Análise das alterações físico-químicas decorrentes de ensaios de dissolução em rochas carbonáticas sintéticas

Abstract

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.