Estudo do comportamento geomecânico e químico das fraturas de rochas carbonáticas

Abstract

As descontinuidades em rochas de reservatório de petróleo, dentre outros fatores, podem alterar ou determinar o padrão do fluxo em função de processos como dilatância, que ocorrem durante a reativação, e tem capacidade de produzir significativo aumento ou redução na permeabilidade. As fraturas estão presentes essencialmente em todas as rochas e podem ter efeito sobre a estabilidade de poços e sobre as propriedades mecânicas. Todos os reservatórios de petróleo contêm fraturas, sejam naturais e/ou induzidas, e em diferentes escalas. As fraturas naturais são resultantes das interações das tensões atuantes no subsolo. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento dos parâmetros de resistência ao cisalhamento direto, antes e após a injeção de fluido reativo, na superfície de fraturas induzidas artificialmente de rochas carbonáticas. Desta forma, foi projetada uma célula de cisalhamento para acoplar a amostra de rocha com fratura induzida na prensa de cisalhamento direto e também uma célula de dissolução para realizar a injeção de fluido reativo na fratura. Foram realizados ensaios de caracterização para verificar possíveis alterações na rocha fraturada e determinou a UCS da rocha, caracterizando como uma rocha carbonática resistente. Foram realizados ensaios de dissolução com HCl para determinar a permeabilidade, condutividade elétrica e variação do pH nas amostras e avaliar os efeitos mecânicos de resistência ao cisalhamento, coesão, ângulo de atrito e rugosidade após dissolução. Para determinação das tensões cisalhantes foi utilizado dois critérios, o Mohr-Coulomb e o Barton. Os resultados deste estudo mostraram que após ensaio de dissolução verificou alterações na permeabilidade, diminuição da condutividade elétrica e aumento do pH. Verificou-se que a dissolução na superfície da fratura da rocha provocou diminuição na coesão, no ângulo de atrito, nas tensões cisalhantes, alterações no perfil da rugosidade, perda de volume e aumento na porosidade.