Utilização de ondas ultrassônicas na determinação de constantes elásticas em testemunhos de sondagem : correlação entre as constantes estáticas e dinâmicas

Abstract

O presente trabalho se propõe a analisar a correlação entre constantes elásticas estáticas e dinâmicas em arenitos finos assim como testar a validade de equações de regularização preconizadas por outros autores. Foram selecionadas 35 amostras de testemunhos de sondagem de rochas sedimentares de arenitos finos do interior do Rio Grande do Sul. Com o Pundit (Portable Ultrasonic Nondestructive Index Tester) PL 200, foram tomadas medidas de velocidade de ondas ultrassônicas P e S de acordo com a norma ASTM D2845 assim como foram realizados ensaios de compressão uniaxial para obtenção do coeficiente de Poisson (ν) (utilizando medições de deformação lateral a partir de Strain Gauges) e do Módulo de elasticidade (E) obedecendo a norma ASTM D3148. Também foram realizados (a partir da norma NBR 15845) ensaios para determinação da densidade e porosidade aparente das amostras. Os resultados indicaram uma baixa correlação entre as constantes elásticas estáticas e dinâmica, com a correlação entre o Módulo de Young estático e dinâmico restando R²=0,18 e a correlação entre o Coeficiente de Poisson estático e dinâmico restando R²=0,001. Ainda, a pobre qualidade de leituras manuais de ondas cisalhantes (com a correlação entre a velocidade de onda S e a densidade aparente restando R²=0,00006). Destaca-se também a inefetividade de equações generalistas propostas por BROTONS(2016), CHRISTARAS & MOSSE(1994), FEI(2016), CANADY(2011) e a baixa eficiência das equações propostas por EISSA & KAZI(1988), LACY (1997) e HEERDEN (1987), resultando em um incremento na correlação de um máximo, alcançado pela equação de LACY, de 14,5%.

The present work proposes to analyze the correlation between static and dynamic elastic constants in fine sandstones as well as to test the validity of regularization equations recommended by other authors. 35 samples of drilling cores from fine sandstone sedimentary rocks from the interior of Rio Grande do Sul were selected. With the Pundit (Portable Ultrasonic Nondestructive Index Tester) PL 200, measurements of the speed of ultrasonic waves P and S were taken according to ASTM D2845 standard as well as uniaxial compression tests were performed to obtain the Poisson's ratio (ν) (using measurements of lateral strain from Strain Gauges) and the modulus of elasticity (E) obeying the ASTM D3148 standard. Tests were also carried out (obeying the NBR 15845 standard) to determine the bulk density and porosity of the samples. The results indicated a low correlation between the static and dynamic elastic constants, with the correlation between the static and dynamic Young's modulus remaining R² = 0.18 and the correlation between the static and dynamic Poisson's ratio remaining R² = 0.001. Still, the poor quality of manual readings of shear waves (with the correlation between the speed of the S wave and the apparent density remaining R² = 0.00006). Also noteworthy is the ineffectiveness of generalist equations proposed by BROTONS (2016), CHRISTARAS & MOSSE (1994), FEI (2016), CANADY (2011) and the low efficiency of the equations proposed by EISSA & KAZI (1988), LACY (1997 ) and HEERDEN (1987), resulting in an increase in the correlation of a maximum, reached by the LACY equation, of 14.5%.