Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
* * * Armazenamento e Transmissividade Em Meio Poroso e Meio Fraturado * * * * * * * * * A caracterização do regime de águas subterrâneas em rochas fraturadas pode ser feita com base em métodos de testes hidráulicos simples e métodos analíticos. Transmissividade e Coeficiente de armazenamento são oriundos de métodos analíticos para meio poroso (fluxo radial) que não representam as condições de contorno muito mais complexas inerentes dos aqüíferos fraturados. * * * Métodos analíticos são frequentemente utilizados para estimar a Transmissividade (T) e o Coeficiente de Armazenamento (S) de um aqüífero. O modelo clássico analítico é o modelo de Theis (1935), que é usado para aqüíferos confinados homogêneos e isotrópicos. * * * Via de regra, o meio fraturado é mais complexo que o meio poroso porque o escoamento pode ocorrer em conduítes distintos e possivelmente na matriz de poros. A caracterização da geometria, localização e conectividade das fraturas é essencial para se interpretar a resposta do aqüífero ao bombeamento. Na grande maioria dos aqüíferos fraturados a resposta difere significativamente da predita por Theis. * * * * * * O desenvolvimento da teoria do escoamento em meio poroso começou com o trabalho experimental de Henri Darcy, publicado em 1857. * * * O estudo do escoamento através de rochas fraturadas foi primeiro desenvolvido na industria do petróleo. Estes estudos resultaram de observações que a produção de óleo e gás podia ser significativamente aumentada por se fraturar as formações rochosas nas proximidades dos poços. * * * * * * O escoamento de águas subterrâneas no meio fraturado é primariamente controlado pelas fraturas. Como resultado, o fluxo pode seguir caminhos tortuosos devido ao alto grau de heterogeneidade espacial induzida pelas fraturas. * * * * * * Condutividade Hidráulica: A condutividade hidráulica de um aqüífero, K [m/s], é a propriedade que descreve a capacidade da água de escoar através do meio poroso. Ela pode ser decomposta em 3 termos: K = k/ Onde: k [m²] é a permeabilidade intrínseca; [Pa/m] é o peso específico do fluido; [Pa.s] é a viscosidade dinâmica do fluido; * * * Na indústria do petróleo a lei de Darcy é frequentemente escrita na seguinte forma: Onde: = h [Pa] é o potencial total; * * * A permeabilidade intrínseca, k, está relacionada com o tamanho do poro no meio granular na seguinte forma: k = Cd² Onde: C é uma constante; d é o diâmetro médio do poro; Para o meio fraturado temos: k=e²/2 Onde e é a abertura da fratura. Note que k cresce com o quadrado do diâmetro médio do poro ou da abertura da fratura! * * * * * * A complexidade do escoamento através das fraturas torna inadequado o uso das técnicas clássicas de interpretação dos testes hidráulicos. * * * * * * O armazenamento no cristalino fraturado é geralmente baixo. Como conseqüência, pequenas quantidades de injeção ou de descarga dos poços construídos nestas rochas pode ter um efeito mensurável nos níveis da água da região circunvizinha. * * * Movimento das águas subterrâneas nas rochas cristalinas fraturadas As rochas cristalinas são de difícil caracterização; assim, o movimento das águas subterrâneas é de difícil predição. O escoamento nas rochas cristalinas ocorre nas fraturas, mas nem todas as fraturas conduzem água. * * * O escoamento realmente se dá nas partes das fraturas que estão conectadas a uma fonte de água e que podem conduzir o escoamento (ver figura). O armazenamento é baixo comparado com a condutividade hidráulica da rocha cristalina fraturada. A porosidade do cristalino fraturado é tipicamente muito menor que no meio poroso – Em torno de 1% comparado com 25%, respectivamente (Freeze and Cherry, 1979). * * * * * * * * * As fraturas das rochas influenciam fortemente o escoamento nesta formação. As equações convencionais para poços, desenvolvidas primariamente para aqüíferos homogêneos não são adequadas descrever o escoamento em rochas fraturadas. * * * Uma exceção ocorre em rochas duras de muito baixa permeabilidade se as fraturas são numerosas o suficiente e são uniformemente distribuídas em por toda a rocha; então o escoamento que irá ocorrer através das fraturas será similar ao que ocorre em aqüíferos homogêneos não consolidados. * * * Um complicador na análise de testes de bombeamento em rochas fraturadas é o padrão das fraturas, que raramente é conhecido com precisão. Precisamos encontrar, portanto um modelo teórico bem definido para simular o comportamento do sistema real e produzir respostas do modo mais próximo possível de sua resposta observada. * * * * * * Hydraulics of Fracture Flow q [L³/T] = Vazão b [L] = Abertura das fraturas DEPTH [L] = Profundidade [M/(L²T²) = Peso específico do fluido [M/(LT)]= Viscosidade dinâmica dh/dx’ [L/L]= Componente do gradiente hidráulico Lei Cúbica: * * * Condutividade Hidráulica: g [L/T²]= Aceleração da gravidade b [L] = Abertura das fraturas [L²/T]= Viscosidade cinemática da água 15ºC * * * Exemplo de Pesquisas no Mundo Ground Water Flow and Transport in Fractured Rock: (Mirror Lake, New Hampshire) * * * * * * * * *
Compartilhar