Análise computacional de imagens de lâminas delgadas na predição dos parâmetros hidráulicos porosidade e condutividade hidráulica do aquífero Barreiras-RN

The understanding of the occurrence and flow of groundwater in the subsurface is of fundamental importance in the exploitation of water, just like knowledge of all associated hydrogeological context. These factors are primarily controlled by geometry of a certain pore system, given the nature of sedimentary aquifers. Thus, the microstructural characterization, as the interconnectivity of the system, it is essential to know the macro properties porosity and permeability of reservoir rock, in which can be done on a statistical characterization by twodimensional analysis. The latter is being held on a computing platform, using image thin sections of reservoir rock, allowing the prediction of the properties effective porosity and hydraulic conductivity. For Barreiras Aquifer to obtain such parameters derived primarily from the interpretation of tests of aquifers, a practice that usually involves a fairly complex logistics in terms of equipment and personnel required in addition to high cost of operation. Thus, the analysis and digital image processing is presented as an alternative tool for the characterization of hydraulic parameters, showing up as a practical and inexpensive method. This methodology is based on a flowchart work involving sampling, preparation of thin sections and their respective images, segmentation and geometric characterization, three-dimensional reconstruction and flow simulation. In this research, computational image analysis of thin sections of rocks has shown that aquifer storage coefficients ranging from 0,035 to 0,12 with an average of 0,076, while its hydrogeological substrate (associated with the top of the carbonate sequence outcropping not region) presents effective porosities of the order of 2%. For the transport regime, it is evidenced that the methodology presents results below of those found in the bibliographic data relating to hydraulic conductivity, mean values of 1,04 x10-6 m/s, with fluctuations between 2,94 x10-6 m/s and 3,61x10-8 m/s, probably due to the larger scale study and the heterogeneity of the medium studied.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

O entendimento da ocorrência e fluxo de águas subterrâneas em subsuperfície é de fundamental importância na explotação de águas, assim como o conhecimento de toda contextualização hidrogeológica associada. Estes fatores são controlados essencialmente pela geometria de um determinado sistema poroso, considerando-se aquíferos de natureza sedimentar. Desta forma, a caracterização microestrutural, assim como a interconectividade do sistema, é imprescindível para o conhecimento das propriedades macros da porosidade e permeabilidade de rochas reservatório, nas quais podem ser feitas sobre uma caracterização estatística através da análise bidimensional. Esta última está sendo realizada em uma plataforma computacional, utilizando-se imagem de lâminas delgadas da rocha reservatório, possibilitando a predição das propriedades porosidade eficaz e condutividade hidráulica. Para o Aquífero Barreiras, a obtenção de tais parâmetros decorre essencialmente da interpretação de testes de aquíferos, prática que normalmente envolve uma logística bastante complexa em termos de equipamentos e pessoal requeridos, além de elevado custo de operação. Desta forma, a análise e processamento digital de imagem apresenta-se como uma ferramenta alternativa para a caracterização de parâmetros hidráulicos, mostrando-se como um método prático e pouco dispendioso. Essa metodologia está fundamentada em um fluxograma de trabalho envolvendo amostragem, elaboração de lâminas delgadas e suas respectivas imagens, segmentação e caracterização geométrica, reconstrução tridimensional e simulação de fluxo. Na presente pesquisa, as análises computacionais de imagens de lâminas delgadas de rochas do referido aquífero tem evidenciado coeficientes de armazenamento variando de 0,035 a 0,12 com médias de 0,076, enquanto que seu substrato hidrogeológico (associado com o topo da sequência carbonática não aflorante na região) apresenta porosidades efetivas da ordem de 2%. Para o regime de transporte, é constatado que a metodologia apresenta resultados abaixo daqueles encontrados nos dados bibliográficos referentes à condutividade hidráulica, obtendo valores médios de 1,04x10-6 m/s, com flutuações entre 2,94x10-6 m/s e 3,61x10-8 m/s, provavelmente relacionado ao tamanho da escala em estudo e as heterogeneidades do meio pesquisado.