Trabalho Geologia Estrutural

8/17/2019 Trabalho Geologia Estrutural

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Modelagem geomecânica de

tensões adjacentes a corpos desal: Parte 1 - Modelosdesacoplados

Autores: Gang Luo, Maria Nikolinakou,Peter B. Flemings, Michael R. Hudec

Ano: 2012

Aluno: Maximiano Kanda FerrazDisciplina: Geologia Estrutural

Professor: Victor Hugo

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Geomechanical modeling of

stresses adjacents to salt bodies:Part 1 – Uncoupled Models


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Sumário• 1. Introdução

• 2. Modelos Publicados

• 3. Modelo Proposto

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4. Resultados e Discussões• 5. Conclusão

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IntroduçãoEstudo de tensões emuma esfera de sal

Eixos x, y, z

Compressional ( )Extensional ( )

Figura 1.1 – Halita [2]

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Introdução

Figura 1.2 – Halita [3]

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Introdução

• δ 1 = Eixo de maior tensão

• δ 2 = Eixo de tensão intermediária

• δ 3 = Eixo de alívio

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Introdução

• Perfuração perigosa, tensões e pressões defluido adjacentes ao sal podem ser perturbadas.

• Solução: Modelos geomecânicos que simulam

as tensões e pressões.

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Introdução

(1) Decidir leis constitutivas para descreversedimentos em torno do sal.

(2) Decidir como simular pressões de fluido. Modelos

desacoplados.

• Modelos comuns: elástico ou elastoplástico (Hookeou Mohr-Coulomb).

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Figura 2.1 – Modelo Sal 2D [4]

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Figura 2.2 – Modelo Sal 3D [5]

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Modelos PublicadosTensão total: aplicado a todo o sistema.

Tensão efetiva: fração do total suportada pelamatriz sólida.

Incluir efeito de fluidos: Reduz tensão na matriz.

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Introdução

Tabela 1. Resumo dos tipos de modelos desacoplados descritos no artigo

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Caso 1: Modelos elásticos, tensão total• Sedimentos são sólidos elásticos (sem poros).

• Método de elementos finitos para simular relaxamentode tensão e perturbações.

• Incluir a pressão de poros permite comparação comresultados dos casos 2 e 4.

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Caso 2: Modelos elásticos, tensão efetiva• Pressão de poros incluídas nas equações,

realizadas usando tensão efetiva.

• Não há interação entre o fluido e a matriz sólida.

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Caso 3: Modelos Elastoplásticos, tensão total

• Caso 3a – Ignora os efeitos da pressão de poros.Usado na análise de falhas.

• Caso 3b - efeitos da pressão de poros simulado

aumentando o ângulo de atrito sal-sedimentos.Usado na análise de evolução de dobras dearrasto.

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Caso 4: Modelos Elastoplásticos, tensão efetiva

• Incorpora pressão dos poros e assume-se umcampo hidrostático.

• Simula tensões provindas da gravidade e empuxo.

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Objetivo

• Modelar explicitamente o fluxo de fluidos.

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Modelo Proposto• 1º) Resolve-se para um campo de tensão inicial

(em equilíbrio e condições de contorno). Depois,simula-se o relaxamento do sal.

• 2º) Incorpora-se pressão hidrostática usando a

equação de equilíbrio de forças e leisconstitutivas.

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Modelo Proposto - Casos 2 e 4

Equilíbrio de forças e lei de Mohr-Coulumb

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• 2. Modelos Publicados• 3. Modelo Proposto

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Sedimentos elásticos: Caso 1 e 2

• Figura 2C = Estado de tensão inicial (2A) + tensão deperturbação (2B).

• O semicírculo branco é a interface sal/ sedimentos.

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Resultados e Discussões

Relaxamento: Deformação (Fig. 3A), extensão vertical(3B), contração horizontal (3C), extensão fora do plano(3D).

Vermelho: Contração (positivo) Azul: Extensional (neg.)

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(A) Extensão Vertical (B) Contração horizontal(C) Tensão fora do plano (D) Tensão mínima

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(A) Tensão máxima(B) Tensão intermediária

(C) Tensão mínima

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Sedimentos Elastoplásticos: Casos 3, 4

Efeitos de Plasticidade

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Fig. 8. Equação Plasticidade

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(A) modelo elástoplástico

(B) modelo elástico(C) diferença

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• 2. Modelos Publicados• 3. Modelo Proposto

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Aplicação Prática

• Sal espesso = mais superfícies côncavas, menostensão, sugerindo um caminho de perfuração maisestável.

•

Futuros modelos irão simular a evolução geológicadestes sistemas.

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Conclusão• Modelos elastoplásticos de sedimentos são mais

realistas do que os elásticos.

• Análise Geométrica + Cinemática = Dinâmica

•

Uma visão do comportamento de tensões eestudo de suas magnitudes esperadas perto decorpos de sal, podem ser úteis à exploração depetróleo (Pré-Sal Brasileiro).

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Referências Bibliográficas

[1] AAPG Bulletin, v. 96, no. 1 (2012), pp. 43 –64

[2] http://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.html

[3] http://racerovalle.blogspot.com.br/2010/06/halita.html

[4] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025 [5] http://www.pdgm.com/Home.aspx

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http://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://www.petrobras.com.br/http://www.petrobras.com.br/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025http://www.pdgm.com/Home.aspxhttp://www.pdgm.com/Home.aspxhttp://www.pdgm.com/Home.aspxhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825207000025http://www.petrobras.com.br/http://www.petrobras.com.br/http://www.petrobras.com.br/http://www.petrobras.com.br/http://www.petrobras.com.br/http://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.htmlhttp://mundo-mineral.blogspot.com.br/2012/01/halita.html

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