Impactos da dissolução cárstica na permo-porosidade de rochas carbonáticas: implicações para o desenvolvimento de redes de fraturas alargadas e camadas super-k

• Autor(a) principal: Lopes, Juliana Aparecida Gonçalves
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50090
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS; Geofísica; Reservatórios carbonáticos; Análogos de reservatórios; Dissolução cárstica; Redes de fratura; Zonas de alta permeabilidade; Super-k

Nós avaliamos o impacto da dissolução cárstica no sistema permo-poroso de rochas carbonáticas, utilizando dados de campo obtidos em afloramentos da Formação Jandaíra (Bacia Potiguar). O sistema cárstico desta formação apresenta excelentes exposições, que permitem o estudo das feições cársticas tanto em planos verticais quanto em planos horizontais. A abordagem integrada e multidisciplinar desta tese foi feita em duas etapas. A primeira etapa foi dominantemente bidimensional (2D), na qual utilizamos scanlines e imagens aéreas de Veículos Aéreos Não Tripulados para caracterizar redes de fraturas subverticais carstificadas. Nesta etapa, nós mostramos que o processo de alargamento das fraturas por dissolução cárstica modifica as relações estatísticas entre comprimento e abertura das fraturas. Para estágios iniciais de dissolução cárstica, os valores de comprimento e abertura seguem aproximadamente a clássica lei de potência típica de fraturas de origem mecânica. No entanto, com o avanço da carstificação, a abertura das fraturas tende a ficar constante, independentemente do seu comprimento. Dessa forma, adaptando a curva de abertura-comprimento, de acordo com o estágio conhecido de dissolução cárstica, é possível contruir modelos discretos de fraturas que incluam os efeitos da dissolução cárstica. Nós chamamos o modelo resultante de DFKN (Discrete Fracture and Karst Network). Mostramos ainda que o alargamento das fraturas pode aumentar a transmissividade de uma rede de fraturas carstificadas em até cinco ordens de magnitude, sem alterar sua conectividade. A segunda etapa da pesquisa consiste de uma análise tridimensional (3D) de redes de fraturas, interfaces litoestratigráficas e feições cársticas, a partir da interpretação conjunta de cubos de Radar de Penetração no Solo (GPR), testemunhos de sondagem, perfis de porosidade, permeabilidade e radiação total, imagens de paredes de poço e lâminas delgadas. Nesta etapa nós verificamos que zonas de atenuação do sinal de GPR estão relacionadas a alterações secundárias das rochas carbonáticas, que são causadas por fraturamento, alargamento de fraturas e poros, além de dissolução de estilólitos. Tais alterações secundárias aumentam significativamente a porosidade e permeabilidade das rochas. As fraturas são as vias principais para a percolação de fluidos, contribuindo para a evolução dos processos de carstificação, principalmente nas camadas com maior porosidade/permeabilidade primárias. Por outro lado, camadas com baixa porosidade/permeabilidade primárias, mas com alta concentração de estilólitos, também podem desenvolver zonas de alta permeabilidade devido à interconexão dos estilólitos dissolvidos. As zonas de atenuação/dissolução podem compor volumes conectados de alta permeabilidade e geralmente apresentam geometria tabular, porque são limitadas por fraturas subverticais e interfaces estratigráficas subhorizontais. Na escala de reservatório, estes corpos tabulares podem constituir camadas super-k. Numa visão unificada, nossos resultados contribuem para uma melhor compreensão do sistema permo-poroso tridimensional de reservatórios carbonáticos fraturados e carstificados.