| dc.contributor | Medeiros, Walter Eugênio de | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2489217467286848 | |
| dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-6757-0572 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2170299963939072 | |
| dc.contributor | Nascimento, Aderson Farias do | |
| dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-3961-5884 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/8600906973888297 | |
| dc.contributor | Bagni, Fábio Luiz | |
| dc.contributor | Balsamo, Fabrizio | |
| dc.contributor | Dantas, Renato Ramos da Silva | |
| dc.creator | Lopes, Juliana Aparecida Gonçalves | |
| dc.date | 2022-12-12T19:54:38Z | |
| dc.date | 2022-12-12T19:54:38Z | |
| dc.date | 2022-09-30 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-04T13:41:56Z | |
| dc.date.available | 2023-09-04T13:41:56Z | |
| dc.identifier | LOPES, Juliana Aparecida Gonçalves. Impactos da dissolução cárstica na permo-porosidade de rochas carbonáticas: implicações para o desenvolvimento de redes de fraturas alargadas e camadas super-k. Orientador: Walter Eugênio de Medeiros. 2022. 124f. Tese (Doutorado em Geodinâmica e Geofísica) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50090 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8602853 | |
| dc.description | We evaluated the impact of karst dissolution on the permo-porous system of carbonate
rocks, using field data obtained from outcrops of the Jandaíra Formation (Potiguar Basin).
The karst system of this formation has excellent exposures, which allow the study of karst
features both in vertical and horizontal planes. The integrated and multidisciplinary
approach of this thesis was carried out in two stages. The first stage was predominantly
two-dimensional (2D), in which we used scanlines and aerial images of Unmanned Aerial
Vehicles to characterize networks of karstified subvertical fractures. In this stage, we
show that the process of fractures enlargement by karstic dissolution modifies the
statistical relationships between fracture length and aperture. For early stages of karst
dissolution, the length and aperture values follow approximately the classical power law
distribution typical of mechanical fractures. However, as karstification progresses,
fracture aperture tends to remain constant, regardless of its length. Thus, by adapting the
aperture-length curve, according to the known stage of karst dissolution, it is possible to
build discrete fracture models that include the effects of karstic dissolution. We call the
resulting model DFKN (Discrete Fracture and Karst Network). We also show that fracture
enlargement can increase the transmissivity of a karstified fracture network by up to five
orders of magnitude, without changing its connectivity. The second stage of the research
consists of a three-dimensional (3D) analysis of fracture networks, lithostratigraphic
interfaces and karst features, based on the joint interpretation of Ground Penetrating
Radar (GPR) cubes, core logs, porosity, permeability and total radiation profiles, images
of borehole walls and thin sections. In this stage we verified that GPR signal attenuation
zones are related to secondary alterations of carbonate rocks, which are caused by
fracturing, fracture and pore enlargement, as well as stylolite dissolution. Such secondary
alterations significantly increase the porosity and permeability of rocks. Fractures are the
main pathways for fluid percolation, contributing to the evolution of karstification
processes, especially in layers with higher primary porosity/permeability. On the other
hand, layers with low primary porosity/permeability, but with a high concentration of
stylolites, can also develop zones of high permeability due to the interconnection of
dissolved stylolites. The attenuation/dissolution zones can compose connected volumes
of high permeability and generally have tabular geometry, because they are limited by subvertical fractures and subhorizontal stratigraphic interfaces. At the reservoir scale, these tabular bodies may constitute super-k layers. In a unified view, our results contribute to a better understanding of the three-dimensional permo-porous system of fractured and karstified carbonate reservoirs. | |
| dc.description | 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. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | pt_BR | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | |
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | UFRN | |
| dc.publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Geofísica | |
| dc.subject | Reservatórios carbonáticos | |
| dc.subject | Análogos de reservatórios | |
| dc.subject | Dissolução cárstica | |
| dc.subject | Redes de fratura | |
| dc.subject | Zonas de alta permeabilidade | |
| dc.subject | Super-k | |
| dc.subject | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS | |
| dc.title | Impactos da dissolução cárstica na permo-porosidade de rochas carbonáticas: implicações para o desenvolvimento de redes de fraturas alargadas e camadas super-k | |
| dc.type | doctoralThesis | |
