[pt] Para uma melhor previsibilidade e gerenciamento de reservatórios de hidrocarbonetos
é necessário estabelecer modelos constitutivos adequados para representar o
comportamento mecânico e hidráulico desses materiais. Durante a produção de
hidrocarbonetos, ocorre um aumento das tensões efetivas devido à redução de pressão de
poros. Isto pode levar à redução do espaço poroso do reservatório, podendo chegar ao
colapso de poros. A compactação dos reservatórios é consequência da alteração do estado
de tensões, que produzem deformações elásticas e plásticas, levando eventualmente à
ruptura da rocha. Sabe-se que a resistência dos carbonatos está relacionada à porosidade,
mineralogia e arranjo dos grãos. Sendo que este tipo de rocha, geralmente, tem um
comportamento elastoplástico com características anisotrópicas. O uso de modelos
constitutivos avançados é necessário para reproduzir o complexo comportamento de
tensão-deformação-permeabilidade das rochas carbonáticas. Os modelos elastoplásticos
isotrópicos Lade-Kim e Cam Clay Modificado com Coesão (CCMC), são usados neste
trabalho para tentar representar o comportamento geomecânico do travertino; rocha análoga
a uma das fácies do Pré-Sal brasileiro. Parâmetros destes modelos para este tipo de rochas
dificilmente são encontrados na literatura, sendo sua determinação dependente de ensaios
de laboratório cuidadosamente realizados. O presente trabalho tem como objetivo contribuir
com o estabelecimento de modelos adequados para representar o comportamento
geomecânico da rocha carbonática travertino em função da porosidade. Como parte do
presente trabalho foi desenvolvido um modelo anisótropico denominado CALK, baseado no
modelo isotrópico de Lade-Kim. Além disso ensaios triaxiais a compressão, hidrostáticos e
compressão uniaxial foram realizados em amostras da rocha carbonática travertino com
diferentes orientações das camadas em relação ao eixo axial das amostras (paralelo, Beta = 90 graus; ortogonal, Beta = 0 grau; e inclinado, Beta = 45 graus). Os resultados dos ensaios foram usados
para estabelecer parâmetros dos modelos constitutivos Lade-Kim e CCMC. O processo de retroanálise foi utilizado, incorporando o algoritmo Lade-Kim, desenvolvido em MATLAB 2017 e FORTRAN 90 nos algoritmos DREAM e MINPACK, respectivamente. Os resultados obtidos indicam que a metodologia proposta e o modelo CALK é capaz de representar adequadamente, o comportamento mecânico do travertino observado em laboratório. / [en] For better predictability and management of hydrocarbon reservoirs it is necessary to establish adequate constitutive models to represent the mechanical and hydraulic behavior of these materials. During the production of hydrocarbons, an increase in effective stresses occur due to the reduction of pore pressure. This can lead to a reduction in the pore space of the reservoir and may lead to pore collapse. The compaction of the reservoirs is a consequence of the alteration of the state of stress, which produce elastic and plastic deformations, eventually leading to failure of the rock. It is known that the resistance of the
carbonates is related to the porosity, mineralogy and arrangement of the grains. Since this type of rock usually has an elastoplastic behavior with anisotropic characteristics. The use of advanced constitutive models is necessary to reproduce the complex stress-strainpermeability behavior of sedimentary rocks. The Lade-Kim and Modified Cam Clay with Cohesion (CCMC) isotropic models are used in this work to try to represent the geomechanical behavior of travertine; a rock analogous to one of the Brazilian Pre-Salt
facies. Parameters of these models for these type of rocks are seldom found in the literature, and their determination depends on carefully performed laboratory tests. The present work aims to contribute with the establishment of adequate models to represent the geomechanical behavior of travertine carbonate as a function of porosity. As a part of the present work an anisotropic model called CALK was developed, based on the isotropic model of Lade-Kim. In addition, triaxial compression, hydrostatic and uniaxial compression tests were performed on travertine carbonate samples with different orientations of the
layers in relation to the axial axis of the samples ( parallel, Beta = 90 degrees , orthogonal, Beta = 0 degrees and inclined, Beta = 45 degrees) The results of the tests were used to establish parameters of the
constitutive models Lade-Kim and CCMC. The retro-analysis process was used, incorporating the Lade-Kim algorithm, developed in MATLAB 2017 and FORTRAN 90, to the DREAM and MINPACK algorithms, respectively. The results indicate that the proposed methodology and the CALK model are able to adequately represent the mechanical behavior of the travertine observed in the laboratory.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51941 |
| Date | 22 March 2021 |
| Creators | JOHN HARRY FORERO GAONA |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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