Este trabalho foi desenvolvido utilizando-se rochas reservatório siliciclásticas provenientes de afloramentos brasileiros, pertencentes ao Grupo Guaritas (Caçapava do Sul e Pinheiro Machado - RS) e à Formação Pirambóia (Rio Claro - SP), com o objetivo de se obter suas características petrofísicas. As amostras são provenientes de diferentes fácies eólicas e pluviais, com características semelhantes a reservatórios de água e hidrocarbonetos. Foram utilizados experimentos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), intrusão de mercúrio, susceptibilidade magnética, análise de lâmina petrográfica e Espectroscopia de Fluorescência de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) para a análise das amostras. Apesar de serem provenientes de sistemas deposicionais similares, a correlação entre os resultados demonstrou que a diagênese tem importante papel no desenvolvimento dos reservatórios, influenciando na porosidade e permeabilidade das amostras. Foi demonstrado que a susceptibilidade magnética possui correlação com as quantidades de Fe 203, Al 203 e SiO2, onde o Al 203 está relacionado com a quantidade de argila das amostras (aluminossilicatos). Através dos resultados de RMN foi possível estimar a susceptibilidade magnética das amostras através da largura de linha espectral em baixo campo. As estimativas de porosidade e tamanhos de poros via RMN demonstraram compatibilidade com as análises das lâminas e experimentos de intrusão de mercúrio. Com os experimentos de RMN bidimensionais T1xT2, foi mostrado que há uniformidade na relaxação, devido aos mapas de correlação serem aproximadamente paralelos à diagonal dos mapas 2D. Nos experimentos DxT2 há a correlação entre a distribuição de tempos de relaxação e coeficientes de difusão, demonstrando que, em muitos casos, há restrição de difusão translacional das moléculas do fluido. Para estimar a permeabilidade das rochas foi utilizado o modelo desenvolvido por pesquisadores da Schlumberger Doll Research (SDR), amplamente aplicado na previsão da permeabilidade através de resultados obtidos pela RMN. Aplicando-o de maneira clássica, os resultados não foram plenamente satisfatórios, em função das características magnéticas das rochas estudadas. O coeficiente relaxatividade superficial foi calculado pela convolução entre a distribuição de tamanhos de poros da intrusão de mercúrio e a distribuição de tempos de relaxação transversal. Este parâmetro foi utilizado como correção ao modelo SDR, entretanto, os resultados obtidos continuaram não satisfatórios. Foi proposta então a correção através da susceptibilidade magnética, tanto medida pelo susceptômetro quanto estimada pela RMN. As utilizações dessas duas informações culminaram em melhores resultados para o valor das permeabilidades, com destaque para a RMN, desta maneira, propondo um novo método para estimar esse importante parâmetro das rochas reservatório. Com estes resultados podemos verificar a coesão entre os aspectos geológicos das amostras e a RMN, porém, as técnicas de RMN existentes empregadas ao estudo devem ainda ser aperfeiçoadas e novas devem ser desenvolvidas para o estudo de rochas reservatório que apresentam alta susceptibilidade magnética, um problema comum encontrado no estudo de rochas sedimentares por RMN. / The petrophysical characterization of siliciclastic reservoir rocks from Brazilian outcrops was the objective of this work. The samples were obtainded from different eolian and pluvial facies of the Guaritas Group (Caçapava do Sul and Pinheiro Machado - RS) and Pirambóia Formation (Rio Claro -SP). Different methods were applied in order to study these samples: Nuclear Magnetic Resonance (NMR), mercury injection, magnetic susceptibility, petrographic thin sections analysis and Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectroscopy (EDX). Despite the depositional similarities, the results indicate that permeability and porosity are affected by diagenetic processes which show that the diagenesis plays an important role at the development of these reservoirs. It was shown the correlation between magnetic susceptibility and the amounts of Fe 2O3 , Al 203 and Si0 2 were the amount of Al 203 is related with the quantity of clay (aluminosilicates). Magnetic susceptibilities were estimated using the linewidth obtained from NMR spectra (by FFTs of the FIDs) measured at low and homogeneous magnetic fields, obtaining good agreement with the bulk magnetic susceptibility. Porosity and pore size distributions determined by NMR, mercury injection and petrographic analysis were compatible. In the two-dimensional NMR experiment T 1xT2 a diagonal behavior of relaxation time distributions was observed, indicating uniformity of relaxation mechanisms inside the samples. With DxT 2 measurements, the transverse relaxation times were correlated with diffusion coefficients showing restricted diffusion in most samples. In order to predict permeability the model proposed by researchers from Schlumberger Doll Research (SDR), which uses NMR parameters, was applied. With the classical permeability SDR predictor the obtained results were not fully satisfactory, as consequence of the magnetic characteristics of the samples. In order to correct this predictor, surface relaxivity coefficients were determined by the superposition of T2 and mercury injection pore diameter distributions nevertheless, these results were again unsatisfactory. Thus, a new correction method for the SDR permeability predictor was proposed using NMR and bulk magnetic susceptibilities. This approach improved considerably the permeability prediction, especially when using NMR-derived magnetic susceptibilities. The consistency between NMR and geological properties of the samples was verified nevertheless, the used NMR techniques still need to be improved and new ones must be developed, in order to allow the study of reservoir rocks with high magnetic susceptibility.

Este trabalho foi desenvolvido utilizando-se rochas reservatório siliciclásticas provenientes de afloramentos brasileiros, pertencentes ao Grupo Guaritas (Caçapava do Sul e Pinheiro Machado - RS) e à Formação Pirambóia (Rio Claro - SP), com o objetivo de se obter suas características petrofísicas. As amostras são provenientes de diferentes fácies eólicas e pluviais, com características semelhantes a reservatórios de água e hidrocarbonetos. Foram utilizados experimentos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), intrusão de mercúrio, susceptibilidade magnética, análise de lâmina petrográfica e Espectroscopia de Fluorescência de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) para a análise das amostras. Apesar de serem provenientes de sistemas deposicionais similares, a correlação entre os resultados demonstrou que a diagênese tem importante papel no desenvolvimento dos reservatórios, influenciando na porosidade e permeabilidade das amostras. Foi demonstrado que a susceptibilidade magnética possui correlação com as quantidades de Fe 203, Al 203 e SiO2, onde o Al 203 está relacionado com a quantidade de argila das amostras (aluminossilicatos). Através dos resultados de RMN foi possível estimar a susceptibilidade magnética das amostras através da largura de linha espectral em baixo campo. As estimativas de porosidade e tamanhos de poros via RMN demonstraram compatibilidade com as análises das lâminas e experimentos de intrusão de mercúrio. Com os experimentos de RMN bidimensionais T1xT2, foi mostrado que há uniformidade na relaxação, devido aos mapas de correlação serem aproximadamente paralelos à diagonal dos mapas 2D. Nos experimentos DxT2 há a correlação entre a distribuição de tempos de relaxação e coeficientes de difusão, demonstrando que, em muitos casos, há restrição de difusão translacional das moléculas do fluido. Para estimar a permeabilidade das rochas foi utilizado o modelo desenvolvido por pesquisadores da Schlumberger Doll Research (SDR), amplamente aplicado na previsão da permeabilidade através de resultados obtidos pela RMN. Aplicando-o de maneira clássica, os resultados não foram plenamente satisfatórios, em função das características magnéticas das rochas estudadas. O coeficiente relaxatividade superficial foi calculado pela convolução entre a distribuição de tamanhos de poros da intrusão de mercúrio e a distribuição de tempos de relaxação transversal. Este parâmetro foi utilizado como correção ao modelo SDR, entretanto, os resultados obtidos continuaram não satisfatórios. Foi proposta então a correção através da susceptibilidade magnética, tanto medida pelo susceptômetro quanto estimada pela RMN. As utilizações dessas duas informações culminaram em melhores resultados para o valor das permeabilidades, com destaque para a RMN, desta maneira, propondo um novo método para estimar esse importante parâmetro das rochas reservatório. Com estes resultados podemos verificar a coesão entre os aspectos geológicos das amostras e a RMN, porém, as técnicas de RMN existentes empregadas ao estudo devem ainda ser aperfeiçoadas e novas devem ser desenvolvidas para o estudo de rochas reservatório que apresentam alta susceptibilidade magnética, um problema comum encontrado no estudo de rochas sedimentares por RMN. / The petrophysical characterization of siliciclastic reservoir rocks from Brazilian outcrops was the objective of this work. The samples were obtainded from different eolian and pluvial facies of the Guaritas Group (Caçapava do Sul and Pinheiro Machado - RS) and Pirambóia Formation (Rio Claro -SP). Different methods were applied in order to study these samples: Nuclear Magnetic Resonance (NMR), mercury injection, magnetic susceptibility, petrographic thin sections analysis and Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectroscopy (EDX). Despite the depositional similarities, the results indicate that permeability and porosity are affected by diagenetic processes which show that the diagenesis plays an important role at the development of these reservoirs. It was shown the correlation between magnetic susceptibility and the amounts of Fe 2O3 , Al 203 and Si0 2 were the amount of Al 203 is related with the quantity of clay (aluminosilicates). Magnetic susceptibilities were estimated using the linewidth obtained from NMR spectra (by FFTs of the FIDs) measured at low and homogeneous magnetic fields, obtaining good agreement with the bulk magnetic susceptibility. Porosity and pore size distributions determined by NMR, mercury injection and petrographic analysis were compatible. In the two-dimensional NMR experiment T 1xT2 a diagonal behavior of relaxation time distributions was observed, indicating uniformity of relaxation mechanisms inside the samples. With DxT 2 measurements, the transverse relaxation times were correlated with diffusion coefficients showing restricted diffusion in most samples. In order to predict permeability the model proposed by researchers from Schlumberger Doll Research (SDR), which uses NMR parameters, was applied. With the classical permeability SDR predictor the obtained results were not fully satisfactory, as consequence of the magnetic characteristics of the samples. In order to correct this predictor, surface relaxivity coefficients were determined by the superposition of T2 and mercury injection pore diameter distributions nevertheless, these results were again unsatisfactory. Thus, a new correction method for the SDR permeability predictor was proposed using NMR and bulk magnetic susceptibilities. This approach improved considerably the permeability prediction, especially when using NMR-derived magnetic susceptibilities. The consistency between NMR and geological properties of the samples was verified nevertheless, the used NMR techniques still need to be improved and new ones must be developed, in order to allow the study of reservoir rocks with high magnetic susceptibility.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-29T23:45:59Z No. of bitstreams: 1 ANDREZZA SOUSA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2018.pdf: 5233631 bytes, checksum: 12ad47a8373c6479a15d2cbfeba06e8d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T23:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANDREZZA SOUSA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2018.pdf: 5233631 bytes, checksum: 12ad47a8373c6479a15d2cbfeba06e8d (MD5) Previous issue date: 2018-03-19 / A Bacia Rio do Peixe (BRP) apresenta diversas estruturas rúpteis, dentre elas as bandas de deformação, que podem controlar as propriedades petrofísicas e aspectos texturais das rochas. Portanto, o objetivo deste trabalho é identificar os efeitos causados pelos diferentes tipos de bandas de deformação cataclásticas, em função da cinemática, sobre os aspectos texturais, distribuição de tamanho de grãos e poros, bem como porosidade em arenitos conglomeráticos. As propriedades dos grãos e dos poros foram extraídas através da análise de imagens em seções delgadas no Avizo Fire 8.1. No total foram analisadas 23 amostras, 19 com bandas de deformação (CB) com orientação definida (NW, NE, NS e EW), 2 amostras deformadas, porém sem bandas (SB) e 2 amostras da rocha hospedeira (ND). As rochas deformadas (CB e SB), apresentam redução no tamanho de grãos e pequeno acréscimo nos valores dos aspectos texturais em comparação a rocha não deformada (ND). Em relação à porosidade foi encontrada redução de 66% nas amostras CB e acréscimo de 13% nas SB. Ambos agrupamentos possuem maior conexão de grãos, permitindo o surgimento da macroporosidade, que não havia sido detectada nas amostras ND. Dentre as amostras com banda de deformação e cinemática definida, a rochas associadas ao sistema transcorrente dextral, de direção NW, possuem maior redução de diâmetro de grão, e menor redução de porosidade, cerca de 29%. As amostras com bandas de deformação NE e NS, formadas por cinemática transtensiva, são as amostras nas quais houve a menor quebra dos grãos, entretanto caracterizam-se pela presença de porosidade por fraturamento de grãos, gerando altos picos de macroporosidade. As amostras oriundas do sistema distensivo de direção EW possuem segunda maior redução de grãos, maior redução de porosidade e ausência de macroporosidade. Os aspectos texturais (circularidade, convexidade e razão de aspecto) das amostras com banda (NW, NE, NS e EW) é dependente da intensidade de cisalhamento provocado por diferentes sistemas deformacionais, quanto mais intenso mais cominuído será o grão, e consequentemente mais convexo, circular e menos alongado. Logo, é possível observar que a cinemática e a presença de bandas de deformação exercem controle sobre os aspectos texturais e petrofísicos dos arenitos conglomeráticos da Formação Antenor Navarro. E esse controle é definido pela compactação da rocha, rearranjo dos grãos, intensidade da catáclase, presença de fraturamento de grãos e cinemática atuante. / The Rio do Peixe Basin (RPB) presents several rump structures, among them the deformation bands, which can control the petrophysical properties and textured aspects of the rocks. Therefore, the objective of this work is to identify the effects caused by the different types of cataclastic deformation bands, as a function of kinematics, on the textural aspects, grain and pore size distribution, as well as porosity in conglomeratic sandstones. The grain and pore properties were extracted by thin section image analysis in Avizo Fire 8.1. In total, 23 specimens were analyzed, 19 with deformation bands (CB) with defined orientation (NW, NE, NS and EW), 2 deformed samples, but without bands (SB) and 2 samples of host rock (ND). The deformed rocks (CB and SB), present a reduction in grain size and small increase in the values of the textured aspects in comparison to the non-deformed rock (ND). In relation to the porosity, a reduction of 66% was found in the CB samples and a 13% increase in the SB. Both clusters have a larger grain connection, allowing the appearance of macroporosity, which had not been detected in the ND samples. Among the samples with deformation band and defined kinematics, the rocks associated to the dextral transcurrent system, NW direction, have a larger reduction of grain diameter, and a smaller reduction of porosity, about 29%. The samples with NE and NS deformation bands, formed by transtensive kinematics, are the samples with the lowest grain breakage. However, they are characterized by the presence of porosity by grain fracturing, generating high peaks of macroporosity. The samples from the EW steering distance system have the second largest grain reduction, greater reduction of porosity and absence of macroporosity. The textural aspects (roundness, convexity and aspect ratio) of the banded samples (NW, NE, NS and EW) are dependent on the shear strength caused by different deformation systems, the more intense the grain is, the more convex, circular and less elongated. Therefore, it is possible to observe that kinematics and the presence of deformation bands exert control over the texture and petrophysical aspects of the conglomeratic sandstones of the Antenor Navarro Formation. And this control is defined by the rock compaction, rearrangement of the grains, the intensity of the catachase, presence of grain fracture and active kinematics.