Modelagem do Comportamento Tensão-deformação e Análise da Variação de Permeabilidade de Zonas de Falha em Travertinos
Rodrigo S. M. Corrêa1; Raquel Quadros Velloso1; Melissa C. D. N. Kiewiet1; Flávia Falcão2
1 PUC-Rio; 2 Petrobras
Resumo
A grande complexidade dos reservatórios carbonáticos de petróleo, em conjunto com o pequeno número de testemunhos disponíveis para ensaios mecânicos, leva à necessidade de fazer estudos com rochas análogas. Nesse contexto, se encontra o travertino, rocha carbonática de formação associada a processos físicos, químicos ou até mesmo microbiais, e que se revela potencial análogo hidráulico e/ou mecânico a fácies de importantes reservatórios de petróleo do mundo. Nestes reservatórios, a complexidade se dá tanto pelas características da própria rocha-reservatório, quanto pela influência das falhas geológicas. Neste sentido, Petrobras e CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) firmaram uma pesquisa com foco no estudo experimental e numérico do processo de reativação de falhas em reservatórios carbonáticos, onde foi realizada uma série de ensaios mecânicos realizados nos laboratórios do CSIRO, na Austrália. Para a realização da etapa de experimentos mecânicos, utilizou-se amostras de travertinos compostas por aproximadamente 98,5% de calcita e com porosidades que variam entre 8 e 11%, provenientes da região de Acquasanta Terme, sudeste de Marche, Itália. Com o objetivo de gerar uma zona de falha artificial, blocos desse material com dimensões de 220 mm x 110 mm x 150 mm foram submetidos a ensaios de cisalhamento direto com deslocamento de 20 mm e 120 mm, formando assim duas feições distintas. Os blocos cisalhados em 20 mm geraram zonas de intenso fraturamento rúptil, similar às zonas de dano de falhas geológicas, enquanto os blocos cisalhados em 120 mm geraram zonas de material cominuído similares a núcleos de falhas geológicas. Tais blocos foram perfurados de modo a possibilitar a extração dos materiais presentes nas regiões centrais mais deformadas, dando origem a corpos-de-prova de 38mm de diâmetro, com eixo principal em ângulo de aproximadamente 60° com a direção de cisalhamento. Os corpos-de-prova assim obtidos, constituídos tanto por rocha intacta como pela zona de falha composta por m
Palavras-chave: travertino; reativação de falha; ensaio triaxial; modelo constitutivo; elementos finitos