Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelo Kuhn Borkowski.pdf: 2809062 bytes, checksum: e19eeb0a6431498f9c455c21df75a8bb (MD5) Previous issue date: 2009-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To evaluate the environmental impacts generated by the tillage systems, it is necessary to evaluate the variations caused by them in the soil structure. The space porous is the best indicator of the soil structural quality, because it is responsible, among many factors, for transport phenomena of water and solutes in his interior and water retention. Tillage systems used in the soil tend to modify her structure. Thick way, the conventional tillage is characterized by the soil revolviment and mixture of the remains of the previous culture in their more interior layers. Already the no-tillage has for main characteristic the non revolviment of the soil, and the remains of the previous culture are left in the surface of the soil for incorporation of this material. The objective of this work was the survey of retention curve (RC), the which was determinate using the potential of 10,30,40, 60,80,100,300, 500,1000,4000,8000 cm de H2O, this dates when interpolates through of function of kind “spline cubic” allowed the construction of retention curves more detailed of that the curves obtained by traditional methods, so then, obtain of pores distribution curves (CDP) of a Red Dystrophic Latossoil under no-tillage and conventional tillage systems, in depths of until 0-40 cm. With base in those CDPs and in CRs to compare the modifications produced in the structure of this soil due to those two tillage types. Also, to study those modifications such complementally studies they were accomplished as: the analysis textural (mechanics) of the soil, the determination of his/her density and the determination of the macro, micro and total porosity of the soil. The results of this work showed that the soil under the system of no-tillage presented smaller density values in comparison with the soil under conventional tillage, values, respectively, of 1,09 against 1,20Mg/m3 (on average). Also, in the soil under conventional tillage an increase of 12% was observed in the density of the deepest layers (below 10cm) in comparison with the superficial layer (up to 10cm). That is an indicative of compacting of the soil, which, in general, it is attributed to the most intensive job of agricultural machinery in this type of tillage system. Already the soil under no-tillage presented a compressed layer, between 10 and 20 cm, with density approximately 8% larger than the adjacent layers, which was associated to traces of other tillage systems previously accomplished in the area under no-tillage. The results also indicated larger values of the total porosity and macroporosity for the soil under notillage. The retention curves CRs and of pores distribution CDPs showed larger homogeneity of the soil under no-tillage when compared to the soil under the conventional tillage. Except for the superficial layer (0-10 cm) of the soil under conventional tillage, CDPs showed that the distribution of sizes of pores of the soil under the direct and conventional plantings is trimodal with picks in the areas of rays among: 1 and 6μm; 9 and 25μm and 25 and 100μm. For the superficial layer of the soil under conventional tillage, CR and CDP indicated that the system of conventional tillage promotes a great desestructuration of the porous system of the soil, turning it less capable of keeping the water in his interior due to an enlargement of the distribution of pores above 25μm (macroporous). / Para avaliar os impactos ambientais gerados pelos sistemas de plantio, é necessário avaliar as variações provocadas por eles na estrutura do solo. O espaço poroso é o melhor indicador da qualidade estrutural do solo, pois é responsável, dentre muitos fatores, por fenômenos de transporte de água e solutos em seu interior e retenção de água por ele. Sistemas de manejo empregados no solo tendem a modificar sua estrutura. Grosso modo, o convencional é caracterizado pelo revolvimento do solo e mistura dos restos da cultura anterior em suas camadas mais interiores. Já o direto tem por característica principal o não revolvimento do solo, e os restos da cultura anterior são deixados na superfície do solo para incorporação deste material. O objetivo deste trabalho foi o levantamento da curva de retenção de água (CR), a qual foi determinada utilizando potenciais de 10-30-40-60-80-100-300-500-1000-4000- 8000 cm de H2O, estes dados quando interpolados através de uma função do tipo “spline cúbica” permite a construção de curvas de retenção mais detalhadas do que as curvas obtidas por métodos tradicionais, assim sendo, obter as curvas de distribuição de poros (CDP) de um classificado como Latossolo Vermelho Distrófico sob os sistemas de planto direto e convencional, em profundidades de até 0-40 cm. Com base nessas CDPs e nas CRs comparar as modificações produzidas na estrutura deste solo devido a esses dois tipos de manejo. A fim de se obter mais informações a respeito do solo estudado, também foram realizadas medidas de análise textural do solo, determinação da densidade do solo e a determinação da macro, micro e da porosidade total do solo. Os resultados deste trabalho mostraram que o solo sob o sistema de plantio direto apresentou menores valores de densidade em comparação com o solo sob plantio convencional, valores médios, respectivamente, de 1,09 contra 1,20Mg/m3. No solo sob plantio convencional observou-se um aumento de 12% na densidade das camadas mais profundas (abaixo de 10 cm) em comparação com a camada superficial (0-10 cm). Esse é um indicativo de compactação do solo, o qual, em geral, é atribuído ao emprego mais intensivo de maquinário agrícola neste tipo de sistema de plantio. Já o solo sob plantio direto apresentou uma camada compactada em 10-20 cm, com densidade aproximadamente 8% maior que as camadas acima (0-10 cm) e abaixo (10-20 cm), a qual foi associada a resquícios de outros sistemas de plantio realizados previamente na área sob plantio direto. Os resultados também indicaram maiores valores da porosidade total e macroporosidade para o solo sob plantio direto. As curvas de retenção CRs e de distribuição de poros CDPs mostraram maior homogeneidade do solo sob plantio direto nas camadas em profundidade que quando comparado ao solo sob o plantio convencional. Com exceção da camada superficial (0-10 cm) do solo sob plantio convencional, as CDPs mostraram que a distribuição de tamanhos de poros do solo sob os plantios direto e convencional é trimodal com picos nas regiões de raios entre: 1 e 6μm; 9 e 25μm e 25 e 100μm. Para a camada superficial do solo sob plantio convencional, a CR e a CDP indicaram que o sistema de plantio convencional promove uma grade desestruturação do sistema poroso do solo, tornando-o menos capaz de reter a água em seu interior devido a um alargamento da distribuição de poros acima de 25μm (macroporos).

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jocenei Antonio Oliveira.pdf: 2309316 bytes, checksum: 8527d62e93fbe03d332c4ffaa65aedda (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil water retention properties can be described by so-called soil-water characteristic curve (SWCC) or retention curve (WRC). This curve expresses the relationship between matric potential and soil moisture based on weight or volume. Through the attainment and subsequent analytical interpolation of the WRC, it’s possible the indirect estimative of the pore-size distribution (PSD) curve of any porous system. Sometimes, obtaining the WRC may be a time-consuming process or involve the use of equipment not available in some laboratories. Thus the development of an alternative method to obtain the WRC and after the PSD becomes desirable, since these are properties of extreme importance to characterize porous media. The main objective of this study is to create and adapt methodology for obtaining PSD using computer simulation in tomographic images with micrometer resolution. In this study, there were used samples of sand and glass beads of different grain sizes for the generation of the PSD curve using a Haines’ funnel on balance. After WRC achievement, these were adjusted through an analytical model and then there were built experimental PSD curve. PSD were also determined by adaptation of a computer program using tomographic images of these samples. The results of obtained WRC associated with geometric models to predict the entry point of air have only revealed the idea about how may occur drying of the samples, showing only morphological considerations are not sufficient to describe this situation. The investigated porous systems homogeneity was able to be visualized by comparing the PSD curves in terms of their widths. / Propriedades de retenção da água no solo podem ser descritas pela chamada curva característica de água no solo ou curva de retenção (CR). Esta curva exprime a relação entre potencial mátrico e a umidade do solo à base de massa ou volume. Mediante o levantamento da CR e posterior interpolação analítica, pode-se estimar indiretamente a curva de distribuição de poros (CDP) de um sistema poroso qualquer. Algumas vezes, a obtenção da CR pode ser um processo demorado ou envolver a utilização de equipamentos não disponíveis em alguns laboratórios. Desta forma, o desenvolvimento de uma metodologia alternativa para a obtenção da CR e posteriormente da CDP se faz desejável, uma vez que se trata de propriedade de extrema importância para a caracterização de um meio poroso. O objetivo principal deste trabalho é criar e adaptar metodologia para a obtenção de CDPs utilizando simulação computacional em imagens tomográficas com resolução micrométrica. No presente estudo, foram utilizadas amostras de areias e esferas de vidro de diferentes granulometrias para o levantamento das CRs usando um funil de Haines adaptado. Depois de obtidas as CRs, essas foram ajustadas através do modelo de ajuste de van Genuchten e obtidas as CDPs (primeira derivada da CR). Também foram obtidas CDPs mediante a adaptação de um programa computacional que utiliza informações de imagens tomográficas dessas amostras. Os resultados das CDPs levantadas pelos dois métodos mostram alguma concordância. Verificou-se, no entanto, que apenas considerações sobre a morfologia dos poros não são suficientes para descrever a forma com que as amostras são drenadas.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CyprianoGTN.pdf: 2726336 bytes, checksum: 398151afa4a714a39af458b59a347ead (MD5) Previous issue date: 2008-05-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Two methodologies were proposed to obtain micro and macroporous chitosan membranes, using two different porogenic agents. The methodologies proved to be effective in control the porosity as well as the pore size. Thus, microporous membranes were obtained through the physical blend of chitosan and polyethylene oxide (PEO) on an 80:20 (m/m) ratio, respectively, followed by the partial PEO solubilization in water at 80 ◦C. Macroporous chitosan membranes with asymmetric morphology were obtained using SiO2 as the porogenic agent. In this case, chiotsan-silica ratios used were 1:1, 1:3 and 1:5 (m/m). Membranes characterization were carried out by SEM (scanning electronic microscopy), X-ray diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermal analysis (TG, DTG , DSC and DMTA). Permeability studies were performed using two model drugs: sodium sulfamerazine and sulfametoxipyridazine. By transmission FTIR it was possible to confirm the complete removal of SiO2. The SEM images confirmed the porous formation for both micro and macroporous membranes and also determined their respective sizes. By thermal analysis it was possible to show differences related with water sorption capacity as well as thermal stability for both membranes. DTG and DSC allowed evidencing the PEO presence on microporous membranes. The absorbance x time curves obtained on permeability tests for micro and macroporous membranes showed a linear behavior for both drugs in all range of concentration used. It was also observed, through P versus C curves, an increase in permeability of macroporous membranes according to the increase in porosity and also a decrease on P with increase in drug concentration. The influences of the drug molecular structure, as well as test temperatures were also evaluated / Duas metodologias foram propostas para a obten??o de membranas macro e microporosas de quitosana, utilizando dois diferentes agentes formadores de poros. As metodologias mostraram-se eficientes no controle da porosidade e do tamanho dos poros gerados. Deste modo, membranas microporosas foram obtidas atrav?s de mistura f?sica da quitosana com o poli(?xido de etileno) (PEO), na propor??o 80:20 (m/m), respectivamente, seguido da solubiliza??o parcial do PEO em ?gua a 80 ◦C, e membranas macroporosas de quitosana com morfologia assim?trica foram obtidas utilizando um agente inorg?nico gerador de poros (SiO2). Neste caso, as propor??es quitosana-s?lica utilizadas foram 1:1, 1:3 e 1:5 (m/m). A caracteriza??o das membranas foi realizada atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV), difra??o de raios X (DRX), espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho (FTIR), an?lise t?rmica (TG, DTG, DSC e DMTA) e do estudo de sua permeabilidade utilizando-se dois f?rmacos modelos (sulfamerazina de s?dio e sulfametoxipiridazina). Atrav?s da t?cnica de FTIR em pastilha de KBr foi poss?vel confirmar, nas membranas macroporosas, a retirada completa do gerador de poros (SiO2). As imagens obtidas com o MEV confirmam a forma??o dos poros, tanto para as microporosas quanto para as macroporosas e determinam os seus respectivos tamanhos. Atrav?s das an?lises de TG, DTG e DSC foi poss?vel mostrar as diferen?as na capacidade de reten??o de ?gua para todas as membranas e suas estabilidades t?rmicas. As an?lises de DTG e DSC permitiram tamb?m evidenciar a presen?a de PEO nas membranas microporosas. As curvas Absorb?ncia ? Tempo obtidas a partir dos ensaios de permeabilidade, para as membranas micro e macroporosas, apresentaram um comportamento linear para ambos os f?rmacos e em todas as concentra??es utilizadas. Foi observado tamb?m, atrav?s da curva P ? C, um aumento na permeabilidade das membranas de acordo com o aumento da porosidade, bem como uma diminui??o desta com o aumento da concentra??o (C) dos f?rmacos modelo. Fatores tais como a influ?ncia da estrutura do f?rmaco e o efeito da temperatura tamb?m foram avaliados

[pt] Nos projetos de engenharia de poço, o conhecimento das pressões é fundamental para o planejamento do poço e otimização do processo construtivo. Em geral, as estimativas de pressão de poros são feitas baseadas em análises unidimensionais de poços de correlação e dependem da experiência do analista responsável. Tais estimativas não contemplam todos os dados de uma região e muitas vezes dados não são bem aproveitados. Neste trabalho, é apresentada uma metodologia para estimativa de pressão de poros tridimensional, onde as propriedades dos poços da mesma região foram extrapoladas para toda área através da ferramenta geoestatística. A partir desta extrapolação, foi possível obter-se perfis sintéticos em qualquer locação dentro da região delimitada com maior confiabilidade, enriquecer a compreensão global da região modelada e finalmente construir um cubo tridimensional de pressão de poros utilizando os modelos de Eaton e Bowers, baseando-se no critério que a região apresenta a mesma tendência de compactação. / [en] The knowledge of pore pressures of rocks is critical to several aspects of petroleum the well design and planning. Usually, in the petroleum industry, estimations are based on 1D analyses of the analogues wells and depend on the professional experience. Moreover, estimations do not consider the whole base data of the field. In this dissertation, is presented a methodology for 3D pore pressure estimation, where well data is calculated for the whole area applying a geostatistical tool to build the 3D properties model. From that, it was possible to make more credible synthetics well logs at any location, enrich the whole area comprehension, and also, to build the pore pressure cube based on Eaton and Bowers pore pressure estimations models.

The use of mineral adition in concrete is a widely studied theme for several researchers that looking for features like: save cement for reducing costs, durability improvement to increase mechanical strenght and use of industrial wastes for reducing environmental pollution. This study intend to analize the microstructure of concretes mixtures with ungrounded residual rice husk ash addition without burn control unground (RHAN), like a partial cement substitute in conventional concrete for reducing costs, since cement is the most expensive component, and the use RHAN avoiding dumping on environment like a ground and water pollutant. Five different concrete mixtures proportions: 2 mixes of RHAN, with 15% and 25% of partial cement substitution, 2 mixes of ground RHA (RHAM), with 15% and 25% of partial cement substitution, for comparison, and a control design, withouth adition. All concrete disigns were developed for 3 water/binder relationships (0,45, 0,55 e 0,65), 15 differents concrete design in total, for ages 28 and 91 days, were done. Tests like: axial compressive strenght, percentual of chemically combined water, mercury intrusion porosimetry,X-ray difraction and image analysis by scanning eletronic microscope (SEM) combined energy dispersive spectroscopy (EDS) were done. Tests results proved that RHA use is feasible for 15% of substitution of cement by RHAN, since concretes had values of compressive strenght few smaller than control concrete values, at 28 days, however higher than it at 91 days. Because of pozolanic reaction and filler efect combination, of RHAN and RHAM particles, concrete with RHA adition had microstructural changes like: size pore refinement, total porosity reduction and calcium silicate hydrate (C-S-H) formation through pozolanic reaction. RHA Inert particles created nucleation sites improving hydrate crystals formation. / O uso de adições minerais em concretos é um tema bastante estudado por vários pesquisadores que buscam características como: redução do consumo de cimento para redução de custos, aumento da durabilidade, aumento da resistência mecânica e aproveitamento de resíduos industriais para redução da poluição ambiental. Este estudo pretende analisar a microestrutura dos concretos dosados com adição de cinza de casca de arroz residual sem controle de queima e sem moagem (CCAN), em substituição parcial de cimento em concretos convencionais com a finalidade de redução de custos, já que o cimento é o componente mais caro do concreto e também aproveitar a CCAN evitando assim que seja descartada no ambiente como um poluente de água e solo. Foram estudados diferentes traços de concreto: 2 traços com CCAN em teores de 15 e 25% de substituição parcial de cimento, 2 traços com CCA moída (CCAM) em teores de 15 e 25% de substituição parcial de cimento, para comparação, e um traço de referência, ou seja sem substituição de cimento. Cada traço foi desenvolvido para 3 relações a/ag (0,45, 0,55 e 0,65), totalizando então 15 diferentes traços, que foram estudados para as idades de 28 e 91 dias. Foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, teor de água quimicamente combinada, porosidade por intrusão de mercúrio, difração de raios x e análise de imagens no microscópio eletrônico de varredura (MEV) combinado com a espectrometria de dispersão de raios X (EDS). Os resultados demonstraram que a utilização da CCAN é viável para teores de 15% de substituição de cimento, já que produziu concretos com valores de resistência à compressão pouco inferiores aos valores do concreto de referência, aos 28 dias, porém superiores a este quando a idade analisada é 91 dias. Devido à combinação da reação pozolânica e efeito filler das partículas de CCAN e CCAM, os concretos com adição de CCA apresentaram modificações da microestrutura como: refinamento dos poros, redução da porosidade total, formação de silicatos de cálcio hidratados (C-S-H) a partir da reação pozolânica. Partículas inertes de CCA criaram também espaços para a nucleação aumentando a formação de cristais hidratados.

A estabilidade de vesículas unilamelares gigantes (GUVs) foi monitorada através de microscopia de contraste de fase e de fluorescência, com o auxílio de gradientes de açúcares, do fluoróforo 1,3,6,8 pireno tetrasulfonato de sódio (PTS), do supressor de fluorescência cloreto de 1,1\'-dimetil-4,4\'-bipiridínio (MV) e do análogo lipídico fluorescente 2-(12-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-il) amino) dodecanoil-1-hexadecanoil-sn-glicero-3-fosfocolina (NBD-PC). Uma grande variabilidade no comportamento individual das GUVs foi obtida no que tange a: (i) manutenção do meio interno; (ii) interações da bicamada lipídica com superfícies e; (iii) estruturas lipídicas conectadas à bicamada. Os resultados experimentais podem ser explicados pelo aparecimento de poros transientes formados pelo aumento da tensão da bicamada lipídica das GUVs. Após o processo de geração de tensão na bicamada, poros são abertos para relaxação desta tensão, com concomitante efluxo da solução internalizada pela GUV, devido a pressão de Laplace. Com a diminuição do volume interno, a tensão da bicamada é relaxada e o fechamento dos poros guiado pela tensão de linha, minimizando o componente energético de curvatura dos lipídios nas bordas do poro. O modelo de poros transientes explica resultados como troca de massa entre meios interno e externo das GUVs, possibilidade da existência de fluxos unilaterais em GUVs, transitoriedade dos poros, diâmetro limite dos poros e manutenção do meio interno em GUVs após abertura e fechamento de poros. / The stability of giant unilamellar vesicles (GUVs) has been monitored by phase contrast and fluorescence microscopy, using sugar gradients, sodium 1,3,6,8 pirene tetrasulfonate (PTS) as fluorescent probe, 1,1\'-dimethyl-4,4\'-bipiridinium chloride (MV) as fluorescence quencher and 2-(12-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-il) amino) dodecanoyl-1-hexadecanoyl-sn-glicero-3-phosphocholine (NBD-PC) as fluorescent lipid analog. An accentuated variability in the individual behaviour of GUVs was observed as far as (i) stability of encapsulation; (ii) lipid bilayer-surface interactions and; (iii) lipid structures connected to GUVs are concerned. Experimental results can be explained by transient pores formation due to an increase in lipid bilayer tension. After processes of bilayer tension generation, pores are opened, while effluxes of GUVs internal solution are promoted by Laplace pressure. With the internal volume decrease, bilayer tension is relaxed and pores closure guided by line tension, minimizing the energetic component of lipid curvature in pore edges. Transient pores model explains experimental results such as mass exchange between internal and external GUVs media, GUVs effluxes, pores\' lifetime, pores diameter\'s limit and stability of GUV encapsulation after opening and closure of pores.

[pt] A compreensão dos mecanismos e fenômenos de transporte relacionados ao fluxo multifásico em meios porosos é de grande relevância para diversas aplicações práticas como captura e sequestro de dióxido de carbono, transporte em células de combustível e recuperação avançada de reservatórios de hidrocarbonetos. A geometria do espaço poroso e as interações dos fluidos com sua parte sólida determinam propriedades macroscópicas como porosidade, permeabilidades relativas e pressão capilar. Porém, a visão em escala microscópica fornece uma melhor descrição e entendimento dos processos físicos e químicos do escoamento de fluidos no espaço poroso. Neste trabalho desenvolvemos um simulador de rede de poros para análise do escoamento bifásico de fluidos imiscíveis tanto para o processo de drenagem quanto para o de embebição. O modelo de rede 240×40 tem capilares com raios médios na ordem de 52.35 micrometro com constrição. Os padrões de escoamento e eficiências de deslocamento foram obtidos para diferentes razões de viscosidade e números de capilaridade. Os resultados encontrados, considerando deslocamento pistão, foram similares a de experimentos realizados previamente, injetando água no meio saturado de óleo. Na drenagem, a saturação residual de óleo cai com o aumento do número de capilaridade. O padrão de escoamento observado é de fingerings viscosos e, a frente de deslocamento torna-se mais estável com o aumento da razão de viscosidade. Na embebição, para números de capilaridade mais baixos, o escoamento foi dominado por fingers capilares. Para números de capilaridade altos, fingers viscosos foram predominantes e, com o aumento da razão de viscosidade, a frente apresentou maior estabilidade. / [en] Understanding the mechanisms and transport phenomena of multiphase flow in porous media has great relevance in several practical applications, such as capture and sequestration of carbon dioxide, transport in fuel cells and enhancement hydrocarbon recovery. The geometry of pore space and the fluid interactions with the solid determine macroscopic properties such as porosity, relative permeabilities and capillary pressure. However, microscopic analysis provides a better description and comprehension of physical and chemical processes of fluid flow in the pore space. In this work, we developed a pore-network simulator to analyze immiscible two-phase flow for both drainage and imbibition processes. The 240×40 pore-network model has constricted capillary channels with radius on the order of 52.35 micrometer. Flow patterns and displacement efficiencies evaluation were obtained at different viscosity ratios and capillary numbers. The results, considering piston-like displacement, were similar to experiments realized previously, injecting water in an oil saturated medium. In the drainage process, the oil saturation reduces with increasing capillary number. The observed flow pattern is viscous fingerings and the front is stable with the higher viscosity ratio. In imbibition, the flow was dominated by capillary fingers at low capillary numbers. At high capillary numbers, viscous fingers were predominant and, with increasing viscosity ratio, the front presented higher stability.

[pt] O tempo não produtivo (NPT) durante a perfuração de poços de petróleo pode ser responsável pela perda de milhões de dólares em atividades offshore. A má previsão da pressão de poros pode ser uma das responsáveis pelo NPT de um poço ou mesmo sua perda definitiva em campos geologicamente complexos, como em bacias evaporíticas. Nesses campos complexos, os métodos de previsão de pressão de poros convencionais nem sempre são capazes de prever bem a distribuição de pressão de poros, mesmo após a perfuração de número considerável de poços. Este trabalho estuda técnicas alternativas que atendam ao problema de previsão de pressão para esses casos. Para fundamentar os estudos, é apresentada uma revisão sobre os riscos associados à perfuração em bacias evaporíticas e sobre os métodos de previsão de pressão existentes (métodos convencionais, sísmicos, modelagem geológica geomecânica 3D, modelagem pelo método dos elementos finitos e modelagem de bacias). Avaliando os problemas de perfuração nestes campos e as dificuldades de previsão dos métodos convencionais, nota-se que a complexidade imposta pelas consequências da presença do sal pode ser reduzida pelo uso de métodos que considerem a geologia local de forma mais abrangente em seu fluxo de trabalho. Concluiu-se que a modelagem de bacias e a modelagem geológica geomecânica 3D têm forte potencial de aplicação para estes casos. As técnicas, contudo, não tem a previsão de pressão de poros por objetivo principal, mas podem ser aplicadas ou adaptadas para tal fim. Este estudo apresenta adaptações de metodologia e/ou aplicações direcionadas de ambas para fins de previsão de pressão de poros. Para validar as propostas apresentadas, estudos de caso foram desenvolvidos e apresentaram resultados considerados bastante satisfatórios. / [en] The non-productive time (NPT) while drilling oil and gas wells may be responsible for losing millions of dollars, especially in offshore activities. Bad pore pressure predictions may be responsible for large NPT or even the definitive loss of well in geologically complex fields, such as evaporate basins. On these complex fields, the conventional pore pressure prediction methods sometimes are not capable of providing good predictions, even if a considerable number of wells has been already drilled. This thesis studies alternative techniques which may attend for pore pressure prediction in these cases. In order to develop a consistent knowledge about the case, a literature review has been conducted in two ways: to understand what are the risks associated to drilling in evaporate basins; to review what are the available methods for pore pressure prediction (conventional methods, seismic methods, 3D geological and geomechanical modeling, finite element methods and basin modeling). During analyzing geomechanical drilling risks in these sites, and the difficulties found by conventional methods to predict it, it was noted that the complexity imposed by the presence of salt bodies can be reduced by using methods that make a strong use of geological knowledge on their workflow. It has been concluded that basin modeling and 3D geological and geomechanical modeling have a good potential to be applied for this goal. The techniques, nevertheless, do not have pore pressure prediction as their main goal, but can be applied to or adapted for such finality. This work presents some methodology adaptations and/or applications of both of techniques directed to pore pressure prediction goals. In order to validate the presented proposals, case studies has been developed, and their results were considered satisfactory.

[pt] As coquinas carbonáticas são rochas sedimentares constituídas principalmente por conchas e detritos. Elas apresentam diferentes características de textura que são afetadas pela sedimentação e diagênese, influenciando no arranjo de poros, e consequentemente, na permeabilidade. É necessário o entendimento do efeito da variação das tensões efetivas nessas formações rochosas e como problemas de dano mecânico irão afetar na produção e injeção de poços de sistemas de produção de petróleo e gás. Nesta tese, amostras de coquinas sintéticas foram confeccionadas e, com o auxílio de técnicas de microtomografia de raios-x (microCT), modelagem de rede de poros (PNM) e ensaios in situ, a influência da microestrutura dessas rochas na variação de suas propriedades devido a tensões de compressão confinada foi avaliada. O uso de microCT permitiu a análise da estrutura interna das amostras para a discriminação de poros. Uma célula para ensaios mecânicos, acoplável ao tomógrafo e capaz de aplicar tensões de compressão confinada, auxiliou no estudo da alteração da microestrutura das coquinas sob tensão. As amostras foram tomografadas em 3 condições: sem carregamento, com carregamento e após despressurização. PNM foi utilizada para simulação de transporte bifásico nas coquinas, além de relacionar dados como número de conectividade de poros, tortuosidade, permeabilidade, porosidade, diâmetro dos poros e capilares. Os resultados obtidos demonstram que a aplicação de tensões de compressão confinada resulta na redução da porosidade e permeabilidade das coquinas. A redução da porosidade total do estágio final em relação às condições iniciais das amostras foi de 87,5 por cento, 70,0 por cento e 85,9 por cento para CP1, CP2 e CP3, respectivamente. Já a permeabilidade absoluta em condições iniciais apresentou valores de 33,10, 11,60 e 22,90 mD para CP1, CP2 e CP3, respectivamente, reduzindo a zero com o aumento dos estágios de pressão, impossibilitando as coquinas de permear fluidos em seus interiores. Em relação aos estudos da literatura, a fabricação de coquinas sintéticas mostrou-se eficiente em termos de reprodutibilidade para coquinas carbonáticas autênticas, apresentando propriedades geomecânicas semelhantes. / [en] Carbonate coquinas are sedimentary rocks composed mainly of shells and fragments. They present different texture characteristics that are affected by sedimentation and diagenesis, influencing the pore arrangement and, consequently, the permeability. It is necessary to understand the effect of variations in effective stresses on these rock formations and how mechanical damage problems will affect the production and injection of wells in oil and gas production systems. In this thesis, samples of synthetic coquinas were made, and with the help of x-ray microtomography, pore network modeling techniques, and in situ tests, the influence of the microstructure of these rocks on the variation of their properties due to confined compression stresses was evaluated. The use of x-ray microtomography allowed the analysis of the samples internal structure for the discrimination of pores. Using a cell for mechanical tests, coupled with the tomograph and able to apply confined compressive stresses, helped study changes in the coquinas’ microstructure under tension. The samples were scanned under three conditions: without loading, with stress loading, and after depressurization. Pore network modeling was used to simulate single-phase transport in the coquinas, as well as for relating data such as pore connectivity number, tortuosity, permeability, porosity, pore, and capillary diameter. The results obtained demonstrate that the application of confined compressive stresses results in the reduction of porosity and permeability of the coquinas. The reduction of total porosity in the final stage relative to the initial conditions of the samples was 87.5 percent, 70.0 percent, and 85.9 percent for CP1, CP2, and CP3, respectively. Meanwhile, the absolute permeability under initial conditions presented values of 33.10, 11.60, and 22.90 mD for CP1, CP2, and CP3, respectively, which reduced to zero with the increase of pressure stages, making it impossible for the coquinas to permeate fluids within their interiors. Compared to literature studies, the production of synthetic coquinas proved to be efficient in terms of reproducibility for authentic carbonate coquinas, presenting similar geomechanical properties.

O solo é um importante recurso natural e a sua conservação é essencial para uma produção sustentável. A qualidade de um solo, por sua vez, pode ser definida como a capacidade deste em exercer sua função em um ecossistema e pode ser descrita por meio de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os atributos físicos do solo descrevem a organização de sua estrutura, de modo que esta é responsável pela movimentação e disponibilidade da solução do solo para as plantas e depende da dimensão, forma e arranjo de suas partículas sólidas e de seus poros. Portanto, a discussão dos mecanismos de movimento e retenção da água no solo é relevante na inferência da sua qualidade física. A curva de retenção da água no solo é o gráfico da umidade do solo em função do potencial mátrico da água no solo, a qual é uma ferramenta importante na avaliação da qualidade física do solo. No Brasil, os Latossolos são de grande importância, devido a sua extensão e potencial produtivo. Estes solos são muito intemperizados, com elevada estabilidade de agregados e podem ser originados a partir de materiais distintos, o que interfere na resposta física. Portanto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a qualidade físico-hídrica do solo por meio da análise da curva de retenção da água em três Latossolos, verificando entre dois modelos empíricos de ajuste (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Também foram avaliadas a frequência de distribuição do tamanho de poros e a utilização do índice S como indicador da qualidade física do solo. Foram coletadas amostras indeformadas de três áreas para confecção das curvas de retenção de água no solo: (1) Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico (pousio); (2) Latossolo Vermelho Distrófico típico álico (cana-de-açúcar); (3) Latossolo Vermelho Distrófico típico (cana-de-açúcar). Os resultados mostraram que a curva de retenção de água foi influenciada pela densidade do solo, porosidade, textura e conteúdo de carbono orgânico; o ajuste da curva de retenção de água no solo pelos dois modelos utilizados foi semelhante, porém o modelo de van Genuchten (1980) apresentou-se ligeiramente melhor que o modelo de Brooks e Corey (1964), principalmente nos pontos próximos à saturação; a frequência de distribuição de poros e o índice S foram sensíveis em diferenciar a qualidade estrutural de solos devido à textura e ao manejo. / Soil is an important natural resource and its conservation is essential for sustainable production. The quality of a soil can be defined as its ability to exert its function in an ecosystem and can be described by means of physical, chemical and biological parameters. The soil physical attributes describe the organization of its structure, that is responsible for the moviment and availability of soil solution for plants and it depends on the size, shape and arrangement of its solid particles and pores. Therefore, the discussion of the mechanisms of soil water movement and retention is important in inferring its physical quality. The soil water retention curve is an important tool to evaluate soil quality, is the graph of soil water content as a function of soil water matric potential. In Brazil, the Oxisols are of great importance due to their extent and productive potential. These soils are highly weathered, with high aggregate stability and can originate from different materials, which interfer on the physical response. Therefore, the aim of this work was to evaluate the physical-hydric quality of the soil by means of the soil water retention curve of three Oxisols, by using two empirical adjustment models (BROOKS; COREY, 1964; VAN GENUCHTEN, 1980). Pore-size distribution frequency and the use of the S index as an indicator of physical soil quality were also evaluated. Undisturbed soil samples were collected from three areas to obtain the soil water retention curves: (1) Typic Hapludox (fallow land), (2) Rhodic Hapludox (sugarcane), (3) Rhodic Hapludox (sugarcane). The results showed that the soil water retention curve was influenced by the soil bulk density, soil porosity, soil texture and soil organic carbon content. The fitness of the soil water retention curve by the two models was similar, however the van Genuchten\'s model (1980) was slightly better than the model of Brooks and Corey (1964), especially in the points near saturation; the pore-size distribution frequency and the S index were sensitive in differentiating the structural quality of soil due to the texture and management.