dc.contributorMedeiros, Walter Eugênio de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2489217467286848
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-6757-0572
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2170299963939072
dc.contributorNascimento, Aderson Farias do
dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-3961-5884
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8600906973888297
dc.contributorBagni, Fábio Luiz
dc.contributorBalsamo, Fabrizio
dc.contributorDantas, Renato Ramos da Silva
dc.creatorLopes, Juliana Aparecida Gonçalves
dc.date2022-12-12T19:54:38Z
dc.date2022-12-12T19:54:38Z
dc.date2022-09-30
dc.date.accessioned2023-09-04T13:41:56Z
dc.date.available2023-09-04T13:41:56Z
dc.identifierLOPES, 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.identifierhttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50090
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8602853
dc.descriptionWe 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.descriptionNós 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.formatapplication/pdf
dc.languagept_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisherBrasil
dc.publisherUFRN
dc.publisherPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectGeofísica
dc.subjectReservatórios carbonáticos
dc.subjectAnálogos de reservatórios
dc.subjectDissolução cárstica
dc.subjectRedes de fratura
dc.subjectZonas de alta permeabilidade
dc.subjectSuper-k
dc.subjectCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
dc.titleImpactos da dissolução cárstica na permo-porosidade de rochas carbonáticas: implicações para o desenvolvimento de redes de fraturas alargadas e camadas super-k
dc.typedoctoralThesis


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