Efeitos de Dissolução e Precipitação no Teste de Comissionamento

A Figura 5.1 apresenta a distribuição de porosidade inicial em função do comprimento do composite core, e observa-se a presença de heterogeneidade do meio poroso já que a porosidade varia entre 8% e 24%. Além disso, a Figura 5.1 apresenta 3 perfis de porosidade inicial que foram calculados com os diferentes fluidos injetados no início do teste, os quais

foram fluidos não reativos (N2 e CO2) e os fluidos reativos do teste (água deionizada e água

carbonatada equilibrada). A curva azul representa a distribuição de porosidade inicial calculada a partir da tomografia da amostra saturada com 100% de N2 e com 100% de CO2. O

perfil de porosidade corresponde à porosidade original do composite core, que apresentou um valor médio de 15,54% e foi muito próximo ao valor da porosidade determinada no porosímetro a gás que foi de 15,72%. A discrepância entre as medidas do porosímetro e do tomógrafo se deve à diferença entre as condições operacionais das duas técnicas. Nota-se na Figura 4.1 que ao saturar o composite core com 100% de água deionizada (DW) para a realização da tomografia da amostra, a distribuição da porosidade (curva laranja) apresentou uma suave mudança em algumas zonas do composite core devido à interação do fluido com a rocha durante o tempo em que estiveram em contato. O valor da porosidade média calculado foi 15,68%.

Figura 5.1 Distribuição da porosidade inicial do composite core.

Finalmente a curva cinza da Figura 5.1 apresenta a distribuição de porosidade calculada a partir das imagens da amostra saturada com 100% de CO2 e com 100% de água

carbonatada equilibrada (CW). O perfil de porosidade apresentou um valor médio de 15,48%, e se observa uma redução na porosidade no início da amostra e na posição 5,05 cm até 8,05 cm aproximadamente associados possivelmente ao fenômeno de precipitação. Além disso, aos 19 cm até o final da amostra aproximadamente a porosidade apresenta um leve incremento presumivelmente causado pelo fenômeno de dissolução presente nessa área. Esses eventos de

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,05 5,05 10,05 15,05 20,05 25,05 P o ro si d ad e Comprimento, cm N2 e CO2 N2 e DW CO2 e CW

precipitação e dissolução estão relacionados com a interação do meio poroso carbonático com fluidos reativos como água carbonatada e CO2. Finalmente, este perfil de porosidade

representa o perfil de porosidade base para o cálculo da saturação dos fluidos durante o teste transiente de comissionamento, e para o cálculo da mudança da porosidade no final do teste.

Com o propósito de avaliar os efeitos de dissolução e precipitação no teste de comissionamento, foi determinada a distribuição final de porosidade do composite core através de uma tomografia da amostra saturada com nitrogênio no final do período de limpeza e secagem do composite core após o término do teste de comissionamento. O perfil de porosidade final apresentou um valor médio de 15,08%, evidenciando uma diminuição de 0,40% em relação ao valor de porosidade tomado como base que foi de 15,48%. A Figura 5.2 mostra a distribuição inicial (curva cinza) e final (curva vermelha) da porosidade ao longo do

composite core e também apresenta a posição das rochas que compõem o composite core.

Comparando os dois perfis de porosidade, se observa que no início do composite core até a posição 2,05 cm aproximadamente, houve um leve aumento da porosidade no perfil final associado ao fenômeno de dissolução. No entanto, na posição 19,05 cm até o final do

composite core o perfil de porosidade final apresenta uma diminuição contínua que pode estar

associada tanto ao fenômeno de precipitação como ao dano da amostra.

Figura 5.2 Distribuição de porosidade inicial e final do composite core.

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,05 5,05 10,05 15,05 20,05 25,05 P o ro si d ad e Comprimento, cm Porosidade Inicial Porosidade Final

O incremento de porosidade mais notável é associado ao efeito de dissolução, e ocorreu nos primeiros dois centímetros da amostra JA02, localizada na entrada do escoamento. Enquanto que a diminuição de porosidade mais considerável, possivelmente associado ao efeito de precipitação, aconteceu na amostra JA15, localizada no final do

composite core. Este fenômeno de dissolução no ponto de injeção e precipitação na saída do

escoamento em amostras heterogêneas foi observado por Izgec (2005). Porém, a diminuição de porosidade na amostra localizada no final do composite core também pode ser consequência da migração de finos provenientes das amostras anteriores ou pela precipitação de sal causada pela flutuação de pressão dentro do meio poroso como explicou Machado (2013).

A Tabela 5.1 apresenta a mudança de porosidade avaliada a partir do perfil inicial e final de porosidade, a mudança de permeabilidade, e a mineralogia, de cada uma das amostras que compõem o composite core. Observando as mudanças na porosidade, ratifica-se que efetivamente os efeitos mais representativos de dissolução e precipitação ocorreram respectivamente nas amostras JA02 e JA15, e que existiu uma leve ocorrência do fenômeno de precipitação, também nas amostras JA04, JA05 e JA01.Com relação à permeabilidade, nota-se que a amostra JA15 (entre as posições 19,05 e 25,05 cm) possui a menor permeabilidade inicial dentre as amostras, isto sugere que uma redução na condutividade do meio poroso pode contribuir à precipitação de minerais. Por outro lado, não foi possível medir experimentalmente a permeabilidade final das amostras, uma vez que finalizado o teste, as amostras não se encontravam disponíveis para a avaliação uma vez que foram cedidas para realizar outro estudo. Porém, aplicou-se a Equação de Kozeny-Carman (1927, 1937) (Equação 2.14) que permite estimar a permeabilidade absoluta, e observou-se que existe uma relação entre o fenômeno de dissolução e o aumento da permeabilidade, e entre o fenômeno de precipitação e a redução de permeabilidade. Tal relação está associada ao aumento e diminuição da condutividade no meio poroso pela dissolução e precipitação de partículas dos minerais. Finalmente, no que se refere à mineralogia, nota-se que a amostra JA02, onde se apresentaram os efeitos de dissolução mais significativos, a mesma possui a maior concentração de dolomita e a menor concentração de calcita, já a amostra JA15, na qual se apresentaram os efeitos de precipitação mais significativos, possui a menor concentração de dolomita e a maior concentração de calcita. Isto suporia um evento diferente ao fato de que uma amostra com maior quantidade de dolomita oferece maior resistência à dissolução por influência de salmouras com CO2 e que uma amostra com maior concentração de calcita é

mais vulnerável ao mesmo fenômeno. Porém, basta ter calcita para fazer com que existam mudanças na porosidade. Também, nesse caso os fenômenos de dissolução na entrada e de precipitação na saída do escoamento, ocorridos em outros estudos (Izgec, 2005), poder ter contribuído ainda mais tais efeitos.

Tabela 5.1 Mudança de porosidade e permeabilidade nas amostras e distribuição da mineralogia nas amostras.

Amostra Porosidade, fração Permeabilidade, mD Mineralogia, %

Inicial Final % Inicial Final Δk, mD Dolomita Calcita Argila Areia Outros JA02 0,133 0,137 0,420 418,200 463,564 45,364 39,980 49,240 1,070 0,000 9,710 JA04 0,103 0,099 -0,400 543,200 478,067 -65,133 36,550 56,030 2,050 0,000 5,370 JA05 0,135 0,131 -0,390 801,600 727,682 -73,918 36,080 57,680 3,020 0,000 3,220 JA01 0,147 0,142 -0,510 469,600 417,333 -52,267 26,680 59,880 4,060 0,000 9,380 JA15 0,227 0,211 -1,570 98,100 76,002 -22,098 20,390 63,140 3,380 0,000 13,090

Por outro lado, foi confirmado que existiu um controle sobre os efeitos de dissolução e precipitação na amostra carbonática mediante a utilização da água do mar carbonatada equilibrada com a composição mineralógica do composite core. As mudanças de porosidade e permeabilidade neste trabalho, não foram alterações severas como as apresentadas em outros estudos que utilizaram água do mar carbonatada não equilibrada e coquinas de afloramento (Yasuda et al. 2018; Laboissière, 2014), onde a formação de um canal altamente condutivo aumentaram significativamente a porosidade e permeabilidade das amostras no curso dos experimentos.