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Parceria com a Universidade Federal de Pernambuco - UFPE. Contrato n. 060/PR/2008. Programa Geologia do Brasil. Levantamentos Geológicos Básicos

ANP A exploração de hidrocarbonetos em reservatórios naturalmente fraturados tem demandado um enorme esforço da indústria e da comunidade científica para a pesquisa relacionada à caracterização de sistemas de fraturas, devido à importância das estruturas para a previsão de fluxo, recuperação e integridade de reservatórios de petróleo. Este trabalho apresenta a metodologia desenvolvida e os resultados obtidos a partir da caracterização geológica e geomecânica de análogos de reservatórios carbonáticos naturalmente fraturados. A metodologia proposta se baseia na abordagem de diferentes técnicas: aplicação do método de scanline para a caracterização das fraturas naturais; obtenção de dados de resistência elástica com uso do Schimdt Hammer; análise da organização espacial das fraturas; descrição petrográfica; caracterização petrofísica; e construção de modelos geológicos conceituais. Este trabalho foi desenvolvido em rochas carbonáticas (Formação Crato) e evaporíticas (Formação Ipubi) que afloram na Bacia do Araripe. Estas formações foram classificadas respectivamente como análogos de reservatório fraturado e rocha selante. O produto desta pesquisa foi aplicado na construção de modelos geomecânicos estáticos, com base no método de elementos finitos, com o objetivo de produzir simulações numéricas para reservatórios naturalmente fraturados. As principais estruturas identificadas nos calcários laminados da Formação Crato foram as fraturas de cisalhamento sin-sedimentares e, juntas e veios. Na Formação Ipubi as estruturas que ocorrem com maior frequência sãos veios verticais, preenchidos por gipsita e argilas. As fraturas extensionais dos calcários laminados ocorrem preferencialmente em duas direções: set 1 - NW-SE; e set 2 - NE-SW. O set 2 possui maior número de clusters de fraturas e maior strain. Os calcários laminados apresentam porosidade intrapartícula com média de 11% e permeabilidade muito baixa ~0,1 mD o que permitiram classificá-los como um análogo de reservatório não-convencional. A metodologia desenvolvida nesta pesquisa, envolvendo a caracterização integrada de parâmentros geológicos, petrofísicos e geomecânicos de análogos de reservatório carbonático naturalmente fraturado e uma unidade evaporítica capeadora, proporcionou a construção de simulações numéricas (hidromecânica) mais realistas. The exploitation of hydrocarbons from naturally fractured reservoirs has drawn considerable attention from the fracture characterization research community and industry due to the importance of fractures in the prediction of fluid flow, recovery and reservoir integrity. In this research, we undertake multiscale surveys: application of the technique scanline; using the Schmidt Hammer; analyze the spatial distribution of natural fractures; make petrographic descriptions; petrophysics; and construct a geological model. The results of this work were applied to the geomechanical static models based on a finite element method, which aims to numerically simulate naturally fractured reservoirs. The study was conducted on two geological formations: Crato (laminated limestone) and Ipubi (evaporites), from the Araripe Basin, NE Brazil. In our model, the Crato Formation was considered as a reservoir analogue and Ipubi Formation as a seal. The main structures identified in the Crato Formation were opening-mode fractures (joints and veins) and syn-sedimentary shear fractures. The main fracture set observed in the Ipubi Formation was classified as vertical veins (filled by gypsum and clay). The opening-mode fractures of the Crato Formation strike in two main directions, NW-SE (set 1) and NE-SW (set 2), and are filled by calcite. Fractures of set 2 have a bigger strain and are more likely to be clustered than are the fractures of set 1 (NW-SE). It was also observed that the laminated limestones exhibits petrophysical characteristics (low average porosity of 11% and permeability ~ 0.1 mD) allowing us to classify them as unconventional reservoir analogue. The methodology developed in this research involving an intregrated characterization of geological, petrophysical, and geomechanical data have been used to populate computational models that consider the widespread fracture system in the numerical simulation of naturally fractured carbonate reservoirs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A região de estudo fica localizada entre as cidades de Mossoró, no Rio Grande do Norte e Limoeiro do Norte, no Ceará. Geologicamente a Chapada do Apodi está inserida na Plataforma Aracati e abrange o Grupo Apodi. O sistema aquífero Apodi é composto do topo para a base, pelo aquífero livre cársticofissural Jandaíra, pelo aquitard Quebradas e o aquífero semi-confinado Açu. O levantamento geológico-estrutural determinou à evolução tectono-estrutural no cenário hidrogeológico regional, em especial quanto ao desenvolvimento das feições cársticas da Formação Jandaíra. Fraturas de extensão, com direção NW-SE e NE-SW, são as principais estruturas que governam a recarga do aquífero Jandaíra e a formação das cavernas, sumidouros e dolinas. Feições estruturais observadas ao longo da cuesta oeste da Chapada do Apodi envolvem falhas distensionais de direção NNW, com mergulhos de alto ângulo. Estudos gravimétricos determinaram a distribuição espacial do sistema aquífero Apodi, estimando os pacotes sedimentares para avaliação das reservas disponíveis de água subterrânea. A integração da modelagem gravimétrica 2D e 3D apresentou o contorno superior do embasamento com mergulho suave no sentido norte e nordeste. A profundidade máxima de 930 m foi atingida no depocentro de Baraúna, mostrando tendência distensiva e de afinamento crustal. A região leste e oeste da área ficaram caracterizadas pelo controle de falhas normais e o conseqüente desenvolvimento de horsts e grabens formando janelas de sedimentação com até 730 m de profundidade. A porção sul é marcada por forte anomalia gravimétrica positiva de direção E-W, explicada pela ocorrência de rochas vulcânicas, possivelmente associadas ao evento magmático Rio Ceará Mirim. A eletrorresistividade determinou a compartimentação estrutural da Chapada do Apodi, em quatro patameres: Alto de Lagoinha (cotas variando entre -330 e -200 metros), Plataforma de Baraúna (cotas variando de -400 a - 550 metros), Baixo da MAISA (cotas atingem -700 metros) e Graben de Boa Vista (cotas atingem - 900 metros), esses blocos estão condicionados pelo sistema de falhamento de Tiradentes, Falha da MAISA e Juremal. Com os dados obtidos neste trabalho foi visto que a compartimentação tectônica da Chapada do Apodi é controlada por falhas extensionais associadas ao embasamento, formando depressões que são de fundamental importância para acúmulo de água subterrânea

PETROBRAS O presente trabalho investiga os processos de formação e compartimentação das zonas de falhas e silicificação hidrotermal na Bacia Rio do Peixe, Brasil, observando o impacto destes processos sobre as rochas siliciclásticas hospedeiras. Para isto, mapeamos 6 afloramentos com o auxílio de veículo aéreo não-tripulado (VANT), realizamos medições e análises de campo, coletas de amostras e etapas em laboratório, como descrição petrográfica em escala micro, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difratometria de Raios X (DRX) e análises de inclusões fluidas. Observamos que as zonas de falha possuem um núcleo com alto grau de catáclase, reduzindo drasticamente o tamanho dos grãos e as porosidades primária ou secundária. Vizinho ao núcleo, a zona de dano é caraterizada por bandas de deformação únicas ou em clusters, onde o conteúdo de argilominerais varia. As zonas de falhas de borda da bacia apresentam faixas de silicificação de até 250 m de espessura. Ao longo destas, a silicificação varia em intensidade e pode se manifestar de forma estática ou dinâmica. Nestas faixas são encontradas bandas de deformação, brechas hidráulicas próximas ao plano de falha principal e rochas do embasamento silicificadas com veios de quartzo. Dentro dos poros, primários ou secundários, há ocorrências de minerais neoformados como caulinita, calcedônia, apatita e barita, resultantes da interação entre o fluido hidrotermal aquecido e o arcabouço pré-existente. A silicificação está associada a ascensões de fluidos hidrotermais ao longo das falhas mais profundas, variando em condições de temperatura entre 89°C e 240°C e pressão de 30 -80 Mpa. A partir dos resultados obtidos, concluímos que a composição do arcabouço e a mineralogia das argilas não varia ao longo da zona de falha, apesar do conteúdo de argilominerais ser sistematicamente menor nas rochas mais deformadas. Elas possuem origem intempérica, não relacionada à atividade das falhas. Em contrapartida, a silicificação das falhas de borda está inteiramente ligada à dinâmica das falhas, pois sofrem reativação a partir da ascensão de fluidos hidrotermais formados a altas pressões e temperaturas. Logo, os processos de catáclase e silicificação hidrotermal possuem implicações diretas em reservatórios de água e hidrocarbonetos The present work investigates the formation and compartmentalization processes of the fault zones and hydrothermal silicification in the Rio do Peixe Basin, Brazil, observing these processes' impact on the host siliciclastic rocks. For this, we mapped six outcrops with the aid of unmanned aerial vehicle (UAV), structural mapping, petrography, scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy dispersive energy (SDE), X-ray diffractometry (XRD), and fluid inclusion analyses. We observed that the fault zones have a core with a high degree of cataclase, reducing the size of the grains, primary and secondary porosity. Next to the core, a damage zone is characterized by single deformation bands or clusters, where the content of clay minerals vary significantly. The borders fault zones have silicification bands up to 250 m thick. Throughout these bands, silicification varies in intensity and can show a static or dynamic pattern. Deformation bands, hydraulic gaps close to the main fault plane, and silicified basement rocks with quartz veins are found in these places. Within the primary and secondary pores, there are occurrences of newly formed minerals such as kaolinite, chalcedony, apatite, and barite, resulting from the interaction between the hydrothermal fluid and the host rock. Silicification is associated with ascents of hydrothermal fluids along the deepest faults, varying in temperature conditions between 89 ° C and 240 ° C and 30-80 Mpa pressure. From the results obtained, we conclude that the composition of the framework and the clays' mineralogy do not vary along the fault zone, despite the content of clay minerals being systematically lower in the most deformed rocks. They have a weathering origin, unrelated to the fault activity. On the other hand, the silicification of the border faults is linked to the fault dynamics, because they suffer reactivation from the rise of hydrothermal fluids formed at high pressures and temperatures. Therefore, the cataclase and the hydrothermal silicification processes have important implications for aquifers and hydrocarbon reservoirs

A modelagem física é uma ferramenta que vem sendo largamente aplicada em vários campos da geologia, em particular a geologia estrutural enfocando a tectônica de bacias sedimentares e a formação de cadeias de montanhas e seus processos associados. Nesse trabalho, a modelagem física analógica foi empregada para investigar a influência da reologia na nucleação e evolução de estruturas secundárias associadas à tectônica transcorrente. Os modelos experimentais foram executados em aparato do tipo caixa de areia e foram monitorados por fotografias convencionais, Laser Scanner (LS) e Particle Image Velocimetry (PIV). Este último possibilitou a análise da distribuição da deformação dentro da zona de dano, a nucleação das estruturas, suas relações cronológicas relativas e sua influência na evolução topográfica da região afetada pela deformação. Os experimentos simularam o desenvolvimento de estruturas secundárias nucleadas durante uma deformação progressiva em uma zona de cisalhamento dextral. Os modelos foram executados com materiais analógicos granulares de comportamento reológico distinto tais como areia quartzosa, argila seca, pó de gesso e uma mistura de areia e pó de gesso. As propriedades físicas desses materiais foram caracterizadas com o Ring Shear Tester (RST). Durante a evolução deformacional dos experimentos, fraturas secundárias (R, R', P, Y), bacia pullapart, flores positivas e negativas (sítios transpressivos e transtrativos, respectivamente) e rotação de blocos foram analisadas qualitativamente. Os resultados da pesquisa mostraram que modelos compostos por diferentes sequências pretectônicas sem contrastes reológicos (um único tipo de material) exibem um arcabouço estrutural geométrica e evolutivamente diversificado, dependendo do tipo de material utilizado. Os experimentos com estratificação reológica (sequências pretectônicas contendo diferentes tipos de materiais) exibem arquitetura estrutural distinta dos modelos reologicamente homogêneos. Esses resultados comprovam que a reologia desempenha um papel fundamental no arranjo de falhas secundárias e sua cronologia relativa durante a tectônica transcorrente. Os dados dessa análise experimental corroboram com estruturas (fraturas de Riedel, bacia pull-apart e rotação de blocos) de exemplos naturais existentes na literatura. Physical modeling is a tool that has been widely applied in several fields of geology, in particular, structural geology focusing on the tectonics of sedimentary basins and mountain ranges formation, and their associated processes. In this research, analogical physical modeling was used to investigate the influence of rheology on the nucleation and evolution of secondary structures associated with transcurrent tectonics. The experimental models performed in a sandbox apparatus were monitored by conventional photographs, Laser Scanner (LS) and Particle Image Velocimetry (PIV). This latest enabled the analysis of the strain distribution within the damage zone, the structures nucleation, their relative chronological relationships and their influence on the topographic evolution of the deformed area. The experiments simulated the development of secondary structures nucleated during a progressive deformation in a dextral shear zone. The models were executed with granular analog materials of different rheological behaviors, such as quartz sand, dry clay, plaster powder and a mixture of sand and plaster powder. The physical properties of these materials were characterized by Ring Shear Tester (RST). Along with the deformational evolution of the experiments, secondary fractures (R, R’, P, Y), pullapart basin, positive and negative flowers (transpression and transtension zones, respectively) and block rotation were analyzed qualitatively. Models constituted of different pre-tectonic sequences without rheological contrasts (a single type of granular material) displayed a geometrical and evolutional diversified structural framework conditioning to the used material. Experiments with rheological stratification (pre-tectonic sequences with different granular materials) displayed a structural architecture distinct from rheological homogeneous models. Our results confirm that rheology has a significant role in the arrangement of secondary faults and their relative chronology during the transcurrent tectonics. These experimental analyses corroborate with structures (Riedel fractures, pullapart basin, and block rotation) of natural examples available in the literature.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-29T22:59:56Z No. of bitstreams: 1 DANIEL HENRIQUE SILVA DE SOUZA – TESE (PPGEPM) 2018.pdf: 6159458 bytes, checksum: 8e4c70574dd865ffa673125938b4f268 (MD5) Made available in DSpace on 2018-08-29T22:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIEL HENRIQUE SILVA DE SOUZA – TESE (PPGEPM) 2018.pdf: 6159458 bytes, checksum: 8e4c70574dd865ffa673125938b4f268 (MD5) Previous issue date: 2018-03-16 Capes Bandas de deformação são estruturas geradas por deformação localizada e possuem a capacidade de alterar a porosidade e permeabilidade das rochas sedimentares. As bandas de deformação podem ocorrer na forma individual (singles) ou como nucleação de bandas (clusters). A gênese das bandas de deformação pode estar associada à formação, crescimento e coalescência de estruturas denominadas de “microcracks”. Estas estruturas são geradas e crescem aproximadamente paralelas ao eixo de máxima compressão (σ1). O objetivo principal deste trabalho foi gerar um modelo evolutivo das estruturas rúpteis do “Afloramento 1”, que está relacionado aos arenitos conglomeráticos da Formação Antenor Navarro, baseado no desenvolvimento e coalescência dos microcracks e predizer os locais de nucleação de bandas. A metodologia consiste na análise, mapeamento e coleta de dados de planos e linhas das estruturas rúpteis do afloramento em questão, e no cálculo dos paleotensores que atuaram na sua gênese. Este cálculo foi executado com o auxílio do programa TectonicsFP, que se utiliza dos dados de planos e linhas para fornecer os paleotensores relacionados à formação de tais estruturas. A análise estrutural em afloramento resultou na identificação de dois sistemas de estruturas rúpteis, um E-W e outro NE-SW. Estes sistemas possuem padrões de linkagem entre si, e permitiu inferir que um único conjunto de paleotensores atuou na gênese de ambos. A configuração geométrica do afloramento, juntamente com os padrões de linkagem entre os sistemas de bandas de deformação, se assemelha ao processo de linkagem de microcracks. Pesquisas anteriores, sobre a formação de estruturas pela interação entre microcracks, foram baseadas em análises laboratoriais e microscópicas. Contudo, estudos do seu desenvolvimento em maiores escalas permanecem ausentes. A gênese dos microcracks se daria de forma paralela ao eixo de compressão máxima (σ1), e estaria relacionada à ação do “fator de intensidade de stress” (SIF) tipo I (distensivo), enquanto que a linkagem entre elas se daria pelo fator de intensidade de stress tipo II (cisalhante). Este SIF tipo II formaria uma estrutura denominada de “microcrack de linkagem” que uniria as estruturas coalescentes, no qual uma nucleação maior de bandas de deformação ocorreria no entorno do análogo do microcrack de linkagem na escala de afloramento. Por fim, a configuração geométrica atual do afloramento seria resultante do desenvolvimento fractal da gênese, crescimento e coalescência dos microcracks. Deformation bands are structures formed by localized deformation and exhibit the capacity of the porosity and permeability changes in sedimentary rocks. Therefore, it has the capacity to change the flow properties on reservoir rocks. Deformation bands may occur in the individual form (singles) and as bands nucleation (clusters). The genesis of deformation bands can be associated to formation, growth and coalescence of structures named “microcracks”. These strutures are formed and grow approximately to the maximum compression axis (σ1). The main objective of this work is create an evolutive model for the brittle structures of “Outcrop 1”, which is related to the Antenor Navarro Fomration, based in the development and coalescence of microcracks and predict the nucleation location of occurrence. The methodology consists in the analysis, mapping and data collect of planes and lines of the aimed outcrop, and compution of paleotensors that acted in its genesis. This compution was made by the utilization of the software TectonicsFP which uses the data of planes and lines to provide the paleotensors related to formation of these structures. The structural analysis in outcrop resulted in the identification of two brittle structures system, one E-W and another NE-SW. These systems own linkage patterns with each other, allowing to infer that only a set of paleotensors acted in the genesis of both of them. The geometric set of the outcrop, along with de linkage patterns between the deformation bands systems, is similar to the process of microcrack linkage. Preview researchs, about formation of structures by the interaction of microcracks, were based in laboratory and microscopy analysis. However, studies about their development in larger scales remains absents. The microcracks genesis would happen parallelly to the maximum compressive axis (σ1), and would be related to the action of “stress intensity factor” (SIF) mode I (tensile), while the linkage of microcracks would be caused by the stress intensity factor mode II (shearing). The SIF mode II would create a structure denominated “linkage microcrack”, which would bond the coalescente structures, which a larger nucleation of deformation bands would occur in the analogous surroundings of linkage microcrack in the outcrop scale. Ultimately, the current geometric configuration of the outcrop would be a fractal resultant of development of genesis, growth and coalescence of microcracks.

CNPq O presente estudo investigou as características e a origem dos estilólitos verticais de pequenas dimensões, que ocorrem nos calcários laminados da Formação Crato, Bacia do Araripe. Esta pesquisa foi motivada pela importância deste tipo de feição para a caracterização de reservatórios de hidrocarbonetos, e pelo fato de que os laminitos da Formação Crato representam um exemplo análogo à fácies de reservatórios do intervalo pré-sal. A abordagem do tema se baseou no estudo detalhado de campo, incluindo a investigação da distribuição estratigráfica das estruturas, e aspectos morfológicos de centenas de ocorrências. Foi aplicada a técnica de scanline linear, para avaliar os padrões de distribuição (frequência, clusterização). Também foram levantados perfis de resistência mecânica in situ com esclerômetro. Análise petrográfica foi conduzida para definir as características microscópicas e processos diagenéticos (luz transmitida, catodoluminescência e MEV). Os estilólitos apresentam uma combinação de três padrões: retangular, com picos e ondulado, e estão distribuídos em duas famílias principais: set 1 com trend NE-SW com espaçamento clusterizado, e set 2 com trend NW-SE, e espaçamento sem clusterização. A relação temporal dos estilólitos e outras estruturas sin e pós-deposicionais indicam que estes se formaram durante o início da meso-diagênese, quando o soterramento alcançou centenas de metros. Os estilólitos são posteriores a formação das estruturas produzidas por sismicidade e anteriores a formação de estruturas rúpteis como os veios de calcita e gipsita. Os estilólitos são mais frequentes em camadas que apresentam maior resistência mecânica, e menor permeabilidade. As evidências sugerem que sua origem se deveu ao aumento de pressão hidrostática localizado em determinados níveis do calcário laminado, controlados pela presença de heterogeneidades, baixa permeabilidade da rocha e a formação de selo competente sobre os calcários. This study aimed the characteristics and origin of small vertical stylolites that occur in the laminated limestones of the Crato Formation, Araripe Basin. The study was motivated by the fact that stylolites represents important features for the characterization of hydrocarbon reservoirs, and the Crato laminites represent an analogue for reservoir facies of the Pre-salt interval. The study was based in a detailed investigation of outcrops, including the stratigraphic distribution of the structures, and morphological aspects of hundreds of occurrences. The linear scanline technique was applied to evaluate the distribution patterns of the stylolites (frequency, clustering). The investigation also included the acquisition of in situ mechanical strength measures through the use of sclerometer (Shmidt Hammer). Petrographic analyses were performed to define microscopic characteristics and digenetic processes (transmitted light, cathodoluminescence and MEV). The stylolites show a combination of three patterns: rectangular, peaks and wavy, and they occur distributed in two main families: set 1 trending NE-SW, that shows clusterization, and, set 2 trending SE-NW, with no clusterization. The relationship of stylolites with other depositional and post-depositional features showed that they formed during the beginning of the meso-diagenesis, when the burial reached a few hundreds of meters. Styloliets formed after the structures induced by seismic activities (seismites), and before the brittle structures - vertical and horizontal veins filled with calcite and gypsum. Stylolites are more frequent in beds that present higher mechanical strength and low permeability. Evidences suggest that the origin of stylolites is related to the creation of local increase of hydrostatic pressure in some laminites levels, controlled by the presence of heterogeneities, the low permeability of the rock, and the formation of a competent seal over the laminites bed.

Submitted by Jesiel Ferreira Gomes (jesielgomes@ufcg.edu.br) on 2018-04-17T20:50:16Z No. of bitstreams: 1 CAYO CÉSAR CORTEZ PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 8158516 bytes, checksum: db5e0ee4565586d1704ae50ddc242d41 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-17T20:50:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAYO CÉSAR CORTEZ PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 8158516 bytes, checksum: db5e0ee4565586d1704ae50ddc242d41 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 Bandas de deformação são estruturas rúpteis que ocorrem em arenitos porosos e podem alterar as propriedades físicas, comportamento mecânico e hidráulico das rochas, resultando na compartimentação de reservatórios. O objetivo deste trabalho foi compreender a variação das propriedades de Resistência à Compressão Uniaxial (UCS), porosidade, Razão de Poisson, Módulos de Young e incompressibilidade nos diferentes elementos arquiteturais da zona de falha: protólito não deformado, zona de dano e núcleo da falha. Para isso realizamos perfis para medição de parâmetros estruturais e geomecânicos com auxílio do esclerômetro (Schmidt Hammer), análises laboratoriais de porosidade, tanto por meio digital em seção delgada como por permoporosímetro a gás, cálculos dos módulos de Young, incompressibilidade e Razão de Poisson. Os resultados indicam que no afloramento correspondente ao núcleo da falha os valores de UCS foram até três vezes maiores que aqueles na zona de dano e quatro vezes maiores que a zona não deformada. A porosidade apresenta decréscimo médio de 10% na zona de dano e até 75% no núcleo da falha. A porosidade estimada por medições em permoporosímetro a gás, módulos de Young, incompressibilidade e Razão de Poisson foram calculados no núcleo da falha. Nesse elemento arquitetural as zonas com bandas possuem resistência até duas vezes maior que a zona sem banda, com efeito no módulo de Young e no módulo de incompressibilidade, porém ambas com deformação ocorrida em caráter rúptil, evidenciado pelo atributo Razão de Poisson. Concluímos assim que bandas de deformação afetam diretamente as propriedades físicas de arenito em diferentes níveis de intensidade. A ocorrência de tais heterogeneidades podem ter impactos importantes na produção já que impõe anisotropias aos reservatórios. Deformation bands are brittle structures that occur in porous sandstones and may change the physical properties, geomechanical and hydraulic behavior of the rock, leading to the compartmentation of reservoirs. The objective of this research was to understand the variation of the properties of uniaxial compressive strength (UCS), porosity, Poisson’s ratio, Young’s and incompressibility’s modulus in different architectural elements of fault zone: protolith, damage zone and fault core. For this we extracted profiles for the measurement of structural and geomechanics with aid of Schmidt hammer, laboratorial analysis of porosity, both thin section digital means and by gas permoporosimeter, and Young’s, incompressibility and Poisson’s ratio calculations. The results indicate that in outcroup corresponding to the nucleus of fault the UCS values were up to three times higher than those in the damage zone and four times higher than the protolith. The porosity shows an average decrease of 10% in the damage zone and up to 75% in the fault core. Porosity by gas, Young’s and incompressibility modulus and Poisson’s ratios was calculated in core fault. In this architectural element with bands have resistance up to twice times than zone without bands, marked in the Young’s mo dulus as well as the incompressibility’s modulus, however both with deformation occurring in a brittle character, evidenced by Poisson’s ratio. We conclude that deformation bands directly affect the physics properties of sandstones in different levels of intensity. The occurrence of such heterogeneities may have important impacts on the production since it imposes anisotropies to the reservoirs.

Submitted by Jesiel Ferreira Gomes (jesielgomes@ufcg.edu.br) on 2018-04-19T18:12:18Z No. of bitstreams: 1 MATHEUS AMADOR NICCHIO – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 3849783 bytes, checksum: 788d0c6e30dc2784af843fcbd619289a (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-19T18:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MATHEUS AMADOR NICCHIO – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 3849783 bytes, checksum: 788d0c6e30dc2784af843fcbd619289a (MD5) Previous issue date: 2017-02 Neste trabalho nós identificamos a origem de argilominerais e a evolução microestrutural de bandas de deformação filossilicáticas em rochas porosas ausentes de matriz, de composição arcoseana lítica, de baixo grau de litificação. Adicionalmente, estimamos a influência nas propriedades petrofísicas exercidas pelos diferentes estágios evolutivos da deformação e as comparamos com rocha não deformada e em bandas de deformação com clay smearing. Nós estudamos bandas de deformação presentes em zonas de dano de clusters bem desenvolvidos em afloramento fortemente deformado por falhas transtensivas de direções principais NE-SW e NW-SE. A identificação da composição do material de preenchimento de bandas de deformação foi realizada através da análise química pontual. Os processos deformacionais foram identificados através de análise microestrutural, utilizando como critério de identificação o tipo de banda e o teor de argilominerais presentes no núcleo da deformação. Os estágios evolutivos das estruturas foram identificados através da análise dos padrões microestruturais tais como foliação S-C e feições sigmoidais em zonas ricas em argila. As análises petrofísicas foram realizadas através de medições laboratoriais em plugues de rochas. As análises químicas realizadas no núcleo das bandas de deformação e nos minerais do arcabouço indicaram a adição de óxidos de ferro como único componente distinto dos encontrados no arcabouço original da rocha, indicando a autigênese de argilominerais,com percolação de fluidos aquosos em ambiente oxidante. As características microestruturais indicaram a presença de mais de um estágio evolutivo, iniciando-se pelo processo de catáclase. A continuação do cisalhamento e a autigênese de argilominerais no núcleo da banda ocasionaram em estiramento de zonas mais concentradas em argilominerais, chegando a um estágio final, onde ocorre a presença de foliação do tipo S-C marcada pela orientação de argilominerais autigênicos. As análises petrofísicas indicaram redução de até 2 ordens de grandeza na permeabilidade em amostras com bandas de deformação filossilicaticas autigênicas em comparação à rocha não deformada, não havendo mudanças significativas em diferentes estágios evolutivos após a formação de argilominerais. Já bandas de deformação com clay smearing apresentaram redução de cerca de 3 ordens de grandeza, apresentando um potencial selante superior ao das bandas filossilicáticas por autigênese. In this work we describe the genetic processes and the microstructural evolution of phyllosilicate deformation bands developed in poorly lithified, high porosity lithic arkosean rocks with no clay matrix. Additionally, we estimate the influence on the petrophysical properties exerted by the different evolutionary stages of the deformation and compare them with non-deformed rock and deformation bands with clay smearing. We studied deformation bands present in damage zones of well developed clusters in strongly deformed outcrop, affected by transtensive faults of the main NE-SW and NW-SE directions. The deformation bands filling material were identified by punctual chemical analysis. The deformation processes were identified through microstructural analysis, using as identification criterion the type of deformation band and the clay minerals content in deformation band nucleous. The evolutionary stages of the structures were identified through analysis of microstructural patterns such as S-C foliation and sigmoidal features in clay-rich areas. The petrophysical analyzes were performed through laboratory measurements on rock plugs. Chemical analyzes were carried out in the core of the deformation bands and the minerals of the framework indicated the addition of iron oxides as the only component distinct from those found in the original rock structure, indicating clay authigenesis, with percolation of aqueous fluids in an oxidizing environment. The microstructural characteristics indicated the presence of more than one evolutionary stage, beginning with cataclasis. The continuation of shear and the clay minerals authigenesis in the deformation band nucleus resulted in stretching of areas with high clay concentration, reaching a final stage, where S-C type foliation marked by the orientation of autigenic clays occurs. The petrophysical analysis indicated reduction of up to 2 orders of magnitude in the permeability in samples with autigenic phyllosilicate deformation bands in comparison to the non-deformed rock, showing no significant changes in different evolutionary stages after the formation of clay minerals. Deformation bands with clay smearing presented a reduction of about 3 orders of magnitude, presenting a sealant potential superior to that of the phyllosilicate deformation bands by authigenesis.