PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE MODELO FÍSICO EM ESCALA REDUZIDA PARA EXPERIMENTAÇÃO EM GEOFÍSICA DE POÇOS. Projeto de construção de modelo físico em escala reduzida para experimentos em geofísica de poços.
INTRODUÇÃO
HISTÓRICO
PROPRIEDADES DAS ROCHAS
Propriedades petrofísicas
- Porosidade
- Argilosidade
- Saturação de fluído
- Permeabilidade
- Lei de Archie
Assim como a porosidade, a argila pode ser calculada a partir do volume do modelo rochoso, dado por Esse caminho de relacionamento é denominado Lei de Archie e é de fundamental importância para a avaliação do treinamento.
Propriedades elétricas
- Resistividade das rochas e minerais
Do ponto de vista do tipo de rocha, a Figura 5 mostra algumas faixas de resistividade. Espera-se que a rocha sedimentar tenha os valores de resistividade mais baixos em condições normais, devido à sua maior porosidade (por exemplo, os valores de resistividade mais elevados são esperados para rochas ígneas, pois estas são rochas com porosidade muito baixa.
CONTEXTO GEOLÓGICO
Categorias de rocha
- Clásticas
- Rochas de carbonato
Porém, regimes favoráveis à formação de areia pura são raros, e geralmente ocorre alguma alteração da argila nas camadas. Além das formas de distribuição da argila citadas acima, a figura 7 também mostra a bioturbação, que é consequência dos caminhos feitos pelos organismos vivos, possibilitando a ligação entre as camadas.
Ambiente deposicional
Então, ao longo do tempo geológico, há uma tendência de mudança para uma variedade mais estável através de mecanismos como a substituição. Um exemplo importante de substituição, citado por Jahn et al (2012), é o íon Ca2+ no carbonato de cálcio por um íon magnésio.
Tipos de estruturas
Destes tipos de erros, é importante destacar os erros normais que serão examinados na modelagem deste trabalho.
TEORIA DA SIMILITUDE
E é comparado com um fator de escala, ou seja, a razão entre cada comprimento do modelo e o comprimento correspondente no protótipo é uma constante. Suponha que existam dois sistemas de coordenadas cartesianas: C representa o sistema protótipo e M representa o sistema modelo. Dado que um ponto P (x, y, z) no sistema C mapeia um ponto P' (x', y', z') no sistema M através de uma transformação linear, da mesma forma que um ponto em C pode ser mapeado a partir de um ponto no sistema M, também por transformação linear conforme mostrado na Figura 11.
A semelhança cinemática é a semelhança do movimento. Portanto, os movimentos que se deseja modelar devem ter uma correlação entre modelo e protótipo. Portanto, há uma compensação entre os comprimentos e os valores de tempo na correlação entre os dois. Ou seja, para que um modelo tenha um processo dinâmico completamente válido, é necessário garantir a similaridade geométrica e cinemática. Portanto, as forças no protótipo e no modelo também devem ter correlação escalar.
Dependendo do tipo de pesquisa a ser realizada no modelo e das relações entre o protótipo e o modelo, nem todos os três tipos de similaridade podem ser garantidos.
MÉTODOS ELÉTRICOS
Conceitos elétricos básicos
- Cargas, Força elétrica, Lei de Coulomb e Campo Elétrico
- Potencial Elétrico
- Corrente elétrica
- Lei de Ohm
Se as cargas das partículas tiverem o mesmo sinal, as partículas se repelem, ou seja, são acionadas por forças que querem repeli-las. Por outro lado, segundo Nussenzveig (1997), a força do Fe atuando sobre uma carga pontual q' é devida à sua interação eletrostática com outra carga pontual q, que está fixada em uma posição pré-determinada. Este conceito é importante porque cada carga produz um campo elétrico E que é proporcional ao Fe por unidade de carga.
Para mover uma carga q' sujeita à influência de um campo elétrico produzido por q, um trabalho (W) pode ser realizado expresso por. Corrente elétrica é o movimento ordenado de partículas carregadas ou portadores de carga Q cruzando uma determinada superfície durante um intervalo de tempo dt, dado por. A unidade dimensional de corrente elétrica do SI, na forma analítica, dada em C/s que é igual a Ampere (A), dada na forma sintética.
Observações experimentais mostram que a densidade de corrente J(A/m)2 é diretamente proporcional ao campo elétrico E, e a constante de proporcionalidade é chamada de condutividade elétrica.
Eletrorresistividade (ER)
- Fluxo de corrente no solo
A partir da medida da resistência elétrica R, o valor da resistência pode ser determinado conhecendo o fator geométrico. Como a distribuição da corrente ocorre no meio-espaço, a partir do eletrodo fonte fixado na interface ar-semi-espaço, um ponto na subsuperfície, forma-se uma superfície equipotencial hemisférica com área 2r2, onde r é a distância entre o eletrodo de corrente e o equipotencial de superfície, a densidade de corrente (J) que passa pela superfície desta casca é dada por. Aqui assume-se que o eletrodo potencial de ouro também está no infinito próximo ao eletrodo coletor.
Se você aproximar o eletrodo coletor (B) do eletrodo fonte (A) por uma distância considerável, como mostrado na Figura 15, o eletrodo potencial C será afetado pelos eletrodos de corrente em A e B. Se você adicionar outro eletrodo potencial ao sistema colocado no ponto D, pelo mesmo raciocínio temos isso. Porém, o método também é utilizado em meios heterogêneos, caso em que a resistência calculada dependerá da disposição dos eletrodos.
A Figura 16 mostra a porcentagem do fluxo de corrente sob a profundidade Z e a distância dos eletrodos de corrente L.
Potencial espontâneo (SP)
Por exemplo, num arranjo onde a separação é L, apenas 30% da corrente fluirá a uma profundidade de Z>L. Em geral, para um bom levantamento, espera-se que L seja três vezes maior que a profundidade de interesse Z.
PERFILAGEM DE GEOFÍSICA DE POÇO
Perfilagem de ER
O perfil ER segue os mesmos princípios descritos nos métodos de resistência elétrica para um arranjo de eletrodos conforme mostrado na figura 19. Além da flexibilidade da sonda para poder encaixar vários conjuntos de eletrodos, a mesma subtração pode gerar vários perfis diferentes. Portanto, conforme mencionado por Kearey, Brooks e Hill (2009) “a área energizada é, portanto, a região entre as superfícies equipotenciais nas quais estão localizados os eletrodos de potencial” como pode ser observado na Figura 19.
Porém, um dos arranjos de eletrodos mais utilizados na perfilagem é chamado de arranjo de perfil normal (log normal), onde a sonda possui apenas um eletrodo de corrente e um eletrodo de potencial e os outros dois ficam no solo longe do poço, como visto. na Figura 20. A zona ativada será neste caso uma casca esférica com diâmetro interno C P1 1 e diâmetro externo C P1 2 que varia dependendo da descida da sonda. A sonda de 64" possui maior penetração nas rochas do entorno do poço e pode ultrapassar o raio de invasão da lama de perfuração, diferentemente da sonda de 16", que geralmente atinge apenas a zona lavada.
Por outro lado, camadas muito finas7 que passam despercebidas pela sonda de 64" e podem ser observadas na sonda de 16", conforme mostra a Figura 21.
Perfilagem de SP
Este tipo de perfil pode ser usado como um marcador de transição de limite de xisto/areia para auxiliar na interpretação de outros perfis de poço. Isto é possível porque as respostas destes dois tipos de rochas são muito distintas: enquanto no arenito as anomalias são geralmente negativas, no xisto são positivas, como mostra a Figura 23.
METODOLOGIA
Protótipo geológico
Mais tarde no tempo geológico houve um novo depósito de calcário, e nesta camada ocorreu uma erosão química, tornando o calcário vugular. Após a falha e a intrusão de fluidos, um processo erosivo destruiu a parte superior da formação e então ocorreu a deposição da fina camada argilosa, que neste caso funciona como uma vedação para evitar a percolação de fluidos da falha. e, por fim, deposição de espessa camada de areia. Porém, destaca-se o aparecimento de uma série de camadas muito finas com seus diferentes parâmetros petrofísicos (arenito e argilito), o que também terá efeitos no perfil elétrico.
Logo em seguida ocorreu a deposição de camadas muito finas entre arenito e argilito, demonstrando sucessivas transgressões e regressões marinhas. Posteriormente, a deposição de espessas camadas de argila e areia implicou que o avanço e o recuo do mar fossem menos intensos, ou que o ambiente ficasse exposto a épocas mais chuvosas e menos chuvosas, respectivamente. Por fim, o bloco III, mostrado na Figura 26, inicia com a deposição de camadas impuras, muito mais comuns que as camadas limpas.
Na continuação da história geológica foram depositadas camadas de argila, areia e argila, que também registraram alterações de energia, até atingirem a camada mais superficial.
O Modelo
- Construção estrutural
- Construção do modelo
- Construção do poço
A estrutura foi projetada em três blocos devido à necessidade de acesso ao interior durante a construção das camadas de baixo para cima. Após a construção do bloco inferior, são colocadas as paredes de cada bloco e começa a ser montada a estratificação do bloco, e assim sucessivamente. Na parte externa, a torneira é conectada a mangueiras que servirão para injetar o líquido no distribuidor interno da camada, que consiste em um tubo de PVC perfurado de ½ polegada colocado no interior das camadas permoporosas, permitindo que o líquido se espalhe uniformemente por toda a camada. ser dividido. A camada.
A utilização de torneiras em ambos os lados do modelo permitirá o controle da pressão hidráulica nos poros das camadas. A compactação mecânica é resultado da sobrecarga das camadas superiores, o que provocará redução de volume em profundidade, conforme pode ser observado na Figura 32. Nas camadas arenosas, sem cimentação, podem ocorrer deslizamentos, colapsando o poço e reduzindo assim sua vida útil. a cimentação artificial deve ser controlada para não afetar as propriedades petrofísicas das camadas em profundidade.
Embora o movimento lateral dos sedimentos seja pequeno comparado à estrutura de contenção do modelo, o movimento de milhares de grãos de areia pode causar um aumento significativo de pressão nas paredes internas do modelo. tecido fino deve ser colocado em intervalos de altura constante.
Validação do modelo
- Sonda
Para atender ao segundo ponto, o espaçamento entre o eletrodo de corrente e potencial M16 não deve ser inferior a 0,5 diâmetro do poço, pois se isso acontecer a observação ficará basicamente limitada no interior do poço, e o método não será reproduzido. fiel. O eletrodo SP deve ser cuidadosamente revestido com preto platinado, ou chumbo, para evitar efeitos de eletrodo. O cabo elétrico deve ser do tipo multicondutor (se possível), bem isolado, com espessura mínima e com alguma resistência à atração, pois além de conduzir os sinais elétricos da sonda para a superfície, também funciona como sonda servirá cabo de transporte.
Um mecanismo giratório deve ser instalado na parte superior do poço para guiar o cabo da sonda durante a descida e subida. A polia deve ser conectada a um motor de baixa velocidade (motor de passo) ou a um servo motor para mover a sonda no poço. Um subsistema codificador de ângulo também deve ser conectado à polia para determinar a sonda de profundidade.
O sinal SP incluído no sinal potencial medido deve ser obtido por processamento digital, que é mais adequado, pois envolve menor custo instrumental.
RESULTADOS ESPERADOS
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Estudo de anomalias eletromagnéticas de um condutor tabular vertical sob camadas parcialmente condutoras em multifrequência e multipartição através de modelagem analógica. Efeito do intemperismo nas anomalias eletromagnéticas induzidas por corpos tabulares inclinados - um estudo utilizando modelo reduzido.
