Construction and evaluation of synthetic carbonate plugs.

• Main Author: Jhonatan Jair Arismendi Florez
• Other Authors: Jean Vicente Ferrari
• Language: English
• Published: Universidade de São Paulo 2018
• Subjects: Carbonatos; Consolidação; Molhabilidade; Petrofisica; Petróleo; Plugues; Propriedades físicas das rochas; Sinteticos; Carbonate; Consolidation; Petroleum; Petrophysics; Plugs; Synthetic; Wettability
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-22032019-111757/

Many of Brazil\'s pre-salt basins are located in ultra-deep waters, and the high heterogeneities of its offshore carbonate reservoirs make the extraction of representative rock samples difficult, risky and expensive. Synthetic plugs are required to understand oilfield properties and the behavior of oil in reservoirs where natural plugs cannot be extracted. Specifically, in cases where it is necessary to reproduce representative mineralogical and petrophysical characteristics from carbonates reservoir, it is evident that there are a lack of publications focusing on synthetic plug construction. In this work, the construction of synthetic plugs is studied, using a combination of published methodologies to achieve an alternative construction of synthetic carbonate plugs for laboratory scale studies. The obtained plugs used a procedure based on disintegrated rock matrices with known particle sizes and particle size ratio, uniaxial compaction with controlled load force and velocity, CaCO3 solubility control by changing temperature and pH and bonding material. Consolidation, wettability and petrophysical properties of the synthetic plugs were evaluated to characterize them. Generally, it was observed that the porosity and permeability features of the synthetic plugs were within the range of carbonate reservoirs. However, without reproducing a heterogeneous pore structure normally present in natural samples. On the other hand, wettability properties of the resulted synthetic plugs were similar to the natural carbonate plugs. Further studies are necessary to obtain more similar chemical and petrophysical properties to the natural samples. === A localização em águas ultra profundas das reservas petrolíferas do pré-sal brasileiro e a alta heterogeneidade dos seus reservatórios carbonáticos dificultam a aquisição de uma amostra de rocha representativa, além de ser uma operação de risco e de alto dispêndio. Plugues sintéticos são utilizados para compreensão das propriedades dos campos petrolíferos e para avaliação do comportamento dos hidrocarbonetos em reservatórios onde plugues reais não podem ser adquiridos. Especificamente, nos casos onde são necessários reproduzir características representativas mineralógicas e petrofísicas dos reservatórios carbonáticos, sendo notório a falta de publicações voltada para construção de plugues sintéticos. No presente trabalho, estudou-se a construção de plugues sintéticos empregando metodologias já difundidas, visando a construção de plugues carbonáticos sintéticos para utilização em escala laboratorial. Os plugues obtidos foram construídos utilizando matrizes de rochas desintegradas com tamanhos e proporções de partículas conhecidos, compactação uniaxial com força e velocidades controladas e controle de solubilidade de CaCO3, variando apenas temperatura, pH e proporções de material cimentante. Foram avaliadas as propriedades petrofísicas, a molhabilidade e a consolidação dos plugues sintéticos para posterior caracterização dos mesmos. Comumente, observou-se que os valores de porosidade e permeabilidade dos plugues sintéticos se encontravam dentro do intervalo de valores obtidos em reservatórios carbonáticos reais. No entanto, não reproduziram a estrutura heterogênea dos poros, normalmente presente em amostras de rochas naturais. Em contrapartida, as propriedades de molhabilidade dos plugues sintéticos se apresentaram análogas aos plugues de rochas carbonáticas naturais. Estudos complementares são necessários para obtenção de propriedades químicas e petrofísicas mais próximas das amostras reais.