Efeitos Hidromecânicos ede Degradação Química de Rochas Carbonatadas: Implicações na Transmissividade da Fratura
Transmissividade de fratura; Acidificação; Tensão normal efetiva; Rugosidade; Composição mineralógica; Textura da rocha; Deslocamento por torção.
Experimentos de fluxo de fluidos em laboratório através de fraturas hidraulicamente transmissíveis em rochas carbonáticas sujeitas a carregamento mecânico, acidificação e deslocamento por torção elucidam como os processos de dissolução e tensão de cisalhamento induzem mudanças na transmissividade de fraturas com superfícies lisas e rugosas. As características mineralógicas das rochas são descritas por petrografia, a composição elementar é analisada por meio de testes de difração de raios-X e fluorescência de raios-X, e a topografia da fratura é escaneada antes e depois da acidificação. O impacto da tensão normal na deformação da fratura é estudado aplicando ciclos de carga axial e descarga enquanto se mantém uma vazão constante ao injetar água no plano da fratura. Além disso, o impacto da dissolução química é avaliado injetando 5cm3 (a 1 cm3/min) de solução de HCl (0.01 mol/l e pH =2), seguindo o mesmo protocolo de teste descrito anteriormente. A rugosidade do plano de fratura e o tamanho das regiões não acopladas (ou seja, asperidades sem-contato) são criticamente importantes. Em particular, superfícies rugosas promovem o aumento da transmissividade. Por outro lado, superfícies mais lisas, acopladas e mais áreas de contato entre os planos de fratura opostos, permanecem inalteradas pela degradação química. Tais superfícies não revelam variações mecânicas relevantes. Rochas grão-suportadas com alto conteúdo de cálcio e superfícies rugosas mostram o aumento mais significativo na transmissividade das fraturas após a acidificação. Em contraste, a transmissividade das fraturas após o tratamento ácido em rochas matriz-suportadas com alto conteúdo de cálcio é baixa, mesmo em amostras com fraturas rugosas e desacopladas. Por outro lado, a deformação por cisalhamento devido ao deslocamento por torção induz variações na transmissividade de fraturas, e os resultados satisfazerem o comportamento de modelos com tendência assintótica. Os resultados apresentaram que as mudanças na transmissividade das fraturas devido as tensões de cisalhamento são influenciadas pela rugosidade, abertura mecânica inicial da fratura e a textura da rocha. Esses resultados contribuem no desenvolvimento de modelos hidromecânicos e geoquímicos, tornando as simulações dos reservatórios de hidrocarbonetos mais robustas. Além disso, esta pesquisa contribui para o entendimento da interação de rochas carbonáticas com outros tipos de fluidos reativos (por exemplo, dióxido de carbono) e a compreensão do comportamento do fluxo de fluidos em reservatórios sensíveis as tensões.