Revisão de modelagem geoquímica e modelamento geoquímico de reservatório turbidítico da bacia do Espírito Santo

A comunidade científica tem presenciado um avanço na modelagem geoquímica para ambientes naturais e hipotéticos. Este desenvolvimento está relacionado com técnicas numéricas capazes de solucionar problemas matemáticos complexos, bem como a melhoria da capacidade de cálculo dos computadores. Embora os conceitos fundamentais da modelagem química tenham evoluído com o tempo, a modelagem geoquímica teve início na década de 60, com os esforços pioneiros de pesquisadores como Garrels et al., (1967) e Helgesson 1967a, 1967b; Helgesson et al., (1968). Devido à complexidade e a escala de tempo envolvido nas reações em ambientes geológicos, não é possível reproduzir em escala laboratorial o comportamento da maioria dos sistemas geoquímicos. A modelagem numérica geoquímica pode ser usada para interpretar e prever os processos que envolvem escalas de tempo não alcançadas em experimentos de laboratório. Embora não seja um substituto para o experimento, a modelagem é uma ferramenta valiosa que pode ser usada para fazer a ligação entre experimentos de laboratório, observações de campo e o comportamento em longo prazo de sistemas geoquímicos. A modelagem geoquímica é uma ferramenta utilizada para simplificar as reações diagenéticas existentes em ambientes deposicionais. A aplicação direta da modelagem geoquímica está aliada com as características estratigráficas e petrográficas da bacia sedimentar. Desta forma, procura-se apresentar um arcabouço com o objetivo de adequar a interpretação exploratória segundo a visão da estratigrafia de sequências, a partir da integração entre sísmica, perfis elétricos, dados de poços e paleontologia. O reservatório selecionado para este estudo está situado na província de domos de sal da Bacia do Espírito Santo, na altura da Foz do Rio Doce, respectivamente a cerca de 40 km da costa. O intervalo corresponde à Formação Urucutuca, constituída por lutitos e arenitos depositados em complexos sistemas de canais entrelaçados, na base do talude, ao longo de calhas geradas pelo diapirismo de sal. As simulações foram destinadas a modelar o efeito da incursão de salmouras, provenientes das proximidades do domo de sal, no reservatório durante a fase de mesodiagênese termobárica. Para formulação do modelo conceitual e configurar as simulações, dados petrográficos simplificados, considerando as fases minerais mais relevantes, foram utilizados para reconstituir as composições dos arenitos durante cada fase da história diagenética. A temperatura utilizada nas simulações é baseada na evolução da história térmica e de soterramento dos reservatórios. Composições de águas dos poços analisadas em laboratório desempenharão o papel das salmouras nos modelos. Para os dados de composição mineralógica dos lutitos e de composição química da provável água de formação, deslocada pela incursão da salmoura, foram utilizadas as informações disponíveis de um provável análogo, os reservatórios turbidíticos da Bacia do Golfo do México. Para a modelagem geoquímica foram utilizados os softwares Geochemist's Workbench – GWB® (Bethke, 2002), TOUGHREACT (Xu & Pruess 1998; Pruess, 1991; Sonnenthal et al., 1998, 2000, 2001; Spycher et al., 2003a; PETRASIM 5) e PRHEEQC (Parkhurst et al., 1999). Os resultados mostram que os lutitos comportam-se como um sistema de interação rocha-fluido dominado pelos minerais, ao contrário dos arenitos, onde os fluidos dominam basicamente devido à diferença de tamanho dos grãos e, portanto de superfície específica para as reações. As simulações executadas revelaram o potencial dos simuladores em modelar situações complexas da diagênese de reservatórios turbidíticos clásticos, bem como a necessidade de integrar dinamicamente a diagênese dos lutitos associados com a dos arenitos para que se possa alcançar resultados coerentes com os padrões diagenéticos reais

Geochemical modeling of diagenetic reactions in Snorre Field reservoir sandstones : a comparative study of computer codes

Diagenetic reactions, characterized by the dissolution and precipitation of minerals at low temperatures, control the quality of sedimentary rocks as hydrocarbon reservoirs. Geochemical modeling, a tool used to understand diagenetic processes, is performed through computer codes based on thermodynamic and kinetic parameters. In a comparative study, we reproduced the diagenetic reactions observed in Snorre Field reservoir sandstones, Norwegian North Sea. These reactions had been previously modeled in the literature using DISSOL-THERMAL code. In this study, we modeled the diagenetic reactions in the reservoirs using Geochemist’s Workbench (GWB) and TOUGHREACT software, based on a convective-diffusive- reactive model and on the thermodynamic and kinetic parameters compiled for each reaction. TOUGHREACT and DISSOLTHERMAL modeling showed dissolution of quartz, K-feldspar and plagioclase in a similar temperature range from 25 to 80°C. In contrast, GWB modeling showed dissolution of albite, plagioclase and illite, as well as precipitation of quartz, K-feldspar and kaolinite in the same temperature range. The modeling generated by the different software for temperatures of 100, 120 and 140°C showed similarly the dissolution of quartz, K-feldspar, plagioclase and kaolinite, but differed in the precipitation of albite and illite. At temperatures of 150 and 160°C, GWB and TOUGHREACT produced different results from the DISSOL-THERMAL, except for the dissolution of quartz, plagioclase and kaolinite. The comparative study allows choosing the numerical modeling software whose results are closer to the diagenetic reactions observed in the petrographic analysis of the modeled reservoirs.Reações diagenéticas, caracterizadas pela dissolução e precipitação de minerais a baixas temperaturas, controlam a qualidade de rochas sedimentares como reservatórios de hidrocarbonetos. A modelagem geoquímica, ferramenta utilizada para compreender os processos diagenéticos, é feita através de códigos computacionais com base em parâmetros termodinâmicos e cinéticos. Em um estudo comparativo, foram reproduzidas as reações diagenéticas observadas nos arenitos-reservatório do Campo de Snorre, Mar do Norte Norueguês. Essas reações já haviam sido previamente modeladas na literatura com uso do código DISSOL-THERMAL. Neste estudo, modelamos reações diagenéticas de reservatórios usando os códigos Geochemist’s Workbench (GWB) e TOUGHREACT, com base em um modelo de convecção-difusão-reação e nos parâmetros termodinâmicos e cinéticos compilados para cada reação. A modelagem com TOUGHREACT e DISSOL-THERMAL mostrou dissolução de quartzo, feldspato potássico e plagioclásio em uma faixa de temperatura similar de 25 a 80°C. Em contraste, a modelagem com GWB mostrou dissolução de albita, plagioclásio e illita, bem como precipitação de quartzo, feldspato potássico e caulinita na mesma faixa de temperatura. As modelagens geradas pelos diferentes códigos para as temperaturas de 100, 120 e 140°C mostraram semelhanças na dissolução de quartzo, feldspato potássico, plagioclásio e caulinita, mas diferiram na precipitação de albita e illita. Em temperaturas de 150 e 160°C, os resultados do GWB e TOUGHREACT produziram valores diferentes do DISSOL-THERMAL, exceto para a dissolução de quartzo, plagioclásio e caulinita. O estudo comparativo permite escolher o software de modelagem numérica cujos resultados estão mais próximos das reações diagenéticas observadas na análise petrográfica dos reservatórios modelados

Comparative study using different external sources of aluminum on the zeolites synthesis from rice husk ash

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Revisão de modelagem geoquímica e modelamento geoquímico de reservatório turbidítico da bacia do Espírito Santo

A comunidade científica tem presenciado um avanço na modelagem geoquímica para ambientes naturais e hipotéticos. Este desenvolvimento está relacionado com técnicas numéricas capazes de solucionar problemas matemáticos complexos, bem como a melhoria da capacidade de cálculo dos computadores. Embora os conceitos fundamentais da modelagem química tenham evoluído com o tempo, a modelagem geoquímica teve início na década de 60, com os esforços pioneiros de pesquisadores como Garrels et al., (1967) e Helgesson 1967a, 1967b; Helgesson et al., (1968). Devido à complexidade e a escala de tempo envolvido nas reações em ambientes geológicos, não é possível reproduzir em escala laboratorial o comportamento da maioria dos sistemas geoquímicos. A modelagem numérica geoquímica pode ser usada para interpretar e prever os processos que envolvem escalas de tempo não alcançadas em experimentos de laboratório. Embora não seja um substituto para o experimento, a modelagem é uma ferramenta valiosa que pode ser usada para fazer a ligação entre experimentos de laboratório, observações de campo e o comportamento em longo prazo de sistemas geoquímicos. A modelagem geoquímica é uma ferramenta utilizada para simplificar as reações diagenéticas existentes em ambientes deposicionais. A aplicação direta da modelagem geoquímica está aliada com as características estratigráficas e petrográficas da bacia sedimentar. Desta forma, procura-se apresentar um arcabouço com o objetivo de adequar a interpretação exploratória segundo a visão da estratigrafia de sequências, a partir da integração entre sísmica, perfis elétricos, dados de poços e paleontologia. O reservatório selecionado para este estudo está situado na província de domos de sal da Bacia do Espírito Santo, na altura da Foz do Rio Doce, respectivamente a cerca de 40 km da costa. O intervalo corresponde à Formação Urucutuca, constituída por lutitos e arenitos depositados em complexos sistemas de canais entrelaçados, na base do talude, ao longo de calhas geradas pelo diapirismo de sal. As simulações foram destinadas a modelar o efeito da incursão de salmouras, provenientes das proximidades do domo de sal, no reservatório durante a fase de mesodiagênese termobárica. Para formulação do modelo conceitual e configurar as simulações, dados petrográficos simplificados, considerando as fases minerais mais relevantes, foram utilizados para reconstituir as composições dos arenitos durante cada fase da história diagenética. A temperatura utilizada nas simulações é baseada na evolução da história térmica e de soterramento dos reservatórios. Composições de águas dos poços analisadas em laboratório desempenharão o papel das salmouras nos modelos. Para os dados de composição mineralógica dos lutitos e de composição química da provável água de formação, deslocada pela incursão da salmoura, foram utilizadas as informações disponíveis de um provável análogo, os reservatórios turbidíticos da Bacia do Golfo do México. Para a modelagem geoquímica foram utilizados os softwares Geochemist's Workbench – GWB® (Bethke, 2002), TOUGHREACT (Xu & Pruess 1998; Pruess, 1991; Sonnenthal et al., 1998, 2000, 2001; Spycher et al., 2003a; PETRASIM 5) e PRHEEQC (Parkhurst et al., 1999). Os resultados mostram que os lutitos comportam-se como um sistema de interação rocha-fluido dominado pelos minerais, ao contrário dos arenitos, onde os fluidos dominam basicamente devido à diferença de tamanho dos grãos e, portanto de superfície específica para as reações. As simulações executadas revelaram o potencial dos simuladores em modelar situações complexas da diagênese de reservatórios turbidíticos clásticos, bem como a necessidade de integrar dinamicamente a diagênese dos lutitos associados com a dos arenitos para que se possa alcançar resultados coerentes com os padrões diagenéticos reais

Soil corrosion of the AISI1020 steel buried near electrical power transmission line towers

Soil corrosion of carbon steel samples buried up to hundred days close to a high voltage power transmission line tower was examined by weight loss vs. time. A higher weight loss was observed if the samples were electrically connected to the tower than if they were not. This was attributed to the influence of alternating current (AC) signals induced in the soil by the transmission line. This field study showed for the first time the influence of the AC power line on the buried structure of the tower, while other studies so far were focused only on AC corrosion of cathodically protected coated pipelines, running parallel to the transmission line. An improved method was used to measure weight loss by descaling in Clark solution. The new method substitutes discontinuous measurements, proposed in the ASTM-G1-90 standard, by in situ measurements of the weight loss during descaling, using a computer controlled microbalance

Study involving removal of azo dye Direct Orange 34 by adsorption in zeolite–clay system

Recently, dyes have procured a wide range of application in the textile industry. These organic compounds possess toxic agents and act as water pollutants. Such dyes can be extracted by adsorption to prevent water pollution. The present work proposes removal of azo dye Direct Orange 34 from the aqueous solution using mixtures of sodalite zeolite (Si/Al ratio 2.5) and clay (vermiculite in 1.0, 2.5, 5.0 g). The methodology involves a system with different stages of separation, considering specified retention time (72, 48, 24, 12, 6 h) of adsorbate and dye concentrations (100, 50, 25, 10, 5 mg/L). The zeolite–vermiculite mixture has a high potential of dye removal due to extensive surface area and porosity with excellent cation exchange capacity conferring its adsorbent property. High concentrations (50 and 100 mg/L) and longer retention times than 48 h results in 50% removal of dyes, whereas a low concentration level (25, 10, 5 mg/L) increases the removal efficiency (74%). Henceforth, the experiment concluded that the zeolite–clay mixtures are capable of azo dye extraction.The accepted manuscript in pdf format is listed with the files at the bottom of this page. The presentation of the authors' names and (or) special characters in the title of the manuscript may differ slightly between what is listed on this page and what is listed in the pdf file of the accepted manuscript; that in the pdf file of the accepted manuscript is what was submitted by the author

Geochemical modeling of diagenetic reactions in Snorre Field reservoir sandstones: a comparative study of computer codes

ABSTRACTDiagenetic reactions, characterized by the dissolution and precipitation of minerals at low temperatures, control the quality of sedimentary rocks as hydrocarbon reservoirs. Geochemical modeling, a tool used to understand diagenetic processes, is performed through computer codes based on thermodynamic and kinetic parameters. In a comparative study, we reproduced the diagenetic reactions observed in Snorre Field reservoir sandstones, Norwegian North Sea. These reactions had been previously modeled in the literature using DISSOL-THERMAL code. In this study, we modeled the diagenetic reactions in the reservoirs using Geochemist's Workbench (GWB) and TOUGHREACT software, based on a convective-diffusive-reactive model and on the thermodynamic and kinetic parameters compiled for each reaction. TOUGHREACT and DISSOL-THERMAL modeling showed dissolution of quartz, K-feldspar and plagioclase in a similar temperature range from 25 to 80°C. In contrast, GWB modeling showed dissolution of albite, plagioclase and illite, as well as precipitation of quartz, K-feldspar and kaolinite in the same temperature range. The modeling generated by the different software for temperatures of 100, 120 and 140°C showed similarly the dissolution of quartz, K-feldspar, plagioclase and kaolinite, but differed in the precipitation of albite and illite. At temperatures of 150 and 160°C, GWB and TOUGHREACT produced different results from the DISSOL-THERMAL, except for the dissolution of quartz, plagioclase and kaolinite. The comparative study allows choosing the numerical modeling software whose results are closer to the diagenetic reactions observed in the petrographic analysis of the modeled reservoirs