Orientadores: Chang Hung Kiang, Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias

Resumo: O campo de tensões atuante pode condicionar significativamente o fator de recuperação na explotação de reservatórios de hidrocarbonetos naturalmente fraturados. Mesmo para reservatórios aparentemente não fraturados, a determinação das tensões in situ pode ser importante em projetos de...

Resumo: O campo de tensões atuante pode condicionar significativamente o fator de recuperação na explotação de reservatórios de hidrocarbonetos naturalmente fraturados. Mesmo para reservatórios aparentemente não fraturados, a determinação das tensões in situ pode ser importante em projetos de recuperação avançada, como no caso de poços horizontais ou de estimulação através de fraturamento hidráulico. O objetivo principal deste projeto foi a avaliação metodológica de algumas ferramentas que podem ser úteis na antecipação de informações sobre o estado de tensões em reservatórios. Para este estudo foi selecionado um reservatório carbonático do Albiano da Bacia de Campos, que além de possuir um acervo de dados adequado, apresenta evidências de fraturamento em testemunhos. Na primeira etapa do trabalho, os principais modelos de estados de tensões em margens passivas, citados na literatura, foram analisados para a situação da Bacia de Campos. Foi proposto para o reservatório Albiano um regime de distensão generalizada, associada ao des1izamento divergente dos evaporitos aptianos, desacoplado do campo de tensões atuante na seção pré-rift. Esta suposição foi analisada, através de dois tipos de modelamento mecânico: simulação elástica linear baseada no método de elementos finitos e análise de curvatura do topo do reservatório. Os resultados da simulação elástica reforçaram a hipótese de deslizamento divergente e evidenciaram perturbações do campo de tensões junto às falhas que delimitam a área. A análise de curvatura revelou a presença de zonas preferenciais para a atuação de tensões flexurais ao longo dos principais falhamentos. Na última etapa do trabalho, o modelo proposto para o estado de tensões foi validado através de análise de breakouts. Os resultados obtidos indicaram um forte controle do campo de tensões nas imediações da falha lístrica antitética que delimita o reservatório. Além disso, a tensão horizontal máxima (S_ é subparalela à direção da falha, de acordo com as previsões dos modelos numéricos. Outra observação importante foi a bimodalidade das direções de SH, com orientações segundo WNW na seção pré-aptiana, e segundo NNW a NE no reservatório albiano. Esta bimodalidade constitui um forte argumento em favor do desacoplamento de tensões. Apesar das simplificações impostas na modelagem numérica, os resultados obtidos permitiram o estabelecimento de um modelo coerente para o estado de tensões no reservatório estudado. Este objetivo foi atingido com um acervo de dados relativamente modesto, disponível desde o início do desenvolvimento do campo

Abstract: In situ stresses eonstrain the reeovery faetor of hydrocarbon in naturally fraetured reservoirs. Even for reservoirs that are apparent1y not fraetured, knowledge of in situ stresses plays important role in Enhanced Oil Recovery projects, partieularly those involving horizontal wells and...

Abstract: In situ stresses eonstrain the reeovery faetor of hydrocarbon in naturally fraetured reservoirs. Even for reservoirs that are apparent1y not fraetured, knowledge of in situ stresses plays important role in Enhanced Oil Recovery projects, partieularly those involving horizontal wells and hydraulie fraeturing. The main goal of this thesis was to evaluate potential methods to prediet state of stress in hydrocarbon reservoirs. For this pwpose, an Albian carbonate reservoir, from Campos Basin, has been selected. A tectonie model of generalized extension, as a result of divergent gliding of Aptian evaporites, produeing a stress field that is uncoupled from that of the underlying rift section, has been proposed based on available data set collected from literature and unpublished reports. Two numerical models linear elastic simulation using Finite Element Method and curvature analysis of structural contour of the reservoir were applied to the reservoir and the results turned out to be in very good agreement with the proposed model. Elastic simulation validated the divergent gliding assumption as well as indicating stress field perturbation next to the listric faults. Curvature analysis shows preferential zones of flexural stresses along the delimiting faults. Breakout analysis was performed in four wells. It showed a strong control of breakout orientation (SBN-S) next to the border fault, which is oriented NNE. Another noteworthy feature was the bimodal character of the SH directions. In the pre-Aptian rift section SH is oriented WNW, whereas in the overlying post-rift Albian sequence SH falls in the range of NNW to NE, therefore rotated almost 90°. This bimodal character is a strong argument for the uncoupling assumption. In spite of the simplifications imposed on the numerical models the resuIts allowed to define a coherent model for the state of stress in the reservoir