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
•
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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Sumário• 1. Introdução
• 2. Modelos Publicados
• 3. Modelo Proposto
•
4. Resultados e Discussões• 5. Conclusão
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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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Sumário• 1. Introdução
• 2. Modelos Publicados
• 3. Modelo Proposto
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4. Resultados e Discussões• 5. Conclusão
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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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Sumário• 1. Introdução
• 2. Modelos Publicados• 3. Modelo Proposto
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4. Resultados e Discussões• 5. Conclusão
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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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Sumário• 1. Introdução
• 2. Modelos Publicados• 3. Modelo Proposto
•
4. Resultados e Discussões• 5. Conclusão
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Aplicação Prática
• Sal espesso = mais superfícies côncavas, menostensão, sugerindo um caminho de perfuração maisestável.
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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
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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