Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sabrina Passoni.pdf: 6849418 bytes, checksum: 548846a6a7358d6de92338d9345d4f38 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / The X-ray computed microtomography (CT) represents a non-invasive technique that can be used with success to analyze physical properties by the soil scientists without destroying the structure of the soil. The technique has as advantage over conventional methods the characterization of the soil porous system in three dimensions, which allow morphological property analyses such as connectivity and tortuosity of the pores. However, as the soil is a non-homogeneous and complex system, the CT technique needs specific methodologies for digital image processing, mainly during the segmentation procedure. The objectives of this work were: 1) to develop a methodology for microtomographic digital image processing; 2) to characterize the soil structure by using micromorphology analysis of samples submitted to non-tillage and conventional systems collected in three distinct layers (0-10, 10-20 and 20-30 cm); and 3) to identify possible changes in the porous system of the soil analyzed due to the effect of different management systems. The use of the CT technique and the procedures adopted for microtomographic digital image processing show to be efficient for the micromorphologic characterization of soil porous system. Soil under non-tillage system presented the best results from the agricultural point of view regarding porosity, total number of pores, connectivity and tortuosity in comparison to the conventional tillage. / A microtomografia computadorizada de raios X (μCT) é uma técnica não-invasiva, que pode ser usada com sucesso para analisar as propriedades físicas do solo pelos cientistas, sem destruir a estrutura do solo. A técnica apresenta vantagens sobre os métodos convencionais: a caracterização do sistema poroso do solo em três dimensões, a qual permite análises de propriedades morfológicas, tais como a conectividade e tortuosidade dos poros. No entanto, como o solo é um sistema não-homogêneo e complexo, a técnica de μTC necessita de metodologias específicas para o processamento de imagens digitais, principalmente durante o processo de segmentação. Os objetivos deste trabalho foram: 1) desenvolver uma metodologia de processamento digital de imagens microtomográficas; 2) caracterizar a estrutura do solo por meio de análise micromorfológica das amostras submetidas a sistemas plantio direto e plantio convencional coletadas em três camadas distintas (0-10, 10-20 e 20-30 cm) e 3), identificar possíveis alterações no sistema poroso do solo analisado, devido ao efeito de diferentes sistemas de manejo. O uso da técnica de tomografia computadorizada e os procedimentos adotados para o processamento de imagem digital microtomográfica mostrou-se eficiente para a caracterização micromorfológica do sistema poroso do solo. Os dados do solo sob sistema de plantio direto apresentou os melhores resultados do ponto de vista agrícola sobre a porosidade, o número total de poros, conectividade e tortuosidade em comparação com o plantio convencional.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jaqueline Ap Borges.pdf: 4346896 bytes, checksum: 7cddb136f61196f7c1bd6d777eaee0bc (MD5) Previous issue date: 2015-09-11 / In this study, the Computed Tomography (CT) and gamma-ray attenuation (GRA) techniques were used in the investigation of representative sample sizes for attributes related to soil structure. First of all, the representative elementary length (REL) for experimental measurements of soil mass attenuation coefficient (μes), of samples from a sandy and a clayey soil, was analyzed. The study was conducted with two radioactive sources (241Am and 137Cs), three collimators (2–4 mm diameters), and 14 thickness (x) samples (2–15 cm). From these analyzes, it was possible to identify an ideal thickness range for each of the studied sources (2-4 cm and 12-15 cm for the sources of 241Am and 137Cs, respectively). The application of such results in representative elementary area evaluations, in clayey soil clods via CT, indicated that experimental soil mass attenuation coefficient average values obtained for x>4 cm and source 241Am might induce the use of samples which are not large enough for soil bulk density evaluations. Subsequently, μCT images with a total volume of 39×39×33 mm3 and spatial resolution of 60 μm were used for macroporous system morphological characterization of a Rhodic Ferralsol with clayey texture, under no-till (NT) and conventional till (CT) systems. Attributes as macroporosity (MAP), number of macropores (NMAP), tortuosity (τ) and connectivity (C) of the pores were assessed. The C degree was estimated based on the Euler-Poincaré characteristic (EPC). Once 3D images enable the study of these attributes in different sample volumes, the proposed study is ideal for the analysis of representative elementary volume (REV). Usually, the selection of subvolumes for REV analysis occurs concentrically to a small volume or in adjacent positions. Here, we introduced a new method for selecting the positions of subvolumes, which are randomly chosen within the total image volume (random selection). It was observed that higher fluctuations in amplitude of each analyzed property values occurred for smaller subvolumes and random selection. When these positions are randomly selected, all regions of the sample have the same probability of occurrence. Thus, the subvolumes can be selected from regions that exhibit similar characteristics, or which are quite different from each other. The results allowed the study of each of these attributes in function of the analyzed sample volume. Such analysis enabled the identification of a REV for MAP and τ measurements for both soils. However, NMAP and CEP showed no indication of stabilization within the total sample volume analyzed (39×39×33 mm3). From this study, it was possible to detect the influence of each management systems (NT and CT) on the macroporous system. In general, results obtained for soil under PC showed higher regularity, which is probably due to its homogenization induced by the plowing, conducted twice a year. / No presente estudo, as técnicas de tomografia computadorizada (TC) e atenuação de raios gama (AGR) foram utilizadas na investigação do tamanho representativo de amostras para atributos referentes à estrutura do solo. Primeiramente, foi analisado o comprimento elementar representativo (CER) de amostras de um solo de textura arenosa e outro de textura argilosa para medidas experimentais do coeficiente de atenuação de massa do solo (μes). O estudo foi realizado com duas fontes radioativas de raios gama (241Am e 137Cs), três aberturas de colimadores circulares (2-4 mm) e 14 espessuras (x) distintas de amostras deformadas de solo (2-15 cm). A partir destas análises foi possível identificar um intervalo de espessura ideal para cada uma das fontes estudadas (2–4 cm e 12–15 cm para as fontes de 241Am e 137Cs, respectivamente). A aplicação dos resultados obtidos para a fonte de 241Am, e solo argiloso, em avaliações de área elementar representativa (AER) para medidas de densidade do solo (ρs) via TC, indicaram que os valores médios de μes para x>4 cm podem induzir ao uso de amostras com tamanho não representativo. Na sequência, imagens de microtomografia de raios X (μTC), com volume total de 39×39×33 mm3 e resolução espacial de 60 μm, foram utilizadas para a caracterização micromorfológica do sistema macroporoso de um Latossolo vermelho de textura argilosa, submetido aos sistemas de manejo de plantio direto (PD) e plantio convencional (PC). Foram analisados atributos físicos como macroporosidade (MAP), número de macroporos (NMAP), tortuosidade (τ) e conectividade (C) dos poros. O grau de C dos poros foi estimado a partir da característica de Euler-Poincaré (CEP). Uma vez que imagens 3D possibilitam o estudo destes atributos em diferentes volumes de amostra, o estudo proposto é ideal para a análise de volumes elementares representativos (VERs). Geralmente, a seleção dos subvolumes para análises de VER se dá concentricamente a um volume de origem ou em posições adjacentes a este. Neste trabalho foi introduzida uma nova forma de seleção da posição dos subvolumes, os quais são selecionados randomicamente dentro do volume total da imagem (seleção aleatória). Observou-se que as maiores amplitudes de flutuações nos valores de cada atributo analisado ocorreram para os subvolumes menores quando selecionados de forma aleatória, em comparação à seleção centralizada. Quando estas posições são selecionadas aleatoriamente, todas as regiões da amostra têm a mesma probabilidade de ocorrência. Com isso, os subvolumes podem ser selecionados em regiões que apresentem características similares, ou então, que sejam muito diferentes umas das outras. Os resultados permitiram o estudo de cada um destes atributos em função do volume de amostra analisado. Tais análises possibilitaram a identificação de um VER para medidas de MAP e τ para os dois solos estudados. No entanto, a NMAP e a CEP não apresentaram indícios de estabilização até o volume total de amostra analisado (39×39×33 mm3). Quanto aos dois sistemas de manejo avaliados (PD e PC), foi possível detectar a influência de cada um deles na estrutura macroporosa do solo. De uma forma geral, o solo sob PC apresentou maior regularidade nos resultados obtidos, o que se deve à homogeneização do mesmo induzida pelo revolvimento do solo realizado duas vezes ao ano.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1_100_RicardoEugenio da Mata_DISSERT_03.pdf: 3104615 bytes, checksum: fca5ff005128ebe56937228f8f24ea7e (MD5) Previous issue date: 2010-03-01 / With the high oil price variability, the petroleum and the reservoir engineers are usually face to face on how they can evaluate the well performance and productivity. They can improve high productivity from the well construction to the secondary recoveries, but they have never tried a measurement in the drilling operations about the lower productivity index. As a rule, frequently the drilling operations hear from the reservoir engineering and geology that, if there is a formation damage, probably some drilling operations practices were not done properly or the good practice in petroleum engineering or mud engineering were not observed. The study in this working search is an attempt of how to measure a formation damage just from the project drilling to the drilling operations, with datum from the fields in Brazilian northeast and putting into practice a Simulator developed from the modeling on the theory offered by different experts and sources in formation damage / Com os altos pre?os do petr?leo e em grande variabilidade, os engenheiros de petr?leo e de reservat?rios est?o usualmente frente a frente com o desafio de como avaliar a performance e a produtividade de um po?o. A??es para a melhoria dessa produtividade podem ser aplicadas desde a execu??o de um po?o ? recupera??o secund?ria, mas n?o se encontram tentativas de se avaliar uma baixa produtividade a partir das opera??es de perfura??o. Como regra geral, freq?entemente quem lida com a atividade de perfura??o recebe, por parte das equipes de engenharia e de geologia de reservat?rios, uma responsabilidade direta ou mesmo uma suposta culpa pela entrega de um po?o com um dano ? forma??o, ou ainda um questionamento quanto ? possibilidade de que muito provavelmente algumas das opera??es de perfura??o n?o foram dentro da boa t?cnica ou se as boas pr?ticas da engenharia de petr?leo ou da qu?mica do fluido de perfura??o tamb?m n?o foram bem aplicadas. O estudo no presente trabalho ? uma tentativa de modelar um meio para a medi??o ainda na fase de projeto de um dano ? forma??o quando nas opera??es de perfura??o, a partir de dados de campo ou operacionais de po?os no Nordeste do Brasil e ponto em pr?tica um Simulador desenvolvido nessa disserta??o a partir de uma base te?rica encontrada em autores diferentes dentro da literatura de um dano ? forma??o