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Title: Simulação de propriedades multifísicas em modelos digitais de rochas sedimentares com análise das variáveis que afetam essas propriedades
Other Titles: Simulation of multiphysics properties in digital models of sedimentary rocks with analysis of the variables that affect these properties
???metadata.dc.creator???: BATISTA, Juliana Targino.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SOARES, José Agnelo.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FEITOSA, Patrícia Hemínio Cunha.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Madson Tavares.
???metadata.dc.contributor.referee3???: VASQUEZ, Guilherme Fernandes.
???metadata.dc.contributor.referee4???: GOMES, Igor Fernandes.
Keywords: Microtomografia;de Archie;Elastodinâmica;Geomecânica;Método dos elementos finitos;Microtomography;Archie's Equation;Elastodynamics;Geomechanics;Finite Element Method
Issue Date: 26-Apr-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: BATISTA, Juliana Targino. Simulação de propriedades multifísicas em modelos digitais de rochas sedimentares com análise das variáveis que afetam essas propriedades. 2024. 187 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.
???metadata.dc.description.resumo???: As propriedades físicas mais utilizadas na prospecção e gerenciamento de reservatórios de hidrocarbonetos são as propriedades elásticas e elétricas. A fim de entender como essas propriedades são afetadas pelos tipos de poros e sua interconectividade, esta pesquisa se propõe a simular, através do método de elementos finitos, essas propriedades em modelos digitais de rocha obtidos por microtomografia de raios-X. Os resultados das simulações são analisados pelo método estatístico da regressão do tipo linear piecewise. As simulações elétricas demonstraram como a porosidade dos macroporos e dos microporos, além de suas interconectividades, influenciam nas propriedades elétricas de rochas carbonáticas e arenosas e, consequentemente, nos expoentes m e n da equação de Archie. De modo geral o expoente de cimentação (m) é diretamente proporcional à fração volumétrica das fases microporosas e inversamente proporcional à conectividade dos macroporos. Os resultados indicam que há uma relação direta do expoente de saturação (n) com a interconectividade da fase microporosa, mas uma relação ambígua com a porosidade dos macroporos, com sua interconectividade e com a fração volumétrica da fase microporosa. As propriedades elastodinâmicas simuladas apresentam relação inversa com a fração volumétrica da fase microporosa e com a porosidade dos macroporos. A variável de maior influência sobre os módulos estáticos é a fração volumétrica da fase microporosa. Finalmente, os módulos elastodinâmicos simulados numericamente apresentam valores maiores do que os seus correspondentes estáticos, conforme relatado na literatura para experimentos convencionais. O método desenvolvido nesta pesquisa pode ser aplicado para outros tipos de rochas e análise de como os tipos de poros e suas topologias afetam as propriedades petrofísicas de rochas carbonáticas e siliciclásticas oferece um recurso adicional inédito para o aproveitamento de recursos naturais subterrâneos pela sociedade, com maior eficiência e menor custo ambiental.
Abstract: The physical properties most used in the prospecting and management of hydrocarbon reservoirs are elastic and electrical properties. In order to understand how these properties are affected by pore types and their interconnectivity, this research aims to simulate, using the finite element method, these properties in digital rock models obtained by X-ray microtomography. The simulation results are analyzed using the statistical method of piecewise linear regression. Electrical simulations demonstrated how the porosity of macropores and micropores, as well as their interconnectivities, influence the electrical properties of carbonate and sandy rocks, and consequently, the exponents m and n of the Archie equation. Generally, the cementation exponent (m) is directly proportional to the volumetric fraction of microporous phases and inversely proportional to the connectivity of macropores. The results indicate that there is a direct relationship between the saturation exponent (n) and the interconnectivity of the microporous phase, but an ambiguous relationship with the porosity of macropores, their interconnectivity, and the volumetric fraction of the microporous phase. Simulated elastodynamic properties show an inverse relationship with the volumetric fraction of the microporous phase and the porosity of macropores. The variable with the greatest influence on static moduli is the volumetric fraction of the microporous phase. Finally, numerically simulated elastodynamic moduli exhibit higher values than their corresponding static values, as reported in the literature for conventional experiments. The method developed in this research can be applied to other types of rocks, and analysis of how pore types and their topologies affect the petrophysical properties of carbonate and siliciclastic rocks offers a novel approach for the exploitation of underground natural resources by society, with greater efficiency and lower environmental cost.
Keywords: Microtomografia
de Archie
Elastodinâmica
Geomecânica
Método dos elementos finitos
Microtomography
Archie's Equation
Elastodynamics
Geomechanics
Finite Element Method
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Naturais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37565
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais.

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JULIANA TARGINO BATISTA - TESE (PPGEGRN) 2024.pdf5.4 MBAdobe PDFView/Open


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