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Previous issue date: 2016-08-31 / CNPQ / Estudos de reservatórios carbonáticos se fortificaram no Brasil após a descoberta de
depósitos de petróleo do Pré-sal. No Brasil, apesar de existirem várias técnicas para
o aproveitamento e uso do dióxido de carbono contido em formações petrolíferas, a
reinjeção do CO2 emergente das formações dos próprios reservatórios do Pré-sal
vem se mostrando requisitada na indústria, o que incentiva estudos nessa área. Para
isso, o entendimento acerca do comportamento de rochas carbonáticas submetidas
à injeção de fluidos reativos é fundamental, seja através da medição experimental ou
de estudos teóricos. O principal objetivo da presente dissertação foi a investigação
do comportamento provocado pela injeção de uma solução reativa de HCl em
amostras de rochas carbonáticas sintéticas, para um entendimento mais amplo do
processo de dissolução em carbonatos, tanto no âmbito químico, quanto no
geomecânico. Os corpos de prova sintetizados neste trabalho apresentaram
densidade de 1,5 g/cm³, compostos por areia quartzosa, hidróxido de cálcio e
halimeda, na proporção de 50%, 25%, 25%, respectivamente, e os ensaios de
dissolução foram realizados em uma célula de dissolução desenvolvida e
instrumentada na UFPE. A metodologia dos ensaios consistiu na injeção da solução
de HCl nas amostras de rocha sintetizadas através de um fluxo axial descendente,
sob condições controladas de ensaio. Análises de caracterização das rochas foram
realizadas antes e após a injeção do fluido reativo. O valor da resistência à
compressão simples da rocha sintética a classificou como uma rocha carbonática
branda, estando de acordo com o propósito do trabalho. As rochas apresentaram
permeabilidade inicial da ordem de 10-14 m² (10 milidarcy) e após a dissolução
sofreram um aumento de permeabilidade na ordem de cem vezes maior do que a
permeabilidade inicial, para rochas carbonáticas sintéticas submetidas ao fluido de
pH 2 e 3 e um aumento dez vezes maior, para rochas carbonáticas sintéticas
submetidas a um fluido com pH 4. Esse aumento de permeabilidade foi provocado
pela formação de canais de fluxos preferenciais (wormholes), sendo mais atenuados
nas rochas submetidas aos fluidos de pH mais baixos. Na análise qualitativa da
porosidade foram utilizadas tomografias computadorizadas para o entendimento da
estrutura interna das rochas antes e após a dissolução, mostrando que a passagem
da solução causou dissolução dos minerais carbonáticos presente em todas as
amostras, provocando, assim, aumento dos espaços vazios das rochas. Com base
nos resultados apresentados, foi possível concluir que a injeção do fluido reativo nas
rochas carbonáticas causou dissolução do mineral presente no meio poroso,
alterações na resistência da rocha, bem como alterações da permeabilidade e
porosidade, ou seja, modificações significativas nas propriedades petrofísicas do
meio. Esse conjunto de análises resultou no aumento do conhecimento aos
acontecimentos decorrentes do processo de dissolução de rochas carbonáticas
sintéticas, agregando informação à recente tendência da utilização de rochas
preparadas em laboratório nos estudos relacionados à área de petróleo. / Carbonate reservoir studies were fortified in Brazil subsequent to discovery of oil
deposits in the Pre-salt. In Brazil, although there are several techniques for harnessing
and use of carbon dioxide contained in oil formations, a reinjection of CO2 emerging
from the formations of its own Pre-salt reservoirs has been proven requisitioned in the
industry, which encourages studies in this area. For this, the understanding of the
carbonate rocks behavior when submitted to an injection of reactive fluids is crucial,
whether arising from experimental measurement or theoretical studies. The main
objective of this dissertation was the investigation of the behavior provoked by
injecting a reactive solution of HCl in samples of synthetic carbonate rocks, to a wider
understanding of the dissolution process in carbonates, in both context, chemical and
geomechanical. The samples synthesized in this work exhibited density of 1.5 g/cm³
and composition of quartzite sand, calcium hydroxide and halimeda, at a ratio of 50%,
25%, 25%, respectively, and dissolution testing were performed on a dissolution cell
designed and instrumented at UFPE. The methodology of the tests consisted of
injecting the HCl solution into the rock samples synthesized through a descending
axial flow under controlled test conditions. Analysis of characterization of carbonate
rocks were performed before and after the injection of reactive fluid. The value of
compressive strength of the synthetic rock classified as a soft carbonate rock, which
is consistent with the purpose of work. The rocks had initial permeability in order of
10-14 m² (10 milidarcy), and after the dissolution, were increased permeability of the
order of one hundred times more (for the synthetic carbonate rocks subjected to pH 2
and fluid 3) and ten times more (pH 4) compared with the initial permeability. This
permeability increase was caused by the formation of preferential flow channels
(wormholes) being more attenuated in rocks subjected to lower pH fluids. In the
qualitative evaluation of porosity have been used CT scans to understand the internal
structure of the rocks before and after dissolution, showing that the passage of the
reactive fluid caused the dissolution of carbonate minerals present in all samples
synthetic, thereby causing an increase of void spaces of the rock. Based on the
results, it was concluded that the injection of the reactive fluid in synthetic carbonate
rocks caused dissolution of the mineral present in the porous medium, alterations in
rock strength, and changes in the permeability and porosity of the porous medium,
which means significant changes in petrophysical properties of the medium. This
group of analyzes resulted in increased knowledge to the events arising in the process
of dissolution of synthetic carbonate rocks, adding information to the recent trend of
using rocks laboratory prepared in the studies related to the pretroleum sector.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/23461 |
| Date | 31 August 2016 |
| Creators | OLIVEIRA, Aline Dantas de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3821425977868488, GUIMARÂES, Leonardo José do Nascimento |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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