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La thèse porte sur la caractérisation des réservoirs non conventionnels. Elle cherche à intégrer paramètres sédimentologiques, diagénétiques et structuraux dans un réservoir gréseux "tight" pour prédire ses propriétés hydrauliques. Elle concerne la formation des "Quartzites de Hamra", un des réservoirs pétroliers les plus prolifiques des bassins paléozoïques algériens. Cette formation s’est déposée à l’Arenig dans un environnement marin peu profond. Elle a connu au cours de l’enfouissement une diagenèse siliceuse qui a modifié ses propriétés mécaniques et sa porosité. Les fractures, présentes à toutes les échelles, pallient aux faibles caractéristiques matricielles, et leur géométrie est peu précise. La thèse s’est focalisée sur deux cas de terrain, situés sur la zone de suture panafricaine et un champ à gaz localisé dans la partie centrale du bassin de l’Ahnet. L’étude pluridisciplinaire combine plusieurs approches allant de la télédétection aux analyses de laboratoire. Les résultats montrent que les «Quartzites» se sont déposés dans une rampe sableuse, soumise à une forte hydrodynamique tidale. Le système fracturé est en grande partie influencé par la présence des failles. La diagenèse siliceuse a été favorisée par la maturité minéralogique des faciès et leur richesse en quartz monocristallin. La principale source de silice est interne, et liée à la pression-dissolution. A cette histoire de la diagenèse succède une histoire complexe de la déformation, pendant laquelle on assiste à la création de veines en crack-seal, puis à des circulations hydrothermales, d’une précipitation dominée par les hydroxydes de fer et les phosphates. / This PHD subject is related to the "Characterization of nonconventional reservoirs". It’s purpose is to understand the interactions between sedimentary facies, fracturation and digenesis in a tight gas reservoir, in order to predict its hydraulic properties. This approach was applied to the "Quarzites de Hamra" formation, which is one of the most prolific reservoirs in the Algerian Paleozoic basins. This formation was deposited during Arenig time, in a shallow marine setting, and underwent during its burial history an important quartz cementation which modified its mechanical properties and porosity. Natural fractures are present at all levels and mitigate low matrix porosities, but their geometric attributes still poorly understood and difficult to predict. The thesis was focused on two field cases, located on the Panafrican suture zone, and a tight gas field located in the central part of Ahnet basin. The multi-disciplinary approach we used integrates satellite imagery, field and well data, and laboratory techniques. The results obtained show that the "Quarzites de Hamra" formation was deposited in a tidal clastic ramp. The fracture system is mainly controlled by the presence of faults. The quartz cementation was favored by the mineralogical maturity of the facies and their high mococristalline quartz content. The source of silica is internal, and related to pressure-solution phenomena. The digenetic history is succeeded by a complex history of deformation, during which a system of veins with crack-seal texture was created, followed by hydrothermal circulations resulting mainly in precipitation of phosphates and iron hydroxides.

Resumo: O Centro Produtor de São Thomé das Letras abrange duas áreas testes, denominadas respectivamente de área I (São Thomé das Letras) e área II (Luminárias). Nas respectivas áreas foram selecionadas para estudo seis variedades de quartzitos (Branco, Amarelo, Róseo, Carrancas, Carranquinha e Luminárias). Com os propósitos de otimizar e valorizar o uso dessas rochas em revestimento externo e interno nas obras civis se fez necessário, um estudo de caracterização geológica e tecnológica. Os estudos petrográficos revelaram diferenças significativas em suas composições mineralógicas e texturais, principalmente com relação às quantidades de quartzo, muscovita e minerais opacos. As análises do MEV, químicas de rocha total e mineral, confirmaram que as variações nas cores dos quartzitos estudados são determinadas pelas alterações dos minerais opacos e pela variação da quantidade de ferro e titânio nas moscovitas. O levantamento estrutural realizado na Área I, em São Thomé das Letras, e Área II, região de Luminárias, definiram respectivamente quatro e cinco famílias principais de fraturas cortando os corpos rochosos, gerando áreas com espaçamentos variáveis e heterogêneos entre as famílias. No local onde o fraturamento é mais intenso, ocorre uma taxa de recuperação muito baixa na lavra, em torno de 10 a 15%, gerando uma maior quantidade de rejeito. A qualificação tecnológica dos quartzitos estudados incluiu uma série de ensaios físicos, mecânicos e químicos. Os resultados dos índices físicos, quando comparados aos valores de limites especificados pela norma ASTM C 616 - 89 (> 95 % de SiO2 e Ab < 01 %), apresentaram desempenho satisfatório. Os valores obtidos para resistência à flexão atestam a qualidade dessas rochas na ornamentação. A resistência ao ataque químico nas variedades testadas, mostrou bons resultados para os ácidos utilizados...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The productive center of São Thomé das Letras there are two tests areas, called area I (São Thomé das Letras) and area II (Luminárias). In these areas were selected six different types of quartzites (White, Yellow, Pink, Carrancas, Carranquinha and Luminárias). With the purpose of a better and value way to use these rocks in exterior and interior construction work, it was necessary a nice study of geological and technological caracterization. The petrographic studies found out significant diferences in their mineral and texture composition, specially related in their quartzites quantity, muscovite and dull minerals. The MEV analyses, total chemical and mineral of the rock, they confirm that the variety of colors from the quartzites researched, are determined from dull minerals alterations and variation of quantity of the iron and titanium in the muscovite. The structural research made in area I, in São Thomé das Letras, and area II, Luminárias region, define respectively four and five main families of cutting fracture rocky structure, giving spacious areas differently and heterogeneous between families. In the areas where fracture is very intense, occur a low recuperation tax in the grub, around 10 to 15%, resulting a high quantity of reject components. The technological quality of the quartzites studied, inclue many physic analisys, mechanics and chemicals. The results of physics degree when compared with specifics limits from ASTM C 616 - 89 norms (> 95% de SiO2 and Ab < 1,0%), shows satisfactory results. The flexibility resistence results agree about the quality of ornamental rocks for revestments. The chemical attack resistence of the variety tested, showed good results to the acids used. The results of stain resistence were very satisfactory, observing from the most analisys some stain presence. / Orientador: Antônio Misson Godoy / Coorientador: Eleno de Paula Rodrigues / Banca: Antonio Carlos Artur / Banca: Tamar Milca Bortolozzo Galembeck / Banca: Mirian Cruxên Barros de Oliveira / Banca: Antenor Braga Paraguassu / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-09-05Bitstream added on 2014-06-13T21:04:10Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_tmg_dr_rcla.pdf: 1258667 bytes, checksum: 905dec8e71c20be9a1c77c2bed3758c3 (MD5) / O Centro Produtor de São Thomé das Letras abrange duas áreas testes, denominadas respectivamente de área I (São Thomé das Letras) e área II (Luminárias). Nas respectivas áreas foram selecionadas para estudo seis variedades de quartzitos (Branco, Amarelo, Róseo, Carrancas, Carranquinha e Luminárias). Com os propósitos de otimizar e valorizar o uso dessas rochas em revestimento externo e interno nas obras civis se fez necessário, um estudo de caracterização geológica e tecnológica. Os estudos petrográficos revelaram diferenças significativas em suas composições mineralógicas e texturais, principalmente com relação às quantidades de quartzo, muscovita e minerais opacos. As análises do MEV, químicas de rocha total e mineral, confirmaram que as variações nas cores dos quartzitos estudados são determinadas pelas alterações dos minerais opacos e pela variação da quantidade de ferro e titânio nas moscovitas. O levantamento estrutural realizado na Área I, em São Thomé das Letras, e Área II, região de Luminárias, definiram respectivamente quatro e cinco famílias principais de fraturas cortando os corpos rochosos, gerando áreas com espaçamentos variáveis e heterogêneos entre as famílias. No local onde o fraturamento é mais intenso, ocorre uma taxa de recuperação muito baixa na lavra, em torno de 10 a 15%, gerando uma maior quantidade de rejeito. A qualificação tecnológica dos quartzitos estudados incluiu uma série de ensaios físicos, mecânicos e químicos. Os resultados dos índices físicos, quando comparados aos valores de limites especificados pela norma ASTM C 616 - 89 (> 95 % de SiO2 e Ab < 01 %), apresentaram desempenho satisfatório. Os valores obtidos para resistência à flexão atestam a qualidade dessas rochas na ornamentação. A resistência ao ataque químico nas variedades testadas, mostrou bons resultados para os ácidos utilizados... / The productive center of São Thomé das Letras there are two tests areas, called area I (São Thomé das Letras) and area II (Luminárias). In these areas were selected six different types of quartzites (White, Yellow, Pink, Carrancas, Carranquinha and Luminárias). With the purpose of a better and value way to use these rocks in exterior and interior construction work, it was necessary a nice study of geological and technological caracterization. The petrographic studies found out significant diferences in their mineral and texture composition, specially related in their quartzites quantity, muscovite and dull minerals. The MEV analyses, total chemical and mineral of the rock, they confirm that the variety of colors from the quartzites researched, are determined from dull minerals alterations and variation of quantity of the iron and titanium in the muscovite. The structural research made in area I, in São Thomé das Letras, and area II, Luminárias region, define respectively four and five main families of cutting fracture rocky structure, giving spacious areas differently and heterogeneous between families. In the areas where fracture is very intense, occur a low recuperation tax in the grub, around 10 to 15%, resulting a high quantity of reject components. The technological quality of the quartzites studied, inclue many physic analisys, mechanics and chemicals. The results of physics degree when compared with specifics limits from ASTM C 616 - 89 norms (> 95% de SiO2 and Ab < 1,0%), shows satisfactory results. The flexibility resistence results agree about the quality of ornamental rocks for revestments. The chemical attack resistence of the variety tested, showed good results to the acids used. The results of stain resistence were very satisfactory, observing from the most analisys some stain presence.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma alternativa para a utilização dos resíduos das minerações de quartzito em sub-bases ou bases de pavimentos flexíveis. A adoção da alternativa para uso destes resíduos poderá não só diminuir o impacto ambiental das minerações, mas também possibilitará a valorização desses materiais, principalmente, para uso na pavimentação. No processo de mineração no Brasil, cerca de 90% de material constitui-se de resíduos, cujo aproveitamento tem sido ainda muito reduzido. Para o estudo da viabilidade técnica do emprego destes resíduos, fez-se um estudo de caso de quartzitos localizados na região do Sudoeste Mineiro, compreendendo os municípios de Alpinópolis, São José da Barra, São João Batista do Glória e Guapé, uma das importantes regiões brasileiras de mineração desta rocha. Foram caracterizados estes resíduos e estudadas misturas com solos de maior ocorrência da região (Latossolo Vermelho-Escuro e Latossolo Vermelho- Amarelo). Foram preparadas misturas agregado-solo, com granulometria descontínua, segundo proposta de Nogami e Villibor (1984 e 1995), e com granulometria contínua, segundo os critérios tradicionais de estabilização. Com essas misturas foram realizados ensaios de compactação, índice de suporte Califórnia e módulo de resiliência. Os resultados indicam que não há influência significativa da distribuição granulométrica nas propriedades mecânicas das misturas solo-resíduo e que os valores encontrados indicam um bom comportamento quanto à resistência e à deformabilidade, comparáveis aos materiais nobres granulares e misturas solo-agregado convencionais. A indicação da possibilidade de utilizar misturas com granulometria contínua deve ser realçada pois propicia melhores resultados do ponto de vista ambiental devido ao aproveitamento integral de todas as frações do resíduo, sem necessidade de inclusão de beneficiamentos adicionais. / The purpose of this study is to present an alternative use for quartzite mining wastes as base or subbase materials of flexible pavements. This proposition may not only reduces environmental impacts of quartzite extraction, but also valorises the quartzite aggregates, mainly for road applications. In Brazil quartzite extraction process produces about 90% of waste, and the use of this residue is still remarkably low. To establish the technical feasibility of employing this waste as pavement material a laboratory study was carried out. Mining residues were collected in four quartzite quarries located in the Southwest region of Minas Gerais, which is one of the most important Brazilian areas of quartzite mining, were characterized. Soil occurrences in the same region were also studied for mixing with quartzite waste. Mechanical properties of soil-quartzite waste aggregate mixtures were determined using California Bearing Ratio and Resilient Modulus tests. Two types of mixtures were evaluated: a gap-graded gradation mixture, in accordance with Nogami and Villibor proposition (1994 and 1995), and a well-graded mixture, according to the traditional granular stabilization criteria. The results show that there is no expressive influence of the quartzite gradation on the mechanical properties of soil-waste aggregate mixtures. The laboratory results indicate a high resistance and a low deformability of soilwaste aggregate mixture, comparable with standard unbounded granular materials and soil-conventional aggregate mixtures. The possibility of using wellgraded mixtures can provide an additional environmental benefit due to the entirely use of all waste fractions, with no need of crushing operation.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma alternativa para a utilização dos resíduos das minerações de quartzito em sub-bases ou bases de pavimentos flexíveis. A adoção da alternativa para uso destes resíduos poderá não só diminuir o impacto ambiental das minerações, mas também possibilitará a valorização desses materiais, principalmente, para uso na pavimentação. No processo de mineração no Brasil, cerca de 90% de material constitui-se de resíduos, cujo aproveitamento tem sido ainda muito reduzido. Para o estudo da viabilidade técnica do emprego destes resíduos, fez-se um estudo de caso de quartzitos localizados na região do Sudoeste Mineiro, compreendendo os municípios de Alpinópolis, São José da Barra, São João Batista do Glória e Guapé, uma das importantes regiões brasileiras de mineração desta rocha. Foram caracterizados estes resíduos e estudadas misturas com solos de maior ocorrência da região (Latossolo Vermelho-Escuro e Latossolo Vermelho- Amarelo). Foram preparadas misturas agregado-solo, com granulometria descontínua, segundo proposta de Nogami e Villibor (1984 e 1995), e com granulometria contínua, segundo os critérios tradicionais de estabilização. Com essas misturas foram realizados ensaios de compactação, índice de suporte Califórnia e módulo de resiliência. Os resultados indicam que não há influência significativa da distribuição granulométrica nas propriedades mecânicas das misturas solo-resíduo e que os valores encontrados indicam um bom comportamento quanto à resistência e à deformabilidade, comparáveis aos materiais nobres granulares e misturas solo-agregado convencionais. A indicação da possibilidade de utilizar misturas com granulometria contínua deve ser realçada pois propicia melhores resultados do ponto de vista ambiental devido ao aproveitamento integral de todas as frações do resíduo, sem necessidade de inclusão de beneficiamentos adicionais. / The purpose of this study is to present an alternative use for quartzite mining wastes as base or subbase materials of flexible pavements. This proposition may not only reduces environmental impacts of quartzite extraction, but also valorises the quartzite aggregates, mainly for road applications. In Brazil quartzite extraction process produces about 90% of waste, and the use of this residue is still remarkably low. To establish the technical feasibility of employing this waste as pavement material a laboratory study was carried out. Mining residues were collected in four quartzite quarries located in the Southwest region of Minas Gerais, which is one of the most important Brazilian areas of quartzite mining, were characterized. Soil occurrences in the same region were also studied for mixing with quartzite waste. Mechanical properties of soil-quartzite waste aggregate mixtures were determined using California Bearing Ratio and Resilient Modulus tests. Two types of mixtures were evaluated: a gap-graded gradation mixture, in accordance with Nogami and Villibor proposition (1994 and 1995), and a well-graded mixture, according to the traditional granular stabilization criteria. The results show that there is no expressive influence of the quartzite gradation on the mechanical properties of soil-waste aggregate mixtures. The laboratory results indicate a high resistance and a low deformability of soilwaste aggregate mixture, comparable with standard unbounded granular materials and soil-conventional aggregate mixtures. The possibility of using wellgraded mixtures can provide an additional environmental benefit due to the entirely use of all waste fractions, with no need of crushing operation.