Análise experimental do comportamento geomecânico de fraturas em rochas carbonáticas sintéticas

Abstract

O estudo das propriedades das rochas carbonáticas é de grande importância, porque estão associadas a reservas significativas de petróleo e gás em todo o mundo. Reservatórios carbonáticos se revigoraram no Brasil após a descoberta do pré-sal, como consequência disso, há a importância de se analisar em laboratório amostras destas rochas e, dada a dificuldade de dispor de grande número de testemunhos, bem como seu custo de aquisição, tem sido de grande importância o desenvolvimento e estudo de rochas sintéticas. Dessa forma o objetivo da síntese de rochas carbonáticas em laboratório é simular a matriz natural da rocha carbonática em relação aos principais fatores envolvidos no processo de litificação, como tamanho e formato dos grãos, dimensões da amostra, pressão aplicada na compactação, entre outros. Com isso, permite-se que a fabricação de amostras consiga reproduzir rochas com características pré-determinadas para serem usadas em ensaios com condições extremas, substituindo alguns obstáculos de obter amostras naturais de alto custo. Sob o ponto de vista geomecânico, as fraturas atuam como agentes relevantes para propriedades mecânicas e o estudo da contribuição dessas fraturas (naturais ou induzidas) em rochas carbonáticas pondera sobre a eficiência dos reservatórios em função da natureza dessas rochas. Com essa finalidade, o objetivo principal foi analisar os parâmetros de resistência ao cisalhamento direto na superfície de fraturas induzidas artificialmente de rochas carbonáticas sintéticas. Dessa forma, para cumprir o objetivo deste trabalho foram realizados ensaios de caracterização da rocha sintética e para determinação dos parâmetros de resistência foram realizados ensaios de cisalhamento direto. Nas análises de caracterização o valor da resistência à compressão simples da rocha sintética a classificou como uma rocha carbonática moderamente dura, estando de acordo com o propósito do trabalho. Foram utilizadas tomografias computadorizadas para o entendimento da estrutura interna das rochas antes e após o cisalhamento, também foram feitas análises pelo ensaios de porosimetria a adsorção a gás. Foi feito o estudo do critério de Mohr-Coulomb para determinação da resistência através do ensaio de cisalhamento direto com uma célula de cisalhamento, projetada para acoplar a amostra cilíndrica de rocha com fratura induzida na prensa de cisalhamento. A campanha de ensaios realizada permitiu a determinação dos parâmetros de resistência do material estudado com base no critério de Mohr-Coulomb.