Spatangoid-produced ichnofabrics (Bateig Limestone, Miocene, Spain) and the preservation of spatangoid trace fossils

A spatangoid-produced ichnofabric is described from the Miocene Bateig Limestone, SE Spain. This ichnofabric is characterized by the dominant presence of large meniscate burrows (Bichordites) produced by irregular echinoids. This constitutes an unusual mode of occurrence for spatangoid bioturbation, as their traces are most typically preserved in bases and tops of sandstone event beds. In fact, despite their important role as burrowers in modern settings (that can be extended back to the Early Cretaceous based on their body fossil record), spatangoid trace fossils (Scolicia and Bichordites) are comparatively rare. Several factors play an important role in their preservation: mechanism of burrowing, sediment characteristics, early diagenesis and presence/absence of deep-tier burrowers. Spatangoid-produced ichnofabrics, such as those from the Bateig Limestone, characterize depositional settings with intermittent deposition of event beds where there is an absence of deeper-tier bioturbation. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved

Seismic activity triggered by water wells in the Parana Basin, Brazil

Triggered seismicity is commonly associated with deep water reservoirs or injection wells where water is injected at high pressure into the reservoir rock. However, earth tremors related solely to the opening of groundwater wells are extremely rare. Here we present a clear case of seismicity induced by pore-pressure changes following the drilling of water wells that exploit a confined aquifer in the intracratonic Parana Basin of southeastern Brazil. Since 2004, shallow seismic activity, with magnitudes up to 2.9 and intensities V MM, has been observed near deep wells (120-200 m) that were drilled in early 2003 near the town of Bebedouro. The wells were drilled for irrigation purposes, cross a sandstone layer about 60-80 m thick and extract water from a confined aquifer in fractured zones between basalt flow layers. Seismic activity, mainly event swarms, has occurred yearly since 2004, mostly during the rainy season when the wells are not pumped. During the dry season when the wells are pumped almost continuously, the activity is very low. A seismographic network, installed in March 2005, has located more than 2000 microearthquakes. The events are less than 1 km deep (mostly within the 0.5 km thick basalt layer) and cover an area roughly 1.5 km x 5 km across. The seismicity generally starts in a small area and expands to larger distances with an equivalent hydraulic diffusivity ranging from 0.06 to 0.6 m(2)/s. Geophysical and geothermal logging of several wells in the area showed that water from the shallow sandstone aquifer enters the well at the top and usually forms waterfalls. The waterfalls flow down the sides of the wells and feed the confined, fractured aquifer in the basalt layer at the bottom. Two seismic areas are observed: the main area surrounds several wells that are pumped continuously during the dry season, and a second area near another well (about 10 km from the first area) that is not used for irrigation and not pumped regularly. The main area displays cyclic annual activity, but the second area does not. We explain the earthquake swarms as being triggered by pore pressure diffusion in the fractured basalt layer due to additional pressure from the newly connected surface aquifer. This reaches critically prestressed areas up to a few kilometers away from the wells. During periods of continuous pumping, the reduction of pore pressure in the confined aquifer stops the seismic activity. Our study suggests that this kind of activity may be more common than previously thought and implies that many other cases of small tremors associated with the drilling of water wells may have gone unnoticed.

Spectral analysis and modeling of microcyclostratigraphy in late Paleozoic glaciogenic rhythmites, Parana Basin, Brazil

We investigate the depositional time scale of lithological couplets (fine sandstone/siltstone-siltstone/mudstone) from two distinctive outcrops of Permo-Carboniferous glacial rhythmites in the Itarare Group (Parana Basin, Brazil). Resolving the fundamental issue of time scale for these rhythmites is important in light of recent evidence for paleosecular variation measured in these sequences. Spectral analysis and tuning of high-resolution gray scale scans of sediment core microstratigraphy, which comprises pervasive laminations, reveal a comparable spectral content at both localities, with a frequency suite interpreted as that of short-term climate variability of Recent and modern times. This evidence for decadal- to centennial-scale deposition of these lithological couplets is discussed in light of the `varvic` character, i.e., annual time scale that was previously assumed for the rhythmites.

Chondrichthyans from the base of the Irati Formation (Early Permian, Parana Basin), Sao Paulo, Brazil

Three species of chondrichthyans are reported from conglomeratic sandstone at the base of the Lower Permian (Artinskian) Irati Formation (Parana Basin) near Rio Claro, Sao Paulo State, Brazil. The fossils include: 1) dispersed teeth of the petalodont ltapyrodus punctatus Silva Santos 1990, first described from the Permian (Artinskian) Pedra do Fogo Formation, Parnaiba Basin, Northeast Brazil; 2) a new species of tooth of the Order Orodontiformes; and 3) a new species of finspine of the Order Ctenacanthiformes. These fossils occur in an allochthonous assemblage of vertebrate remains including other Chondrichthyes, Xenacanthiformes and cladodonts, paleonisciform bony fish, and tetrapods. This discovery is a significant contribution to the sparse record of South American Chondrichthyes from the Early Permian and raises questions regarding the paleoenvironmental adaptations among these fish within Paleozoic basins of Brazil at this time. (C) 2010 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Identification of lift-off mechanism failure for salt drill-in drilling fluid containing polymer filter cake through adsorption/desorption studies

Drilling fluid`s contact with the productive zone of horizontal or complex wells can reduce well productivity by fluid invasion in the borehole wall. Salted drilling drill-in fluid containing polymers has often been applied in horizontal or complex petroleum wells in the poorly consolidated sandstone reservoirs of the Campos basin, Rio de Janeiro, Brazil. This fluid usually consists of natural polymers such as starch and xanthan gum, which are deposited as a filter cake on the wellbore wall during the drilling. Therefore, the identification of a lift-off mechanism failure, which can be detachment or blistering and pinholing, will enable formulation improvements. increasing the chances of success during filter cake removal in open hole operations. Likewise, knowledge of drill-in drilling fluid adsorption/desorption onto sand can help understand the filter cake-rock adhesion mechanism and consequently filter cake lift-off mechanism failures. The present study aimed to identify the lift-off failure mechanism for this type of fluid filter cake studying adsorption/desorption onto SiO(2) using solutions of natural polymers, lubricants, besides the fluid itself. Ellipsometry was employed to measure this process. The adsorption/desorption studies showed that the adsorbed layer of drilling fluid onto the walls of the rock pores is made up of clusters of polymers, linked by hydrogen bonds, which results in a force of lower cohesion compared to the electrostatic interaction between silica and polymers. Consequently, it was found that the most probable filter cake failure mechanism is rupture (blistering and pinholing), which results in the formation of ducts within the filter cake. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Automação de equipamento triaxial visando o estudo de solos tropicais cimentados

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um equipamento de ensaios triaxiais, com aquisição automática de dados e controle automático de trajetórias de tensões, e resultados de ensaios utilizando este equipamento. Medidores locais de deformaçòes axial e radial foram utilizados viabilizando a análise do comportamento de solos a baixos níveis de deformações. O equipamento foi construído com componentes já existentes e elementos de baixo custo. Um programa de controle foi desenvolvido para controlar tanto trajetórias lineares de tensões como a trajetória de deformação radial nula. O sistema foi desenvolvido visando o estudo de solos tropicais cimentados, tendo sido utilizado na execução de ensaios triaxiais em um solo residual regional de arenito - arenito Botucatu. Os resultados evidenciam a adequabilidade do sistema construído ao estudo proposto tornando possível a determinação de importantes características de comportamento deste solo.

Comportamento de fundações superficiais apoiadas em aterros estabilizados com resíduos industriais

Neste trabalho foi estudado o comportamento de fundações superficiais apoiadas em sistema de dupla camada, quando a superior é cimentada. O estudo consistiu-se de três etapas, chamadas de Etapa de Laboratório, Etapa Numérica e Etapa de Campo. Na Etapa de Laboratório foi verificada a viabilidade técnica de utilizar os resíduos industriais cinza pesada e cal de carbureto na estabilização de um solo residual de arenito botucatu. Estudou-se a reatividade da cinza pesada com a cal de carbureto, a influência da temperatura e do tempo de cura no desenvolvimento das reações pozolânicas, a influência de diferentes teores de resíduos na resistência à compressão simples, compressão diametral e durabilidade, objetivando definir uma mistura ótima e, ainda, o impacto ambiental da utilização da mistura ótima, através de ensaios de lixiviação e solubilização. Na Etapa Numérica foi estudado, através do Método dos Elementos Finitos, o comportamento de fundações superficiais apoiadas em dupla camada. O modelo utilizado para representar o comportamento do material cimentado e não-cimentado foi o elástico-plástico com critério de ruptura de Drucker-Prager e fluxo não-associado. Verificou-se, através de análise paramétrica, a influência da espessura da camada cimentada e do diâmetro da fundação, bem como a influência dos parâmetros dos materiais cimentado e não-cimentado na resposta carga x recalque de fundações superficiais. Na Etapa de Campo foram construídos aterros experimentais utilizando a mistura ótima determinada na Etapa de Laboratório e, sobre estes aterros, foram executados provas de carga de placas. A análise dos resultados obtidos nas três etapas levou às seguintes conclusões: é possível utilizar cinza pesada e cal de carbureto para estabilizar o solo residual de botucatu; o comportamento de fundações superficiais sobre solos cimentados é controlado pela relação espessura da camada cimentada diâmetro da fundação; os parâmetros ângulo de atrito e módulo de elasticidade da camada cimentada não influenciam os resultados de prova de carga; a ruptura da fundação é função de dois mecanismos progressivos, os quais são função das tensões de tração geradas na parte inferior da camada cimentada e das tensões cisalhantes existentes logo abaixo das bordas da fundação.

Resistência ao cisalhamento de solos não saturados : análise experimental e teórica

Um equipamento triaxial convencional originalmente utilizado para ensaios em amostras de solos saturados saturada foi modificado para que fosse possível a realização de ensaios triaxiais em solos não saturados. As principais modificações foram a instalação de uma pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar (300 kPa) na nova base da câmara triaxial e uma nova linha de aplicação de pressão para aplicação de pressão de ar na amostra. A técnica de translação de eixos é utilizada para evitar cavitação no sistema de aplicação de pressão. O solo estudado nesta pesquisa consiste de um colúvio de arenito localizado nas encostas da Formação Serra Geral, entre os municípios de Timbé do Sul (SC) e São José dos Ausentes (RS). Ensaios triaxiais convencionais foram realizados nas condições drenado e não drenado em amostras indeformadas para tensões de confinamento iniciais variando de 50 até 500 kPa; ensaios triaxiais convencionais foram realizados na condição drenada em amostras remoldadas para as tensões de confinamento iniciais de 50, 100 e 200kPa. Ensaios triaxiais com sucção controlada foram realizados na condição drenado em amostras indeformadas para as tensões normais líquidas de 50, 100, 150 e 200 kPa em níveis de sucção variando de 25 até 150 kPa. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais determinou-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento: c’ – intercepto coesivo efetivo; f´ - ângulo de atrito interno efetivo; fb – ângulo de atrito interno que quantifica a contribuição da sucção na resistência ao cisalhamento. O comportamento encontrado foi de uma envoltória de resistência ao cisalhamento não saturada bilinear com acréscimo na resistência ao cisalhamento para baixos níveis de sucção até aproximadamente 75 kPa, e após um decréscimo na resistência ao cisalhamento. A tensão normal líquida não influencia no valor de fb e a sucção não provoca alteração no valor de f´. O valor de fb apresenta valores superiores ao valor de f´, quando se utiliza o critério de ruptura clássico de resistência ao cisalhamento. Alguns critérios de determinação dos valores máximos de ruptura foram aplicados para um melhor entendimento do comportamento resistente deste material.

Análise da recuperação em reservatório de gás com baixa permeabilidade (TIGHT GAS) através do fraturamento hidráulico

With the increasing of energetic consumption in the worldwile, conventional reservoirs, known by their easy exploration and exploitation, are not being enough to satisfy this demand, what has made necessary exploring unconventional reservoirs. This kind of exploration demands developing more advanced technologies to make possible to exploit those hydrocarbons. Tight gas is an example of this kind of unconventional reservoir. It refers to sandstone fields with low porosity, around 8%, and permeabilities between 0.1 and 0.0001 mD, which accumulates considerable amounts of natural gas. That natural gas can only be extracted by applying hydraulic fracturing, aiming at stimulating the reservoir, by creating a preferential way through the reservoir to the well, changing and making easier the flow of fluids, thus increasing the productivity of those reservoirs. Therefore, the objective of this thesis is analyzing the recovery factor of a reservoir by applying hydraulic fracturing. All the studies were performed through simulations using the IMEX software, by CMG (Computer Modelling Group), in it 2012.10 version

Spatial variability of physical attributes of an alfisol under different hillslope curvatures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Mineralogy of the clay fraction of alfisols in two slope curvatures: IV - spatial correlation with physical properties

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relações solo-paisagem em uma litosseqüência arenito-basalto na região de Pereira Barreto, SP

Os objetivos deste trabalho foram estudar as relações solo-paisagem em uma litosseqüência de transição arenito-basalto e verificar a similaridade dos limites de superfícies geomórficas mapeados no campo com os limites mapeados a partir de técnicas geoestatísticas. Foi realizado o mapeamento de uma área de 530 ha, utilizando-se equipamento de GPS, e em seguida elaborou-se o Modelo de Elevação Digital, que possibilitou o estabelecimento da transeção de 2.100 m a partir do topo. Ao longo da transeção, o terreno foi estaqueado a intervalos regulares de 50 m, nos quais foram realizadas medidas da altitude para confecção do perfil altimétrico. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações de campo. Coletaram-se amostras de solo em pontos laterais em 67 locais, nas superfícies geomórficas identificadas, nas profundidades de 0,0-0,25 m e 0,80-1,00 m. Além disso, foram abertas trincheiras nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto a densidade do solo, textura, Ca2+, K+, Mg2+, SB, CTC, V, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3 e Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe livres extraído com ditionito-citrato-bicarbonato e ferro mal cristalizado extraídos com oxalato de amônio. A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. A compartimentação da paisagem em superfícies geomórficas e a identificação do material de origem mostraram-se bastante eficientes para entendimento da variação dos atributos do solo. A análise individual desses atributos por meio de estatística univariada auxiliou na discriminação das três superfícies geomórficas. O uso de técnicas de geoestatística permitiu a confirmação de que mesmo os atributos do solo apresentaram limites próximos aos das superfícies geomórficas.

Balanço hídrico e da salinidade do solo na bananeira irrigada com água de diferentes salinidades

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes níveis de salinidade de água de irrigação no uso consultivo na fase reprodutiva da bananeira e evolução da salinidade do solo. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas subdivididas, totalizando oito tratamentos com quatro repetições por tratamento. Os níveis de salinidade foram obtidos a partir de águas naturais de poços dos aquíferos arenito e calcário e foram misturadas em tanques de alvenaria para a obtenção das concentrações de salinidade desejada. Verificou-se que a área do bulbo com umidade superior a 8% representa aproximadamente 50% do volume do solo. A evapotranspiração da cultura diminuiu com o aumento da salinidade entre os tratamentos, o kc médio no período variou de 1,01 a 1,09 em águas de salinidade extremas. Comparando os perfis da salinidade do solo, verificou-se que a concentração de sais foi superior na camada superficial aos 440 dias após plantio.

Superfícies geomórficas e atributos de Latossolos em uma seqüência Arenítico-Basáltica da região de Jaboticabal (SP)

Em um segmento de vertente com substrato de arenito em contato com basalto, regionalmente muito freqüente, pretendeu-se não só relacionar as superfícies geomórficas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos Latossolos nelas encontrados, mas também testar métodos geoestatísticos para localização de limites dessas superfícies. Usando critérios geomorfológicos, três superfícies foram identificadas e topograficamente caracterizadas. Os solos foram amostrados, a intervalos regulares de 25 m, na profundidade de 0,6 a 0,8 m (topo do horizonte B), em uma transeção de 1.700 m perfazendo 109 pontos. Nas amostras, foram analisados: densidade de partículas, granulometria, CTC do solo, CTC da argila, Fe total da argila (ataque por H2SO4) e óxidos de Fe livres (por dissolução seletiva). A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. Com base na estratigrafia e variações do relevo local, foram identificadas e diferenciadas, no campo, três superfícies geomórficas. Analisaram-se também o perfil altimétrico e o modelo de elevação digital do terreno. Observou-se que as três diferentes superfícies estão bem relacionadas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos seus respectivos solos. Na parte inferior desta vertente, superfície mais recente e sobre basalto, em Latossolo Vermelho eutroférrico típico, foram encontradas as maiores variabilidades da declividade, da argila e de Fe. As variações da inclinação do terreno, quando analisadas sistematicamente pelo split moving windows dissimilarity analysis (análise estatística de dissimilaridade, em segmentos móveis), mostraram que este método estatístico pode ser usado para ajudar a localizar os limites entre superfícies geomórficas. As variações dos solos da transeção, e arredores, mostraram-se relacionadas com idade, inclinação do terreno e litologia. O trabalho geomórfico detalhado forneceu importantes informações para subsidiar os trabalhos de levantamento de solos e de pedogênese.