Análise multiescalar de sistemas porosos vulcânicos a partir de imagens de microtomografia de raios X

Abstract

Este trabalho tem como objetivo caracterizar o meio poroso multiescalar primário e remanescente de rochas do Grupo Serra Geral (GSG), por análise de imagens tomográficas. Para isto, duas amostras de derrames pahoehoe pertencentes ao GSG foram escolhidas, além de sub-amostras extraídas das mesmas. O Grupo Serra Geral constitui a maior parte da Província Magmática Paraná-Etendeka, uma das maiores Províncias Basálticas Continentais (PBCs) do mundo. Sabe-se que PBC e seus produtos vulcânicos podem desempenhar diferentes papéis dentro de um sistema petrolífero, além de serem uma nova fronteira para o armazenamento de dióxido de carbono, tendo suas propriedades regidas pelas características do seu meio poroso remanescente, enquanto que o primário fornece informações sobre a história de consolidação do magma. Os resultados obtidos neste trabalho mostram uma diminuição entre as porosidades primárias e após os processos secundários das rochas, devido ao fechamento dos poros primários. Há também diferenças entre os valores obtidos por análise de imagens quando comparados com dados de porosimetria, devido à limitação da tomografia em registrar os diferentes tamanhos de poros de um meio poroso heterogêneo. No entanto, ao unir diferentes escalas de um mesmo material, a porosidade das rochas aumenta significativamente e se aproxima dos dados obtidos por porosímetros. Espera-se que, o aumento do número de amostras e sub-amostras, melhore os resultados obtidos pelo modelo multiescalar. Salienta-se que os volumes utilizados para as amostras não são representativos, o que pode ser resolvido com o aumento do número de amostras ou utilização de técnicas que forneçam imagens de melhor resolução. A falta de representatividade não influi na eficácia da microtomografia de raios X para caracterizar o meio poroso de rochas vulcânicas, pois tanto os poros primários como os remanescentes puderam ser analisados qualitativamente e quantitativamente, em duas e três dimensões.

Abstract: This work aims to characterize the primary and secondary porous media of rocks from Serra Geral Group (GSG), by tomographic image analysis. For this, two samples of pahoehoe flows belonging to the GSG were chosen, in addition to sub-samples extracted from them. The Serra Geral Group compose most of the Paraná-Etendeka Magmatic Province, one of the largest Continental Basaltic Provinces (PBCs) in the world. It is known that PBCs and its volcanic products can play different roles in petroleum systems, in addition to being a new frontier for the storage of carbon dioxide, having their properties governed by the characteristics of their secondary porous medium, while the primary provides information about the magma consolidation history. The results obtained in this work show a decrease between rocks? primary and secondary porosities, due to the closure of the primary pores. There are also differences between the values obtained by image analysis when compared with porosimetry data, due to the limitation of tomography in recording different pore sizes of a heterogeneous porous medium. Nevertheless, when coupling different scales of the same material, the rocks? porosities increases significantly and approximates from porosimeters data. One can expect that the greater the number of samples and sub-samples, the better the results obtained by the multiscale model. It should be noted that the volumes used for the samples were not representative, which can be resolved by increasing the number of samples or using techniques that provide better resolution images. The lack of representativeness did not influence the effectiveness of X-ray microtomography to characterize the porous medium of volcanic rocks, as both the primary and secondary pores could be analyzed qualitatively and quantitatively, in two and three dimensions.