fracturing operations. Studies on the propagation of fractures can be done analytically for some simplified situations involving homogeneity, isotropy and simple boundary conditions of the geological medium, or by the application of numerical methods, such as the finite element method, for more complex cases. The present research presents a numerical analysis of hydraulic fracturing using the extended finite element method (XFEM), in conjunction with the damage constitutive model of Cohesive Zone (MZC). In the extended finite element method the fracture geometry becomes independent of the mesh, allowing the propagation of the fracture through the domain without successive mesh generations as necessary in the conventional finite element method. The computed numerical results were compared with asymptotic analytical solutions in the limit case in which the propagation regime is dominated by the rigidity of the rock with good compatibility. In addition, this study investigates the effects of different parameters of the injection fluid and the fracture propagation characteristics when the interface between different geological layers is inclined, shows dependency between the angle of inclination with the properties of the material and the in-situ stresses.

[pt] O estudo de iniciação e propagação de fraturas em rochas devido à energia gerada por explosões é uma tarefa desafiadora em mecânica computacional dada a natureza multifísica e multi-escala do fenômeno. Uma das técnicas utilizadas para simulação deste processo pelo método dos elementos finitos consiste em acompanhar a evolução de fraturas no tempo, com atualizações frequentes da malha de elementos, o que torna as análises demoradas e complicadas, com perda de precisão numérica no processo de atualização dos valores calculados em pontos da malha antiga para os pontos correspondentes da malha nova. O método estendido dos elementos finitos (XFEM) permite a incorporação de enriquecimentos locais, i.e. de um conjunto de funções de interpolação enriquecidas que fornecem valores das variáveis de interesse (deslocamentos, tensões) com maior precisão e eficiência computacional. Além disso, é importante ressaltar, que a presença da fratura, e sua propagação no tempo através da rocha, não é geometricamente modelada e a malha de elementos não precisa ser constantemente atualizada. Quatro diferentes abordagens são examinadas para simular o processo de fraturamento na rocha, com a comparação entre os respectivos resultados: o método XFEM, os elementos de interface coesivas, os elementos finitos com singularidade e a técnica de eliminação de elementos que remove elementos da malha, simulando o fraturamento, quando os mesmos atingem a ruptura de acordo com algum critério. Nesta pesquisa, o método XFEM é aplicado para investigar o desmonte de rocha com base no método dos nós fantasma onde as descontinuidades nos campos de deslocamentos são introduzidas através de novos graus de liberdade em elementos sobrepostos. O maciço rochoso considerado é um granito admitido isotrópico no meio homogêneo ou heterogêneo que tem comportamento elástico linear até o início da quebra, onde a propagação de fraturas utiliza o modelo de zona coesiva. Alguns exemplos numéricos são apresentados aspectos relacionados com o fraturamento de um maciço rochoso sujeito a explosão, a fim de discutir as vantagens e limitações. Além disso, os resultados numéricos são comparados com os obtidos por outros autores utilizando diferentes abordagens numéricas. / [en] The study of propagation of fractures in rocks due to the energy generated by explosions is a challenging task in computational mechanics given the multiphysics and multiscale nature of the phenomenon. One of the most widely used methods for simulation of this process is the finite element method, which follows the time evolution of fractures, with frequent updates of mesh elements to represent the new geometry of the newly fractured material. This approach, besides being computationally time consuming and difficult for the necessity of constant rebuilding meshes, also results in the loss of numerical accuracy when the variables of interest are mapped and interpolated from the old mesh to the Gauss points and nodal points the new mesh. The Extended Finite Element Method (XFEM) local enrichment functions to be easily incorporated into a finite element approximation. The presence of fracture is ensured by the special enriched functions in conjunction with additional degrees of freedom with greater accuracy and computational efficiency. Furthermore, it is important to note that does not require the mesh to match the geometry of the fracture. It is a very attractive and effective way to simulate initiation and propagation of a crack along an arbitrary, solution-dependent path without the requirement of remeshing. Four different approaches are examined to simulate the rock fracturing process, with comparison between respective results: the XFEM, the interelement crack method, the conventional finite element method (FEM) using a remeshing technique and based on the linear fracture mechanics and the element deletion method with Rankine failure-type material model to simulate discrete rock fracture. In this research, XFEM is applied to investigate rock blasting based on the phantom node method where discontinuities in the displacement fields are introduced through new degrees of freedom in overlapping elements. The rock mass considered is a sound granite admitted as an isotropic, homogeneous or heterogeneous medium that remains linear elastic right up the moment of breakage, and then the propagation of cracks using the cohesive zone model. Several numerical examples are presented aspects related to the fracturing of a rock mass under the effect of blast-induced dynamic pressure pulse, in order to discuss the advantages and limitations of each of the aforementioned approaches. Furthermore, the numerical results are compared with those obtained by other authors using different numerical approaches.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoPBJ_DISSERT.pdf: 5706323 bytes, checksum: 7e213d2df30615621d9d118318bdfa95 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / With the increasing of energetic consumption in the worldwile, conventional reservoirs, known by their easy exploration and exploitation, are not being enough to satisfy this demand, what has made necessary exploring unconventional reservoirs. This kind of exploration demands developing more advanced technologies to make possible to exploit those hydrocarbons. Tight gas is an example of this kind of unconventional reservoir. It refers to sandstone fields with low porosity, around 8%, and permeabilities between 0.1 and 0.0001 mD, which accumulates considerable amounts of natural gas. That natural gas can only be extracted by applying hydraulic fracturing, aiming at stimulating the reservoir, by creating a preferential way through the reservoir to the well, changing and making easier the flow of fluids, thus increasing the productivity of those reservoirs. Therefore, the objective of this thesis is analyzing the recovery factor of a reservoir by applying hydraulic fracturing. All the studies were performed through simulations using the IMEX software, by CMG (Computer Modelling Group), in it 2012.10 version / Com o crescimento do consumo energ?tico em todo o mundo, os reservat?rios convencionais, chamados de reservat?rios de f?cil explora??o e produ??o n?o est?o atendendo ? demanda energ?tica mundial, fazendo-se necess?rio a explora??o de reservas n?o convencionais. Esse tipo de explora??o exige o desenvolvimento de tecnologias mais avan?adas para a sua explota??o. Como exemplo dessas reservas, temos os reservat?rios do tipo Tight Gas, onde referem-se aos campos de arenito com baixa porosidade, na faixa de 8%, e permeabilidade na faixa entre 0,1 mD e 0,0001 mD, que acumulam consider?veis reservas de g?s natural, podendo apresentar viabilidade econ?mica para explota??o. O g?s natural nesse tipo de reservat?rio s? pode ser extra?do a partir da aplica??o da t?cnica de faturamento hidr?ulico, que tem por finalidade estimular o po?o, criando um canal de alta condutividade entre o po?o e o reservat?rio alterando e facilitando o fluxo de fluidos, aumentando assim a produtividade do reservat?rio. Assim, o objetivo desse trabalho ? analisar o fator de recupera??o do reservat?rio com a aplica??o do fraturamento hidr?ulico. Os estudos foram realizados atrav?s de simula??es concretizadas no m?dulo IMEX do programa da CMG (Computer Modelling Group), vers?o 2012.10

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlineGS_DISSERT.pdf: 3853241 bytes, checksum: 58a2024c558cc1fe962ac52b1b91989a (MD5) Previous issue date: 2010-04-05 / Hydraulic fracturing is an operation in which pressurised fluid is injected in the geological formation surrounding the producing well to create new permeable paths for hydrocarbons. The injection of such fluids in the reservoir induces seismic events. The measurement of this reservoir stimulation can be made by location these induced microseismic events. However, microseismic monitoring is an expensive operation because the acquisition and data interpretation system using in this monitoring rely on high signal-to-noise ratios (SNR). In general, the sensors are deployed in a monitoring well near the treated well and can make a microseismic monitoring quite an expensive operation. In this dissertation we propose the application of a new method for recording and location of microseismic events called nanoseismic monitoring (Joswig, 2006). In this new method, a continuous recording is performed and the interpreter can separate events from noise using sonograms. This new method also allows the location of seismic sources even when P and S phases onsets are not clear like in situations of 0 dB SNR. The clear technical advantage of this new method is also economically advantageous since the sensors can potentially be installed on the surface rather than in observation well. In this dissertation field tests with controlled sources were made. In the first test small explosives using fire works at 28 m (slant distances) were detected yealding magnitudes between -2.4 ≤ ML ≤ -1.6.. In a second test, we monitored perforation shots in a producing oil field. In this second test, one perforation shot was located with slant distances of 861 m and magnitude 2.4 ML. Data from the tests allow us to say that the method has potential to be used in the oil industry to monitor hydrofracture / O fraturamento hidr?ulico consiste em injetar um fluido pressurizado na forma??o em volta do po?o produtor a fim de criar novos caminhos para o hidrocarboneto fluir. A inje??o de fluido em reservat?rio de hidrocarboneto durante o processo de fraturamento hidr?ulico induz eventos micross?smicos. Medir a efici?ncia dessa estimula??o do reservat?rio pode ser feita, de forma indireta, identificando os locais afetados atrav?s da localiza??o dos microssismos induzidos. Mas hoje, isso tem um custo elevado por que o sistema de aquisi??o e interpreta??o de dados no monitoramento s?smico s? funciona bem em ambientes onde a raz?o sinal-ru?do ? consideravelmente alta, implicando na necessidade de acoplar sensores em po?os de observa??o a uma mesma profundidade do fraturamento. Nesse trabalho, propomos a aplica??o de um novo m?todo de registro e localiza??o de microssismos, o m?todo nanoss?smico (Joswig, 2006). O m?todo consiste em um monitoramento cont?nuo no tempo, deixando o usu?rio distinguir ru?dos e eventos s?smicos atrav?s da an?lise do conte?do espectral do sinal. O programa de an?lise do m?todo, HypoLine, permite a localiza??o de eventos sem fases clara de onda P e S. Dessa forma, pode-se identificar e localizar eventos de raz?o sinal - ru?do de at? 0 dB. Essa ? a principal vantagem do m?todo. Sua aplica??o para detectar microssismos induzidos por inje??o de fluido pode trazer grande retorno financeiro, caso n?o se tenha mais a necessidade de acoplar sensores a uma mesma profundidade do fraturamento hidr?ulico. Neste trabalho, testes foram realizados, onde o tempo de origem do sinal e a localiza??o da fonte eram conhecidos, a fim de conhecer a potencialidade do m?todo para aplica??o futura em monitoramento de fraturamentos hidr?ulico. Em um primeiro teste, fontes s?smicas (simuladas com fogos de artif?cios) foram localizadas a 28 m do sensor e magnitude -2.4 ≤ ML ≤ -1.6. Em um segundo teste, um monitoramento de canhoneios em um po?o de petr?leo, fonte foi detectada e localizada a uma dist?ncia do sensor de 861m com magnitude de 2.4 ML. Dados obtidos nestes testes permite dizer que o m?todo tem potencial para ser usado em monitoramento de hidrofraturas pela ind?stria do petr?leo

O fraturamento hidráulico é uma das técnicas de estimulação mais utilizadas pela indústria petrolífera. Esta técnica permite o aumento de produtividade de poços com baixo custo. Essa técnica consiste em induzir a propagação de fissuras nas rochas por meio de uma pressão externa. Assim, modelos para a simulação da propagação de fissuras em tais condições tornam-se de grande importância. O presente trabalho apresenta uma contribuição ao estudo da propagação de fissuras durante o fraturamento hidráulico. Um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos será apresentado. Teorias da mecânica da fratura elástico linear são aplicadas e a propagação de fissuras durante o faturamento hidráulico é modelada, tendo como processador das análises a ferramenta numérica FRANC 2D. Os resultados obtidos pelo modelo numérico são comparados com respostas apresentadas na literatura. Boa concordância é observada entre os resultados. Em especial, para os valores da pressão de quebra e o raio de reorientação. / Fracking is one of the most used stimulation techniques by the oil and gas industry. This technique allows the increase of productivity of wells with low cost. Consists in inducing the propagation of cracks in the rocks by means of an external pressure. Thus, models for simulating the propagation of cracks in such conditions become of great importance. This work presents a contribution to the study of the propagation of cracks during the fracking. A numerical model based on the Finite Element Method will be presented. Theories of linear elastic fracture mechanics are applied and the propagation of cracks during hydraulic billing is modeled, with the FRANC 2D numerical tool as the analysis processor. The results obtained by the numerical model are compared with answers presented in the literature. Good agreement is observed among the results. In particular, for the values of the breakdown pressure and the reorientation radius.