Avaliação do contato entre derrames como condicionante da ocorrência de aquíferos fraturados e da produtividade de poços tubulares

Abstract

A circulação de água em reservatórios fraturados é controlada principalmente pelo sistema estrutural das rochas, através da ocorrência e da abertura de fraturas. Em geral, aquíferos fraturados são menos produtivos que aquíferos porosos, mas ainda assim, possuem função estratégica relevante para os municípios. É o caso do nordeste do Rio Grande do Sul, que possui no Sistema Aquífero Serra Geral o mais acessível e explorado reservatório de água da região. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo avaliar o contato entre derrames vulcânicos como possível condicionante de aquíferos fraturados e sua influência na produtividade de poços tubulares. Para tanto, o estudo foi desenvolvido em quatro etapas principais, iniciado com uma fase de levantamento de dados já existentes e construção de inventário de poços, com informações cedidas pela CORSAN e SIAGAS. A partir da interpretação dessas informações, somadas com novas coletas realizadas em trabalho de campo e com análise de filmagens de poços, foi realizada a caracterização geológica e hidrogeológica do polígono de estudo, através de gráficos e análises estatísticas. A avaliação da produtividade foi realizada pela metodologia proposta por Diniz (2012), que através dos valores dos parâmetros hidrodinâmicos obtidos, classifica os poços de acordo com classes de produtividade. Os resultados permitiram identificar as formações geológicas da região, descrevendo a Formação Gramado como predominantemente composta por rochas basálticas, com derrames marcados por topos amigdaloides e porções centrais maciças. O contato entre os seus derrames não exibe erosão acentuada, mantendo o topo preservado. A Formação Palmas/Caxias diferencia-se por ser composta de rochas ácidas, com contatos de superfície irregular causados por uma estrutura erosiva. Observou-se que as rochas ácidas geralmente se localizam em altitudes superiores a 539m, enquanto as básicas em altitudes menores que 502m, e que o contato entre ambas formações é marcado por uma estrutura erosiva e bem definida. A avaliação hidrogeológica apontou um predomínio de poços localizados entre os 500 e 700m de altitude, com profundidade média de 127m e nível estático de 21m. As entradas de água predominam em até 3 ocorrências e localizam-se entre os 50 e 100m de profundidade. Os parâmetros hidrodinâmicos corresponderam o comportamento esperado para um aquífero fraturado, com capacidade específica menor que 0,5 m³/h/m e vazão predominante entre 1 a 20 m³/h. Observou-se que poços com entradas de água em altitudes menores que 550m, possivelmente cruzando a zona de contato entre formações, apresentam maior média que poços associados exclusivamente às rochas da Formação Palmas/Caxias, localizados acima dos 550m. Quanto a produtividade, o valor médio dos parâmetros indicou Classes mais produtivas quando as entradas de água estão localizadas entre 550 e 650m. Da mesma forma, entradas de água em poços de alta vazão ocorrem entre 600 e 650m, e poços que não alcançam zonas de contato possuem vazões inferiores ou são improdutivos . Por fim, a avaliação das áreas mais produtivas, através da análise de seções geológicas, indicou que as estruturas de contato controlam as entradas de água, gerando novas estruturas e favorecendo a circulação.

The water circulation in fractured aquifers is mainly controlled by the structural system of the rocks through the occurrences and opening of fractures. In general, fractured aquifers are less productive than granular aquifers. However, despite that, they still have a relevant strategic role for municipalities. This is the case of the northeast of the Rio Grande do Sul state, where the Serra Geral Aquifer System is the most accessible and exploited water reservoir. In this way, the objective of this work is to evaluate the contact between magma flows as a possible conditioning of fractured aquifers and its influence in the productivity of wells. The study was developed in four main steps, starting with existent survey data and wells inventory, with information provided by CORSAN and SIAGAS. Accordingly interpretation of these information, in addition to new data collected in the field and analysis of well footage, the geological and hydrogeological characterization of the study area was carried out through graphs and statistics analysis. The productivity evaluation was made using the methodology proposed by Diniz (2012), which using values of the hydrodynamic parameters, classified the wells according to productivity classes. The results allowed the identification of geologic formations of the area, describing the Gramado Formation as predominantly composed of basalts, with flows marked by amygdaloids tops and massive central portions. The contact between the lava flows does not show accentuated erosion, keeping the top preserved. The Palmas/Caxias Formation is distinguished by being composed by acidic rocks, with irregular surface contacts caused by an erosion structure. The acidic rocks are usually located at altitudes above 539 m, while basic rocks are located at altitudes below 502 m. The contact between both formations is marked by a well-defined erosive structure. The hydrogeological study displays a predominance of wells located between 500 and 700 m of altitude, with an average depth of 127 m and a static level of 21 m. Water inlets predominate in 3 occurrences and are located between 50 and 100 m of depth. The hydrodynamics parameters correspond to the expected behavior for a fractured aquifer, with specific capacity less than 0.5 m³/h/m and flow rate between 1 and 20 m³/h. It was observed that wells with water inlets in altitudes less than 550 m, possibly crossing the contact zone between the formations, display a higher average than wells associated exclusively with the rocks of Palmas/Caxias Formation, located above 550 m. In relation to the productivity, the average value of the parameters indicated classes that are more productive when the water inlets are located between 550 and 650 m of altitude. Likewise, water inlets in high flow rate wells occur between 600 and 650 m, and wells that do not reach contact zones display lower flow rates or are unproductive. Finally, the evaluation of the most productive areas, through the analysis of geological sections, indicated that the contact structures control water inlets, generating new structures and favoring water circulation.