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Caracterização multi-escala de sistemas porosos carbonáticos com tomografia de raios-X

1º Workshop Lagoas - SCTC – Macaé, 17 a 19 de Maio de 2011. Caracterização multi-escala de sistemas porosos carbonáticos com tomografia de raios-X. Prof. Celso Peres Fernandes (UFSC – LMPT) Prof. Carlos Roberto Appoloni UEL – LFNA Prof. José Manoel dos Reis UFPR – LAMIR.

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Caracterização multi-escala de sistemas porosos carbonáticos com tomografia de raios-X

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  1. 1º Workshop Lagoas - SCTC – Macaé, 17 a 19 de Maio de 2011 Caracterização multi-escala de sistemas porosos carbonáticos com tomografia de raios-X Prof. Celso Peres Fernandes (UFSC – LMPT) Prof. Carlos Roberto Appoloni UEL – LFNA Prof. José Manoel dos Reis UFPR – LAMIR

  2. Descrição de sistemas porosos - técnicas • Porosimetria • com Hg • Métodos nucleares: • gamametria Lâminas delgadas Tomografia de raios-X Modelação estocástica

  3. Tomografia computadorizada com raios-X

  4. Tomografia computadorizada com raios-X Sistema linear de equações: Número de equações é igual ao número de incógnitas

  5. Processo de reconstrução - processo matemático que converte as projeções longitudinais em seções transversais. - os dados das intensidades que chegam no detector são convertidos para uma escala de níveis de cinza - técnica mais difundida: algoritmo de retroprojeção filtrada (Feldkamp, 1984) .

  6. Aquisição dos dados tomográficos Escolha dos parâmetros de aquisição: Resolução; Passo angular; Rotação (180 ou 360º); Filtros; Tensão; Tempo de exposição; Frames.

  7. SkyScan 1172 - CENPES

  8. SkyScan 1172 – CENPES – valores típicos • Amostras de 3 a 5 mm: podemos medir poros de até 1 mm. • Na máxima resolução o tempo de medida típico é de 4 horas, o tempo de reconstrução 2D é de 45 minutos e o 3D de 50 minutos. Tempo total para resultado das imagens 2D e 3D é de 5,5 horas. • Na máxima resolução e com os melhores parâmetros de aquisição o tempo de medida típico é de 8 horas, o tempo de reconstrução 2D é de 45 minutos e o 3D de 50 minutos. Tempo total para resultado das imagens 2D e 3D é de 9,5 horas.

  9. Exemplo: Oolito Resolução espacial 1,5 mm diâmetro ~ 5mm

  10. Oolito

  11. Outro exemplo – um travertino L = 1,05 cm L = 2,0 cm

  12. Outro exemplo – um travertino resolução espacial 7 mm

  13. Análise de porosidade – estromatólito recente Mestranda: Ana Paula da Silva Servidoni Orientadorr: Prof. Dr. José Manoel dos Reis Neto Co-orientador: Prof. Dr. Celso Peres Fernandes Lagoa Salgada em época de seca (Lemos, 1995)

  14. Análise de porosidade – estromatólito recente Imagem obtida no tomógrafo do CENPES

  15. Análise de porosidade – estromatólito recente Porção Superior Porção Intermediário Porção Basal

  16. Análise de porosidade – estromatólito recente

  17. Análise de porosidade – estromatólito recente

  18. Resultados esperados • Obtenção de dados quantitativos e qualitativos do volume, forma, tamanho, conectividade e distribuição dos poros em cada região. • Análise comparativa das regiões. • Análise dos dados de geometria e conectividade do sistema poroso com diferentes técnicas.

  19. Carbonatos – análise multi-escala • Carbonatos • Porosidade Vuggy • Intergranular • Intragranular É requerida uma análise multiescala para descrever Toda a gama de tamanhos de poros e para se ter Representatividade estatística do sistema poroso.

  20. Análise multiescala

  21. Tomógrafos – estado da arte Tomógrafos industriais – 30 mm acima Microtomógrafos – de 1 mm a 50 mm Nanotomógrafos – desde 50nm

  22. Análise multiescala X-radia • Dolomito • Travertino

  23. Propriedades petrofísicas – simulação numérica Modelos discretos de Boltzmann SANTOS, Luis Orlando Emerich dos; PHILIPPI, Paulo Cesar; FACIN, Paulo Cesar, A Lattice-Boltzmann Model Based on Field Mediators for Immiscible Fluids,Physical Review E - Statistical Physics, Plasmas, Fluids And Related Interdisciplinary Topics, 2003, 68, 1-10.

  24. Redes de poros-ligações LIANG, Z. R.; PHILIPPI, Paulo Cesar; FERNANDES, Celso Peres; MAGNANI, F. S.,Prediction of Permeability from the Skeleton of Three Dimensional Pore Structure,SPE RESERVOIR EVALUATION AND ENGINEERING, 1999, 2, 161-168.

  25. Redes de poros-ligações Knackstedt, M. A. et al., 2006

  26. Muito obrigado pela atenção www.lmpt.ufsc.br www.fisica.uel.br/gfna www.lamir.ufpr.br

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