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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Determinação de propriedades petrofísicas e geológicas utilizando uma técnica de análise digital de rochas
Title Alternative: Determination of petrophysical and geological properties using digital rock physics
Author: Moraes, Pedro Carlos Xavier de, 1991-
Advisor: Vidal, Alexandre Campane, 1969-
Abstract: Resumo: As rochas carbonáticas vêm assumindo papel de destaque na indústria de petróleo, pois são mais da metade das reservas de petróleo no mundo. Dentre os desafios propostos para a exploração e produção de petróleo em reservatórios carbonáticos, a caracterização petrofísica é um tema de intensa pesquisa, pois existe uma elevada heterogeneidade nos carbonatos em uma multiplicidade de escalas. Para o estudo de propriedades em micro escalas é necessário a utilização de plugues das rochas de interesse, sendo que estes plugues são muito valorizados devido ao alto custo para obtê-los durante a etapa de perfuração. Portanto, técnicas de estudo de propriedades petrofísicas que utilizem uma abordagem não destrutiva e que permitam a determinação destas propriedades em micro escalas são extremamente interessantes. Para o estudo dos sistemas porosos e texturas de poros em micro escalas vem sendo desenvolvida uma técnica de análise petrofísica que utiliza imagens de microtomografia computadorizada de raios-x chamada Digital Rock Physics (DRP). O objetivo desta técnica é complementar às técnicas convencionais de laboratório visando caracterizar microestruturas de rocha de forma não destrutiva através de imagens de alta resolução. Este trabalho de dissertação tem como objetivo a elaboração de uma sequência metodológica para a determinação de propriedades petrofísicas e geológicas de amostras de rochas da Formação Morro do Chaves, consideradas análogas às rochas encontradas nas regiões do pré-sal brasileiro, utilizando as técnicas de DRP com imagens de microtomografia computadorizada. Para alcançar o objetivo proposto, a sequência metodológica foi dividida em duas etapas: (i) processamento e análise digital de imagens com o objetivo de determinar a porosidade utilizando a segmentação Watershed e a permeabilidade utilizando as Equações de Navier-Stokes; (ii) e a análise dos resultados do ponto de vista geológico relacionando a tafonomia das amostras com classificações de porosidade e de texturas de rochas carbonáticas. A técnica de segmentação Watershed atingiu o objetivo de separar os voxels da imagem em dois grupos, poros e não poros, determinando assim a porosidade das amostras de maneira a se comparar com os resultados encontrados em laboratório. As Equações de Navier-Stokes demonstraram eficácia na determinação da permeabilidade de amostras utilizando imagens segmentadas e a possibilidade de se determinar a anisotropia desta propriedade para uma mesma amostra, sendo este um diferencial em relação as técnicas tradicionais de laboratório. É possível concluir através dos resultados alcançados que a sequência metodológica proposta foi eficaz em determinar a porosidade, a permeabilidade e a anisotropia da permeabilidade, quando comparados estes resultados com as técnicas laboratoriais tradicionais, com o diferencial de não ser necessário a destruição das amostras e a facilidade de se analisar as amostras do ponto de vista geológico através das imagens de alta resolução geradas pela microtomografia de raios-x

Abstract: Carbonates have been playing an important role in the oil industry, as they account for more than half of the world's oil reserves. Among the challenges proposed for the exploration and production of petroleum in carbonate reservoirs, the petrophysical characterization is a subject of intense research, since there is a high heterogeneity in the carbonates in a multiplicity of scales. For the study of properties in micro scales it is necessary to use plugs of the rocks of interest, and these plugs are highly valued due to the high cost to obtain them during the drilling stage. Therefore, techniques of study of petrophysical properties that use a non-destructive approach and that allow the determination of these properties in micro scales are extremely interesting. For the study of porous systems and pore textures in micro scales, a petrophysical analysis technique has been developed that uses computerized microtomography images called Digital Rock Physics (DRP). The objective of this technique is to complement conventional laboratory techniques aiming to characterize rock microstructures through high resolution images. Therefore, this work aims at the elaboration of a methodological sequence for the determination of petrophysical and geological properties of rocks samples of the Morro do Chaves Formation considered analogous to the rocks found in the Brazilian pre-salt regions, using the techniques of DRP with computerized microtomography images. In order to reach the proposed objective, the methodological sequence was divided into two stages: (i) digital image processing and analysis with the objective of determining the porosity using the Watershed segmentation and the permeability using the Navier-Stokes Equations; (ii) and the analysis of the results from the geological point of view, relating the taffonomy of the samples with classifications of porosity and textures of carbonate rocks. The Watershed segmentation technique reached the objective of separating the voxels from the image into two groups, pores and non-pores, thus determining the porosity of the samples in order to compare with the results found in the laboratory. The Navier-Stokes Equations demonstrated efficacy in the determination of the permeability of samples using segmented images and the possibility of determining the anisotropy of this property for the same sample, which is a differential in relation to traditional laboratory techniques. It is possible to conclude from the results obtained that the proposed methodological sequence was effective in determining the porosity, permeability and anisotropy of the permeability, when comparing these results with the traditional laboratory techniques, with the differential of not being necessary the destruction of the samples and the ease of analyzing the samples from the geological point of view through the high resolution images generated by the x-ray microtomography
Subject: Carbonatos
Equações de Navier-Stokes tridimensionais
Petrofísica
Segmentação de imagens
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: MORAES, Pedro Carlos Xavier de. Determinação de propriedades petrofísicas e geológicas utilizando uma técnica de análise digital de rochas. 2018. 1 recurso online (108 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331602>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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