Simulação numérica do comportamento mecânico em bandas de deformação

Abstract

Reservatórios areníticos geralmente apresentam a ocorrência de bandas de deformação. Estas estruturas podem alterar de forma significativa as caraterísticas petrofísicas e geomecânicas deste tipo de reservatório. O presente trabalho objetiva a realização de uma análise numérica, que poderá analisar o efeito do cisalhamento em bandas de deformação com a utilização do modelo elastoplástico de Drucker- Prager. Além disso, permite avaliar a influência da tensão confinante e parâmetros dos materiais, e assim modelar sistemas com segmentos de falhas pré-existentes. Esta pesquisa utilizou dados geomecânicos de ensaios uniaxiais e parâmetros físicos de arenitos arcosianos da Formação Antenor Navarro, Bacia Rio do Peixe. As simulações numéricas utilizaram-se da técnica de descontinuidades fortes incorporadas (bandas de deformação), com rigidez duas vezes superior a rocha ao qual está inserida, utilizando o código in house CODE-BRIGHT, as quais foram divididas em duas etapas. A primeira etapa, foram simulados quatro casos a nível de plugue, cada caso com uma banda de deformação inserida (com angulações de 10°, 20°, 30° e 40°) e submetidos às mesmas condições de contorno. A segunda etapa, foram realizadas análises de um afloramento real com a ocorrência de bandas de deformação. A simulação foi realizada considerando dois cenários com diferentes estados de tensões, assim foi possível estudar a influência das bandas de deformação em cenários baseados em afloramentos. Assim, pode-se concluir que essas estruturas influenciam diretamente na resistência mecânica dos maciços rochosos, a depender do ângulo de mergulho, correlação entre as mesmas, grau de proximidade e quantidade de estruturas presentes no material. Além disso, o estado de tensões ao qual essas bandas está submetido, irá influenciar se o comportamento do material necessitará ou não de uma carga maior para que ele atinja a ruptura, determinando o comportamento elástico ou elastoplástico da rocha.