[pt] As coquinas carbonáticas são rochas sedimentares constituídas
principalmente por conchas e detritos. Elas apresentam diferentes características
de textura que são afetadas pela sedimentação e diagênese, influenciando no
arranjo de poros, e consequentemente, na permeabilidade. É necessário o
entendimento do efeito da variação das tensões efetivas nessas formações
rochosas e como problemas de dano mecânico irão afetar na produção e injeção
de poços de sistemas de produção de petróleo e gás. Nesta tese, amostras de
coquinas sintéticas foram confeccionadas e, com o auxílio de técnicas de
microtomografia de raios-x (microCT), modelagem de rede de poros (PNM) e
ensaios in situ, a influência da microestrutura dessas rochas na variação de suas
propriedades devido a tensões de compressão confinada foi avaliada. O uso de
microCT permitiu a análise da estrutura interna das amostras para a discriminação
de poros. Uma célula para ensaios mecânicos, acoplável ao tomógrafo e capaz de
aplicar tensões de compressão confinada, auxiliou no estudo da alteração da
microestrutura das coquinas sob tensão. As amostras foram tomografadas em 3
condições: sem carregamento, com carregamento e após despressurização. PNM
foi utilizada para simulação de transporte bifásico nas coquinas, além de
relacionar dados como número de conectividade de poros, tortuosidade,
permeabilidade, porosidade, diâmetro dos poros e capilares. Os resultados obtidos
demonstram que a aplicação de tensões de compressão confinada resulta na
redução da porosidade e permeabilidade das coquinas. A redução da porosidade
total do estágio final em relação às condições iniciais das amostras foi de 87,5 por cento,
70,0 por cento e 85,9 por cento para CP1, CP2 e CP3, respectivamente. Já a permeabilidade
absoluta em condições iniciais apresentou valores de 33,10, 11,60 e 22,90 mD
para CP1, CP2 e CP3, respectivamente, reduzindo a zero com o aumento dos
estágios de pressão, impossibilitando as coquinas de permear fluidos em seus
interiores. Em relação aos estudos da literatura, a fabricação de coquinas sintéticas
mostrou-se eficiente em termos de reprodutibilidade para coquinas carbonáticas
autênticas, apresentando propriedades geomecânicas semelhantes. / [en] Carbonate coquinas are sedimentary rocks composed mainly of shells and
fragments. They present different texture characteristics that are affected by
sedimentation and diagenesis, influencing the pore arrangement and,
consequently, the permeability. It is necessary to understand the effect of
variations in effective stresses on these rock formations and how mechanical
damage problems will affect the production and injection of wells in oil and gas
production systems. In this thesis, samples of synthetic coquinas were made, and
with the help of x-ray microtomography, pore network modeling techniques, and
in situ tests, the influence of the microstructure of these rocks on the variation of
their properties due to confined compression stresses was evaluated. The use of x-ray microtomography allowed the analysis of the samples internal structure for
the discrimination of pores. Using a cell for mechanical tests, coupled with the
tomograph and able to apply confined compressive stresses, helped study changes
in the coquinas’ microstructure under tension. The samples were scanned under
three conditions: without loading, with stress loading, and after depressurization.
Pore network modeling was used to simulate single-phase transport in the
coquinas, as well as for relating data such as pore connectivity number, tortuosity,
permeability, porosity, pore, and capillary diameter. The results obtained
demonstrate that the application of confined compressive stresses results in the
reduction of porosity and permeability of the coquinas. The reduction of total
porosity in the final stage relative to the initial conditions of the samples was
87.5 percent, 70.0 percent, and 85.9 percent for CP1, CP2, and CP3, respectively. Meanwhile, the absolute permeability under initial conditions presented values of 33.10, 11.60, and 22.90 mD for CP1, CP2, and CP3, respectively, which reduced to zero with
the increase of pressure stages, making it impossible for the coquinas to permeate
fluids within their interiors. Compared to literature studies, the production of
synthetic coquinas proved to be efficient in terms of reproducibility for authentic
carbonate coquinas, presenting similar geomechanical properties.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63976 |
| Date | 18 September 2023 |
| Creators | FRANCISCO JOSE R DA SILVA JR |
| Contributors | SIDNEI PACIORNIK |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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