Sumário: O documento discute a caracterização e normalização de poços tubulares profundos, abordando conceitos de hidroquímica como a caracterização de águas subterrâneas e suas propriedades, e técnicas de perfilagem geofísica em poços, com o objetivo de fornecer informações sobre a qualidade da água e as características do poço.

1. 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA CAMPUS CAÇAPAVA DO
SUL
CURSO DE GEOLOGIA
DICIPLINA
HIDROGEOLOGIA
ATIVIDADE EXTRA CLASSE
TRABALHO DE CARACTERIZAÇÃO E NORMALIZAÇÃO
EM POÇOS TUBULARES PROFUNDO
PROFESSOR
IGOR MAGALHAES CLEMENTE (igorclemente@unipampa.edu.br)
ALUNO
HENRI ALVES ISHIBA (ishiba33@msn.com)
Caçapava do Sul 06 de julho de 2018

2. 2
SUMÁRIO
Sumário
INTRODUÇÃO.........................................................................................................................................4
DESENVOLVIMENTO...............................................................................................................................5
HIDROQUÍMICA......................................................................................................................................6
Caracterização de águas.....................................................................................................................6
Características Físicas.........................................................................................................................6
Propriedades e constituintes da água ................................................................................................7
Classificação de Água .............................................................................................................................8
Técnicas gráficas.................................................................................................................................8
Diagrama Colunares ...........................................................................................................................9
Diagrama Radial de Tickel ..................................................................................................................9
Diagramas Circulares........................................................................................................................10
Diagrama Triangular.........................................................................................................................11
Diagrama de Piper............................................................................................................................11
Diagrama de Stiff..............................................................................................................................12
Diagrama Semi-logarítmico de Schoeller .........................................................................................13
Hidrograma ......................................................................................................................................13
Técnicas de coleta, preservação e armazenamento de amostras ........................................................15
Análises Microbiológicas ..................................................................................................................17
Preservação e Armazenamento de Amostras ..................................................................................17
PERFILAGEM GEOFÍSICA.......................................................................................................................20
Usos, limitações e vantagens ...........................................................................................................20
Principais aplicações em poços ........................................................................................................22
Principais limitações.........................................................................................................................22
Equipamentos essenciais para a obtenção de uma perfilagem........................................................23
Principais tipos de perfis geofísicos..................................................................................................24
Como interpretar perfis geofísicos...................................................................................................24
Raios Gama Convencional ................................................................................................................24
Potencial Espontâneo.......................................................................................................................25
Indução ............................................................................................................................................27
Micro Perfil.......................................................................................................................................29
Sônico...............................................................................................................................................31
Cáliper ou Calibre do Poço ...............................................................................................................33

3. 3
Inclinação .........................................................................................................................................35
Temperatura ....................................................................................................................................36
Conclusão.........................................................................................................................................37
Referências.......................................................................................................................................37

4. 4
INTRODUÇÃO
Nas últimas décadas do século passado a aquisição de poços artesiano tem
crescido em um nível avançado. Isto tem se dado talvez pela evolução da tecnologia
da informação e das redes sociais, mas, o resultado disto tudo além do crescimento
populacional e da falta de controle sanitário, no caso do Brasil levaram a este
crescimento na exploração das águas subterrâneas.
Um dos grandes problemas social na perfuração de poços profundo em muitas regiões
do Brasil é a falta de controle e fiscalização e a perfuração de poços sem um
responsável técnico.
A explotação de águas profundas sem controle pode ocasionar a subsidência do solo,
um exemplo clássico é a Cidade do México, com o crescimento populacional e da
migração da população rural em direção urbana, fez com que, em um período sem
nenhum planejamento e sem estrutura governamental, fez com que a população
escavasse seus próprios poços.
Entre os anos de 1930 à 1960 o rebaixamento do solo na Cidade do México era de
0,3 metros ao ano, atualmente esse número caiu para 7 centímetro ano.
Isto faz do curso de Hidrogeologia, uma disciplina fundamental na área da geologia
nos estudos e do comportamento das águas subterrâneas, procurar e capacitar-se
nesta área se torna uma grande opção de trabalho e de responsabilidade do
desenvolvimento social e humano.

5. 5
DESENVOLVIMENTO
Este trabalho aborda uma pesquisa sistemática na pesquisa da exploração das aguas
subterrâneas profunda envolvendo métodos sobre:
Hidroquímica dos aquíferos e perfilagem geofísica em poços tubulares.
Abordando assuntos que influenciam a qualidade de projetos de captação de água
subterrânea, e a sua importância para aplicações pratica na construção de poços
tubulares profundos.
Hidroquímica:
 Caracterização de águas;
 Propriedades e constituintes da água;
 Classificação de águas;
 Técnicas de coleta, preservação e armazenamento de amostras.
Perfilagem Geofísica
 Usos, limitações e vantagens;
 Principais aplicações em poços;
 Principais limitações;
 Equipamentos essenciais para a obtenção de uma perfilagem;
 Principais tipos de perfis geofísicos
 Como interpretar perfis geofísicos;

6. 6
HIDROQUÍMICA
Nos estudos de Hidrogeologia, a qualidade da água subterrânea é tão importante
quanto ao aspecto quantitativo. O recurso hídrico subterrâneo depende
fundamentalmente da qualidade físico-química, biológica e radiológica. Esse estudo
tem por finalidade identificar e quantificar as principais propriedades e constituintes
das águas subterrâneas, procurando estabelecer uma relação com o meio físico.
Caracterização de águas
A qualidade da água é definida por sua composição e pelo conhecimento dos efeitos
que podem causar os seus constituintes. As propriedades que compõem a água
definem a sua qualidade tornando-a apropriada ao consumo humano e a uma gama
relacionada ao abastecimento humano.
Os processos e fatores que influem na evolução da qualidade das águas e o equilibrio
das substâncias químicas é restrita. Além disso, compreender a qualidade e as
informações da água subterrânea registrada na camada de argila e calcular a
quantidade de recarga natural da água subterrânea sob pressão e à medida que se
move lentamente nos diferentes aquíferos muitos outros fatores interferem neste
sistema de recarga como: clima, composição da água, tempo de escoamento, litologia
e contaminação antrópica.
Todos esses fatores determinam a qualidade da água subterrânea e suas
classificações podendo ser de baixa qualidade e impropria para o consumo humano,
animal e vegetal.
Características Físicas
A água é o único liquido inorgânico encontrado na natureza, sendo o único
composto químico que ocorre no meio ambiente nos três estados físicos, sólido,
liquido e gasoso. A água pura é inodora, incolor, insipida e transparente, entretanto
um ótimo solvente substancia quimicamente muito ativa assim incorpora grandes
substancia em contato com minerais constituinte nos solos e rochas.

7. 7
As características físicas agregam valores de ordem estética, e raramente são
portadoras de características estéticas perceptível além do sabor que das suas
propriedades químicas de sais dissolvidos se torna perceptível.
Propriedades e constituintes da água
A Hidroquímica criteriosamente estabelece algumas normas no estudo amostral em
águas subterrâneas com relação a sua finalidade do estudo Hidrogeológicas e das
classificações químicas. Assim como estabelecer padrões nas propriedades químicas
para consumo humano, animal e vegetal. Estas etapas podem ser definidas em:
 Estabelecer a finalidade e sua aplicabilidade de consumo (potabilidade,
irrigação, animais, industriais, etc.).
 Suas propriedades físicas como: cor, turbidez, odor, sabor, temperatura, pH,
Eh, dureza, condutividade elétrica, etc.
 A temperatura em relação a qualidade das águas é importante na aceleração
das reações químicas e reduz a solubilidade dos gases, bem como acentuar o
sabor e odor das águas naturais.
 A amplitude térmica anual das águas subterrâneas em geral é baixa 1 ~ 2ºC, e
independe da temperatura atmosférica ao contrário dos aquíferos freáticos
onde o gradiente geotérmico influencia na temperatura da água.
 A cor é o resultado das substancias dissolvidas ou em suspensão na água,
provenientes, principalmente, da lixiviação da matéria orgânica.
 A água em geral apresenta uma coloração azulada quando pura; roxeada
quando rica em ferro; negra quando rica em manganês; e amarelada quando
rica em ácidos húmicos.
 As substancias toxicas são classificadas em níveis permitidos em elementos
maiores e menores em mg/L. A relação peso-volume, é determinado pelo
elemento dissolvido em um litro de solução.
 Partes por milhão (ppm), corresponde a 1 miligrama de soluto dissolvido em 1
quilogramas da solução. Para águas com até 10.000mg/L.
 Miliequivalente por litro ou peso equivalente (meq/L); leva em consideração não
somente a concentração do soluto iônico em peso, mas, também, a

8. 8
equivalência química. Esta unidade permite avaliar a precisão de uma análise
em solução equiparando cátions e ânions que devem estar em equilibrio.
 Molaridade (mol/L); é a razão da quantidade de soluto em moles por volume da
solução em litros.
Nas tabelas abaixo podemos ver os exemplos de algumas unidades.
Tabela 1: Classificação dos constituintes dissolvidos nas águas subterrâneas de acordo com sua abundancia relativa
(adaptado de Custodio e Llamas, 1983)
Tabela 2: fatores de conversão de unidades químicas
Classificação de Água
Técnicas gráficas
Os dados de análises de água podem ser interpretados com base em análise
individuais a partir de um conjunto de dados referentes a uma área ou a um aquífero.
Atualmente o manejo de grande quantidade de dados pode ser elaborado por software
com aplicação de métodos em conjunto com gráficos e diagramas.

9. 9
As análises comparativas entre as amostras de um mesmo ponto em épocas
diferentes ou de diferentes lugares. Facilmente podem elucidar uma relação entre íons
de uma mesma amostra e variações temporais.
Esses métodos são uteis não só na classificação da água, mas também na qualidade
da água para um determinado uso, ilustrando variações na qualidade da água,
cientificamente comprovados que na maioria das doenças tem como contaminante
principal a água. A seguir alguns gráficos aplicado na caracterização de águas:
Diagrama Colunares
 A altura das colunas representa a concentração ou %dos íons em meq/L ou
mg/L.
Figura 1: Gráfico colunares
Diagrama Radial de Tickel
Tickel propôs um diagrama radial onde os íons são representados em meq/L, por
pontos proporcionais às suas respectivas concentrações em %. Localizados em cinco

10. 10
eixos do diagrama, os pontos são ligados formando um hexágono característico para
cada analise. O ponto P representa a concentração total da amostra.
Figura 2: Diagrama Radial de Tickel
Diagramas Circulares
Correspondem a um círculo de raio proporcional aos sólidos totais dissolvidos em
meq/L, subdividindo em partes proporcionais às concentrações, em meq/L, dos seus
constituintes iônicos.
Figura 3: Diagrama circulares

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Diagrama Triangular
Dado por um triangulo equilátero ABC com 100% do elemento analisado e seus lados
estão subdivididos em 100 partes iguais. A água é caracterizada por dois pontos
(representando os ânions e os cátions) ligados por uma reta.
Figura 4: Diagrama Triangular
Diagrama de Piper
É utilizado para classificar os distintos grupos de águas quanto aos íons dominantes
(cloretada, sódica, carbonatadas, magnesiana, etc.). Agua é denominada quanto ao
aníon ou cátion, cuja concentração, expressa em meq/L, ultrapassa em 50% suas
respectivas somas. Se nenhum deles ultrapassa esse valor, a água é denominada de
acordo com os dois ânions ou cátions mais abundantes. Para plotar no diagrama,
transforma-se separadamente o valor de cada íon expresso em meq/L em
percentagem dos totais de ânions e de cátions.

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Figura 5: Diagrama de Piper
Diagrama de Stiff
Todas as concentrações iônicas em meq/L ou % meq/L são representadas sobre
linhas paralelas horizontais. Ligando-se todos os pontos respectivos, obtém-se uma
figura geométrica característica para água analisada
Figura 6: Diagrama de Stiff

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Diagrama Semi-logarítmico de Schoeller
As concentrações são plotadas em papel Semi-logarítmico. Esta apresentação dos
dados hidroquímicos é bastante flexível e permite aumentar ou reduzir o número de
elementos representados de acordo com as necessidades e os objetivos da
interpretação.
Figura 7: Diagrama Semi-logarítmico de Schoeller
Hidrograma
Mostram a variação de uma certa característica em função do tempo. É a forma mais
clara de se visualizar as variações temporais de composição da água subterrânea.
Normalmente representam-se várias características num mesmo hidrograma.
Figura 8: Exemplo Hidrograma

14. 14
A classificação das águas subterrâneas, em função das suas características
hidrogeoquímicas naturais e seus níveis de poluição, foi estabelecida pela resolução
do Conselho Nacional do Meio Ambiente dentre os padrões para o consumo humano
se encontra na tabela 3.
Tabela 3: Padrões de Potabilidade (Portaria 1469, de 29/12/2000, do Ministério da Saúde)

15. 15
Técnicas de coleta, preservação e armazenamento de amostras
Os procedimentos de amostragem de água abaixo são aplicáveis na maioria
dos casos e podem ser adaptados auxiliando e estabelecendo rotinas nesta etapa de
trabalho.
 Elaboração de um plano de amostragem, baseado em observações do aquífero
se é homogêneo e isotrópico, dado por amostra em um ponto qualquer
representativo do mesmo.
 Elaboração de um mapa ou croqui representando os pontos de coleta,
detalhado e orientado, da frequência amostral, número de pontos de coleta e a
escolha dos indicadores de qualidade e seu objetivo.
 Definição de parâmetros analíticos (pH, Eh, condutividade elétrica,
temperatura, etc.), dos respectivos pontos de coleta.
 Definição de procedimentos específicos de preservação e acondicionamento
amostral.
 Para coleta de amostras d’água em poços, deve ser realizado um
bombeamento por alguns minutos, para evitar amostra estagnadas ou
contaminadas, não representativas do aquífero;
 Para coleta de amostras d’água em sistemas de distribuição, deve-se deixar
escoar a água durante 3 ~ 5 minutos;
 As amostras devem ser criteriosamente identificadas e fichada com
informações como: (data, condições climáticas, responsável, nome do
interessado e observações que auxiliam na analise como a interpretação do
resultado), assim como das propriedades química e físico-química, objetivo de
uso e parâmetros a serem analisados em laboratórios.
 O responsável da coleta amostral se deve criteriosamente de higiene pessoal
a fim de não contaminar a amostra dispondo de luvas, mãos limpas, não fumar,
etc.
 Amostras em profundidades devem ser coletadas com equipamentos
específicos, como garrafas de Kemmerer, de Van Dorn, Bailer e amostrador de
Zoebell J-Z.

16. 16
É essencial que a amostragem seja feita dentro das normas exigidas afim de evitar
qualquer tipo de contaminação assim como o uso de equipamentos específicos e
acompanhamento de profissionais relativo às áreas de estudos.
As analises bacteriológicas visa apontar prováveis focos de contaminação por
microrganismos, como coliformes fecais, coliformes totais, bactérias heterotróficas,
etc.
Essas analises exigem procedimentos específicos e necessários na coleta amostral
como:
 A coleta da amostra para exame bacteriológico deve ser sempre realizada em
primeira etapa, antecipando qualquer outra coletagem, evitando riscos de
contaminação do local de amostragem.
 Usar frascos de vidro neutro (polietileno, polipropileno ou policarbonato), de
capacidade 125 ou 250 mL, com boca larga e tampa esmerilhada (vidro) ou
rosqueada (plástico);
 Antes da coleta, deve-se lavar o recipiente com detergente, enxaguar de 6 ~12
vezes com água corrente, secar em calor seco e se o frasco for de vidro a uma
temperatura de 121ºC, e em autoclave se for de plástico. Não lavar com a água
a ser amostrado;
 Amostras não analisadas imediatamente podem ser estocadas por até uma
hora, sem preservação, ou oito horas, refrigerada a uma temperatura inferior a
10ºC (não congelar);
 Amostras cloradas podem ser armazenadas por até trinta horas, refrigeradas à
temperaturas de 4ºC;
 No caso de coletas de amostras de sistemas de distribuição, que não procedam
de caixas ou cisternas, deve-se realizar a desinfecção em torno da torneira e
da boca do frasco, enche-lo, cobrindo-o com papel protetor em redor do
gargalo;
 Para coleta em corpos d’água, abrir o frasco (sem tocar no local ou encostar a
tampa em qualquer superfície), segura-lo de boca para baixo, a cerca de 15 cm
da superfície da água, virar lentamente o frasco, para que a boca fique voltada
para baixo, enche-lo até 4/5 do seu volume, e fecha-lo imediatamente, fixando
bem o papel protetor ao redor do gargalo do frasco;

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Análises Microbiológicas
No caso de análises microbiológicas, os procedimentos seguem as seguintes
recomendações:
 O frasco utilizado para a amostragem pode ser de vidro neutro, de vidro
borossilicato ou plástico autoclável, de preferência com boca larga, para facilitar
a coleta e a limpeza. Deve ser previamente esterilizado e conter os agentes
adequados para a preservação da amostra. O frasco deve ter capacidade
suficiente para deixar um espaço que permita uma boa homogeneização;
normalmente se utiliza frasco de 125 mL, todavia, frasco de 250 mL, 500 mL,
1.000 mL ou acima de 5 litros podem ser necessários, quando se realizam
análise múltiplas ou na determinação de vários parâmetros;
 Coletar 100 mL para cada determinação, no caso da maioria dos indicadores
de poluição;
 Para determinação de salmonela, vírus, protozoários e outras análise
microbiológicas especiais, consultar o laboratório responsável pela execução
da análise quanto ao volume necessário e procedimentos de coleta;
 Para as amostras contendo metais pesados, é necessário adicionar 0,3 mL de
EDTA a 15%, para cada 100 mL da amostra. Nas amostras com cloro residual,
é necessário adicionar 0,1 mL de solução de tiossulfato de sódio a 1,8%, para
cada 100 mL da amostra; e
 Se a análise tem como objetivo determinar bactérias redutoras do sulfato, não
adicionar tiossulfato de sódio ao frasco.
Preservação e Armazenamento de Amostras
O tempo entre a coleta e a análise das amostras deve ser o mínimo possível, pois
efeitos causados pela temperatura e/ou luz podem acarretar a alteração de suas
características iniciais. Portanto a aplicação de métodos mais simples in loco do que
análises sofisticadas em laboratórios.
Para evitar alterações, faz-se necessário utilizar técnicas adequadas de preservação
e armazenamento das amostras. Os principais métodos de preservação são o controle
de pH, refrigeração e adição química, tendo como efeitos o retardamento e/ou redução

18. 18
da ação biológica, da hidrolise dos complexos e compostos químicos, a volatização
de constituintes e a absorção e/ou aderência ao material do recipiente armazenador.
A preservação total não é atingida e, por isso, existe um intervalo de tempo máximo,
entre a coleta e a realização da análise laboratorial, para cada parâmetro físico-
químico, biológico e radiológico, que pode variar desde algumas horas até meses. Os
resultados laboratoriais são mais confiáveis em relação ao menor tempo entre a coleta
e análise.
Nas técnicas de preservação e armazenamento aconselha-se sempre consultar as
normas analíticas e técnicos responsáveis pelas análises, nos quesitos dos seguintes
aspectos: quantidade de água a ser amostrada, dependente do método de análise;
métodos específicos na preservação amostral; prazo máximo para entrega em
laboratório, etc.
No caso de análise radioativas, as técnicas de preservação e armazenamento
de amostras, indicadas na radioatividade alfa e beta total, razão 226
Ra/228
Ra
(R=Radio), uranio natural e Tório natural, são usados os seguintes frascos:
 Utilizar frasco de polietileno de 2.000 mL e 1.000 mL no caso de Uranio e Tório
natural;
 Preservar a amostra com HNO3 concentrado até pH < 2; e
 Abreviar, o mais rápido possível, a entrega da amostra ao laboratório.
O plano de amostragem deve especificar a ordem em que as amostras devem ser
coletadas e prever o início das coletas nos pontos de menor contaminação, bem como
branco de lavagem dos equipamentos de amostragem em campo.
Quando da existência de várias análises, deve-se dar preferência à coleta dos
mais voláteis, de acordo com as seguintes sequência: voláteis, compostos,
semivoláteis, pesticidas (PCBs), metais totais, metais solúveis, carbono orgânico total
(TOC), halogênios orgânicos totais (TOX), fenóis, cianeto, nitrato de amônia, sulfato,
cloreto e radionuclidios.
Os recipientes mais utilizados para armazenamento de amostras de água são os
frascos de vidro (borossilicato) e plástico (polietileno), essas características principais
estão descritas na tabela 3.

19. 19
Tabela 4: indicações para coleta, preservação e armazenamento de amostras de água para análises físico-químicas (adaptado
de CETESB, 1999; Appelo & Postma, 1993)

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PERFILAGEM GEOFÍSICA
A Geofísica tem como objetivo a solução de problemas geológicos de ordem pratica,
através da análise da variação de parâmetros físicos das rochas. Geralmente esses
profissionais se dedicam a desenvolvimento de instrumentação assim como o
manuseio e manutenção desses equipamentos. Esses profissionais tendem ao
trabalho de interpretação numérica e o desenvolvimento de modelos analíticos na
interpretação dos dados e das variações dos parâmetros mensurados em campo.
Os métodos geofísicos podem se dividir em dois, os métodos que utilizam campos
naturais e os métodos que utilizam campos artificiais. Podemos ver essa classificação
na tabela 5, mas qual método aplicar na perfilagem de poços?
Tabela 5: Classificação dos métodos geofísicos.
Mas qual método aplicar?
Usos, limitações e vantagens
O principal objetivo em perfilagem de poços é obter informações sem a necessidade
da perfuração. As aplicações da geofísica na área da hidrogeologia, está relacionada
com o tipo de solo ou da classificação litológica do meio. A partir destas definições
podemos definir quais métodos aplicar.
Baseado em princípios físicos os métodos:

21. 21
 Elétrico ou indutivo são aplicados no estudo da resistividade;
 Acústico são aplicados em meios porosos;
 Radioativo são aplicados solos argilosos;
 Mecânico para o de Cáliper
A perfuração de um poço é a última fase da prospecção da água subterrânea, a ideia
de que todas as etapas satisfazem os critérios para a fase final.
As vantagens nestas operações de perfilagem são:
 A perfilagem fornece registros contínuos;
 É uma técnica não-destrutiva;
 São associados a uma escala de profundidade contínua;
 A ferramenta de perfilagem pode fornecer mais de um tipo de dado geofísico;
 Podem ser definidas os melhores aquíferos evitando o posicionamento de
equipamentos como filtros, pré-filtro, cano cego em lugares inadequados,
passiveis de colmatação ou impermeabilização;
 O custo inicial aparentemente alto de uma perfilagem é compensado no
prolongamento da vida útil do poço e podem ser traduzidos como um custo final
baixo.
 Determinação de topo e base do aquífero;
 Determinação da litologia;
 Correlação estrutural e estratigráfica entre poços vizinhos;
 Indicação de zonas permeáveis e/ou fraturadas;
 Variações texturais das camadas sedimentares;
 Cálculo numérico das porosidades totais e efetivas;
 Cálculo numérico do teor de argila ou argilosidade;
 Cálculo numérico da retenção especifica correspondente a fração argilosa;
 Quantificação dos sólidos totais dissolvidos (STD) das águas intersticiais;
 Identificação da procedência das águas drenadas (plumas);
 Formação de banco de dados de propriedades petrofísicas dos aquíferos.

22. 22
Principais aplicações em poços
A depender da profundidade, do tempo de perfuração, da pressão de bombeio e das
propriedades tixotrópicas do fluido de perfuração, entre outras variáveis, as amostras
de calha, devido aos constantes desmoronamentos das paredes dos poços, não
representam, na maioria das vezes as profundidades referidas pelo sondador.
A perfilagem geofísica de poço é a representação gráfica que correlacione
profundidades e quaisquer propriedades petrofísicas. Estas propriedades são
registradas manualmente ao longo da perfuração ou por ferramentas que usem
princípios de medição elétrica, acústica, radioativa, mecânica, etc. que se deslocam
continuamente dentro do poço.
As avaliações geofísicas podem definir pelos seus métodos uma estimativa em
relação a identificar uma litologia, auxiliar na confecção de mapa além de definir
potenciais camadas portadoras do objetivo da exploração.
Principais limitações
As rochas apresentam, entre si distintas características mineralógicas,
paleontológicas, físicas, texturais, cujas avaliações e determinação são necessárias
em estudos hidrogeológicos. Todavia dados geofísicos não fornecem diretamente as
propriedades químicas, física, mineralógicas, petrofísicas, é necessária uma
combinação desses dados com interpretações geológicas, afim de reduzir erros de
interpretação e eventuais ambiguidade. Perfis geofísicos não podem substituir estudo
amostral.
As limitações de perfilagem obedecem a critérios e técnicas padronizadas de
engenharia de perfuração e tem diâmetro entre 8,5” ~ 17,5” ou mais polegadas. Estes
diâmetros são compatíveis com equipamentos padronizados usados pelas
companhias mundiais, da ordem de 4 polegadas.
A aplicação de valores desestimula quando esses valores são comparáveis ao do
ramo do petróleo.

23. 23
Equipamentos para se tornarem mais competitivos, tem tecnologias mais simples e
não suportam operações demoradas sob condições de altas temperaturas e/ou
pressões e choques mecânicos.
Empresas vem se adaptando ao uso de mesmos equipamentos do ramo do petróleo
tornando os custos na exploração de água mais barato, supervisionado por normas
de qualidade API e ISO 9000, a um padrão de qualidade similar às multinacionais.
Equipamentos essenciais para a obtenção de uma perfilagem
Para qualquer tipo de trabalho há sempre um equipamento adequado para a sua
realização.
Para se perfurar uma determinada litologia se aplica equipamentos adequados e
especifico viabilizado pelos custos e tempo, nestes quesitos podem ser classificados
litologia versos equipamento como: Se o meio é sedimentar o ideal é uma perfuratriz
rotativa; se o meio é cristalino uma rotopneumática é a ideal;
Da mesma forma quando o ambiente de trabalho é o poço e a ferramenta para
perfilagem envolve fluido de perfuração, geometria do poço, pressão, temperatura,
etc. é necessário escolher bem as ferramentas a usar. Por exemplo poços com
grandes diâmetros, ferramentas grossas (4 polegadas). Poços com profundidades
superiores a 1.000 metros, ferramentas para altas temperaturas e pressão.
Para que seja possível a realização de um perfil, são necessários vários
equipamentos. Uns estão localizados na superfície, outros dentro do poço. E podem
ser:
 Um caminhão como unidade laboratório, acoplado com tambor do guincho
contendo um cabo revestido externamente por duas malhas helicoidais de fios
de aço, dispostas em sentidos inverso uma da outra para a segurança
mecânica da operação quanto a tração e torção. Internamente o cabo consiste
de 7 condutores isolados por borrachas ou teflon, que são usados para enviar
aos sensores (ou sondas) a corrente elétrica de alimentação e para transportar,
de volta à superfície, os sinais (volts, pulsos por segundo, etc.) recebido das
rochas.
 Sensores emissor de corrente elétrica;

24. 24
 Sensores emissor de som;
 Sensores emissor de radioatividade;
 Computadores;
Segundo o padrão API, as sondas devem ter um diâmetro da ordem de 4 polegadas,
para serem usados em poços de 6,5 a 17,5 polegadas. Quanto maior a relação
(diâmetro da ferramenta/diâmetro do poço), melhor a resolução dos sensores.
Principais tipos de perfis geofísicos
Para que se possa extrair dos perfis geofísicos a maior quantidade de dados
confiáveis, o usuário deve entender os princípios básicos da operação de perfilagem
e a física da medição das ferramentas usadas.
Os principais tipos de perfis geofísicos usados no Brasil são:
 Raios gama Convencional;
 Potencial Espontâneo;
 Indução;
 Micro Perfil;
 Sônico;
 Caliper;
 Inclinação e
 Temperatura.
Como interpretar perfis geofísicos
Raios Gama Convencional
Este perfil registra os pulsos contínuos por segundo CPS emitidos pela radiação
natural liberado pelos elementos de urânio, tório e potássio, das rochas. A emissão
de fótons por qualquer elemento radioativo obedece uma distribuição gaussiânica.
Atualmente existem dois tipos de ferramentas para registro de raio gamas naturais
que são: dispositivo de um só canal e aqueles com múltiplos canais analisadores.
Unidades usadas no perfil de raios gamas são API (UAPI ou GAPI), que é a medida
da radioatividade.

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Os fatores que alteram as leituras dos raios gamas são os folhelhos que apresentam
alto teor de potássio, minerais radioativos, o tipo de detector, a natureza estática da
radioatividade e o volume de rocha investigado.
Assim podemos ver na (fig. 9),
Figura 9: Gráficos de Raios Gama
Assim, o perfil de raios gama pode ser utilizado como um indicador qualitativo e
quantitativo do conteúdo argiloso das rochas, desde que essa radioatividade dependa
exclusivamente do teor de argilominerais presente. Rochas com grão feldspatos
(arcóseos) ou conglomerados polimíticos são as exceções a esta regra.
Assim como no gráfico os folhelhos apresentam valores positivos a direita do gráfico
e os materiais silicosos ou as areias apresentam valores negativos a esquerda.
Potencial Espontâneo

26. 26
Baseia-se na medida da diferença de potencial natural existente entre dois pontos: um
eletrodo fixado em superfície e outro deslocando-se ao longo do poço. Esta diferença
de potencial é oriunda de fontes naturais de potencial, sendo que as principais são: a
eletrocinética e a eletroquímica.
O potencial eletrocinético (Ek) ocorre sempre que um eletrólito se movimenta através
de um meio permeável e o filtrado da lama é impelido a adentrar nas formações
rochosas devido à diferença de pressão em relação aos fluidos já contidos na camada.
A mais importante fonte de potencial espontâneo natural é a eletroquímica, produzida
através da junção de diferentes líquidos dentro do poço, denominado Potencial de
Junção Liquida (Ej) e o potencial provocado pela passagem dos ânions através dos
folhelhos, o Potencial de Membrana (Em).
Ao analisarmos um perfil de Potencial Espontâneo, percebemos que defronte aos
folhelhos ou a rochas impermeáveis (onde não ocorre invasão do filtrado nem difusão
de sais), a curva do SP mostrará tendência retilínea, sendo, por isso mesmo,
denominada linha base dos folhelhos (LBF).
Diante de zonas permeáveis (onde ocorre invasão do filtrado), a curva do SP mostra
deflexões à direita (positivas) em relação à LBF se a resistividade da água de
formação (Rw) for maior do que a resistividade do filtrado da lama (Rmf); se a deflexão
for para a esquerda (negativa) significa que que fluido intersticial é menos resistivo
que o filtrado. Assim, este perfil diferencia zonas impermeáveis de zonas permeáveis;
define litologias e demarca os limites das camadas facilitando a correlação entre
poços, além de ser indicador de argilosidade e de possibilitar a determinação da
resistividade da água de formação (Rw).

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Figura 10: Princípio do perfil SP. A mobilidade do Cl- é maior que a do Na+, de modo que a curva toma um aspecto negativo
(à esquerda) em relação à linha base dos folhelhos
O máximo potencial que se desenvolve no circuito em série lama/rocha/folhelho/lama
é denominado de Potencial Espontâneo Estático.
O registro do total dessa queda ôhmica (SSP) é impossível de ser realizado em um
poço, devido à natureza da pesquisa, já que um dos eletrodos está localizado dentro
do poço, deslocando-se a uma velocidade constante, dentro da própria lama.
Onde, (rm, rx0, r0, rsh) corresponde respectivamente as resistências da lama.
Indução
O perfil de indução tem por base o acoplamento indutivo entre bobinas e rochas, pelo
fato do campo eletromagnético não ser distorsivo, ele penetra, indistintamente, em um
meio com qualquer contraste elétrico, desde que a lama não seja uma salmoura,
quando o sinal indesejável produzido pelo próprio poço se torna muito maior que o
das rochas.

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Em poços onde as ferramentas galvânicas não apresentam resposta adequada, por
exemplo, poços com lama excessivamente isolantes, tem-se como alternativa o Perfil
de Indução, com suas ferramentas de penetração profunda (ILD) ou média (ILM)
(desenvolvida posteriormente na segunda geração de ferramentas indutivas) torna
possível registrar a resistividade das formações através da indução campos
eletromagnéticos que penetram nas formações rochosas e minimizam os efeitos das
zonas próximas à parede do poço.
O princípio físico desse perfil tem por base o acoplamento eletromagnético (indutivo)
entre os sensores (bobinas) e as rochas, eficaz em reduzir o efeito lama/poço. O
campo primário é gerado a partir da circulação de correntes alternadas na bobina
transmissora, induzindo uma corrente elétrica que possui forma toroidal de eixo igual
ao do poço. Tal corrente produz um campo eletromagnético secundário na formação
que é captado pela bobina receptora juntamente com o campo primário. A eliminação
do campo primário da resposta é feita através da calibração do instrumento.
A partir desse tipo de perfil é possível obter a resistividade da zona virgem (aquela
não invadida pelo filtrado, que conserva o conteúdo original da rocha), presumir a
litologia e o conteúdo fluido, bem como ter uma primeira noção da saturação em
água da camada (Sw), através da relação simplificada de Archie. Exemplo de um
perfil elétrico (fig.11) convencional com ferramentas de 4 polegadas de diâmetro.
Figura 11: Na primeira faixa, o SP. Na segunda, a ϱ16 ou Normal Curta (linha cheia azul) e a ϱ64 ou Normal Longa (linha
pontilhada azul). Quando a ϱ16 alcança valores menores que 4Ω/m aparece a normal Curta Ampliada de 0 ~ 4 Ω/m (4 x ϱ16).
Na terceira faixa, a ϱl
O funcionamento de uma bobina transmissora gera o campo magnético primário (Cp)
que varre lateralmente as camadas adjacentes (lei de Ampere/Biot-Savart). Um anel

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elementar condutivo de rocha, ao ser cortado por este campo, dá origem à corrente
(iA) secundaria (Lei de Faraday), porém, de sentido contrário e 90º fora de fase da
geradora (Lei de Lenz). Por sua vez iA gera seu próprio campo magnético secundário
(CS) que ao cortar a bobina receptora original iR, defasada de 90º daquela do anel.
Observe-se que dois sinais chegam simultaneamente à bobina receptora (AD), de alta
amplitude e defasado 180º da iT, e 90º de iA . o sinal a ser medido é de baixa amplitude
e defasada 180º correspondente à resposta da rocha (adaptado de
Schlumberger,1984). Ver (fig.12)
Figura 12: O princípio de indução
Micro Perfil
Esta ferramenta funciona com três eletrodos pontuais (A, M e N), separados de uma
polegada entre si, estão localizados em um patim de borracha comprimido contra a
parede do poço. O eletrodo de retorno B estás no infinito elétrico. O eletrodo A é o
emissor de corrente, enquanto M e N são os eletrodos de potenciais.
Quando se mede a diferença de M e N a profundidade de investigação é da ordem de
1,5 polegadas a partir da parede do poço. E ao se fazer em relação A e N a sua
investigação alcança 2 polegadas. A abertura dos patins é usada para registro de um
Cáliper de dois braços.
Algumas situações interpretativas podem ocorrer:

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a) Caso inexista reboco defronte a uma camada, por ser ela impermeável, ambas
as curvas lerão px10 e, caso folhelho psh
b) Caso o reboco seja muito espesso (> 2 polegadas), ambas lerão pmc;
c) Caso ocorra desmoronamento além da máxima abertura dos braços da
ferramenta, ambas lerão pm e,
d) Caso o reboco não seja muito espesso, a MN = px0, e MI=pmc. Como pmc
corresponde à resistividade de uma lama prensada, ela terá um valor menor
que px0, que é da rocha, muito embora a rocha tenha o mesmo tipo de fluido
que o reboco.
No último caso, quando px0 > pmc, ocorrera uma separação entre as duas curvas,
separação denominada positiva. A MN é apresentada como linha pontilhada (a
exemplo da DIR-investigação profunda) e a (MI, cheia a exemplo da SN-rasa). Usam-
se hachuras nas separações positivas, para uma melhor visualização do perfil.
Figura 13: Perfil Micro Elétrico
Exemplo de perfil micro elétrico (fig. 13), as curvas litológicas (SP e GR). Na segunda,
as curvas de macro resistividade (DIR – indução e SN – Normal Curta,
correspondendo a zona virgem). Na terceira faixa, as curvas de microresistividades

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(correspondendo as zonas lavada e/ou invadida). O sombreamento indica as
separações positivas (MN>MI), que ocorrem pela interposição do reboco defronte às
camadas porosas. Notar a diferença de comportamento das macroresistividades (20
~30 Ω/m) e microresistividade (2 ~15 Ω/m) abaixo dos 387 metros. Estas diferenças
podem ser interpretadas como variações texturais, cimentação etc. Acima de 387 m,
as macro e microresistividades coincidem, indicando invasão rasa (predominância de
rochas argilosas), exceto nos pequenos intervalos de separação positiva.
Sônico
Representa um dos meios de se obter a porosidade dos aquíferos medindo o tempo
de propagação, ou de transito, gastos por uma onda acústica para atravessar um
determinado espaço de rocha. A velocidade de propagação da velocidade do som
varia de acordo com o meio em que suas ondas se propagam, sendo mais rápidas
nos solido que nos meios líquidos e gasosos. A diferença dessas velocidades gera
parâmetros.
O princípio básico deste dispositivo requer a utilização de um transmissor de energia
acústica, de frequência ultrassônicas, deslocando-se dentro do poço, emitindo ondas
compressionais. A propagação dessas ondas pelas camadas circunvizinhas ao poço
até ativar ao menos dois receptores a distância padronizadas.
Admitindo-se a representatividade das ondas elásticas como raios, pode-se verificar
que elas atingem as paredes do poço de três maneiras:
 Com um pequeno ângulo de incidência, quando toda energia é parcialmente
refletida de volta ao poço e parcialmente refratada, de maneira compressional
e cisalhantemente para dentro das rochas se dispersando totalmente.
 Com um grande ângulo de incidência, quando toda a energia compressional se
reflete de volta no poço;
 Com um ângulo igual ao ângulo critico de incidência (ângulo este definido pela
Lei de Snell), quando ocorrem refrações, dos dois tipos de ondas, a 90°. Isto é
elas se propagam paralelas ou próximas a parede do poço.

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Figura 14: O princípio de funcionamento do perfil sônico
A (fig. 14) mostra um impulso sonoro saindo do transmissor T, percorre uma trajetória
a-b-c até atingir o receptor R1 e a trajetória a-b-d-e até atingir o receptor R2. Os
tempos calculados, conduzem a um diferencial de tempo (∆T) correspondente à
distância entre R1 e R2 fixada em 2 pés.
Os dados da equação:
1 pés = 0,3048 metro ou 30,48 centímetros;
Velocidade da lama Vlama=5.000 pés/s
Velocidade defronte uma camada VFm=18.000 pés/s
De acordo com o princípio de Fermat, o tempo a ser medido será o mínimo possível
para a onda percorrer os dois pés que separam os receptores R1 e R2. Desde que
centralizado (isto é, a trajetórias a=c=e), o tempo será igual a 2/18.000= 0,000111
segundos. Como o tempo foi em relação a 2 pés, o API padronizou a unidade do
sônico em microssegundos por cada pé de rocha, o que significa dizer que o sistema
da ferramenta tem que dividir o resultado por 2 e imprimir, no perfil, o tempo de transito
como sendo igual a 55,5 µs/pés.

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Figura 15: A correlação entre a porosidade e o tempo de transito é dado pelo modelo acima;
Na figura 16 a curva ∆T é mostrada na terceira faixa em escala de 40 ~ 240 µs/pés.
O tempo aumenta da direita para esquerda. Como a porosidade está diretamente
relacionada com o tempo, quanto maior o tempo, maior a porosidade. As camadas
com tempos à esquerda são mais porosas que as da direita. A correlação entre o GR,
o DT e a DIR. quando o GR diminui de valor (areias), as resistividades aumentam
(água doce) e os tempos diminuem. Quando o GR aumenta (folhelhos), as
resistividade diminuem com (muita água) e os tempos aumentam (muita atenuação,
dado o excesso de água dos folhelhos).
Figura 16: Perfil Sônico
Cáliper ou Calibre do Poço

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O sistema de resposta dos perfis elétricos, acústico e radioativos mostram quão
desmoronadas e/ou rugosidade encontram-se as paredes do poço. Em razão da
litologia podem ocorrer o tamanho ou a diminuição do diâmetro do poço seja por
desmoronamento ou pela expansão como nos arenitos e demais rochas permeáveis
diminuindo o diâmetro do poço. As rochas cristalinas permanecem com mesmo
diâmetros.
O Cáliper pode ser considerado como uma resposta à resistência das rochas.
Estudo geotectônicos indicam que o eixo maior da assimetria dos poços está
direcionado na direção das fraturas.
A medida da variação da voltagem de uma bobina e relacionada com a abertura de
dois ou três, quatro ou mais braços articulados, pressionados contra a parede do poço.
O movimento constante de abrir e fechar, de acordo com estrangulamento e
desmoronamentos, faz variar as características das bobinas. Calibra-se o Cáliper com
dois ou mais anéis de diâmetros conhecidos e mede-se as respectivas voltagens na
bobina, estabelecendo-se uma escala de calibração.
Os Cáliper de dois braços tendem a registrar o maior diâmetro do poço, assim
calculam volumes maiores que os reais, já os de três braços registram valores
intermediários. Tem como agravante que todos os braços estão articulados entre si.
O perfil do Cáliper pode ser usado para
a) Auxiliar a interpretação litológica;
b) Proporcionar meios para a correção ambiental dos perfis;
c) Indicar intervalos permeáveis (presença de reboco);
d) Determinar intervalos possivelmente fraturados;
e) Determinar a espessura dos aquíferos de interesse;
f) Determinar o diâmetro dos filtros;
g) Calcular o volume do pré-filtro e
h) Corrigir os cálculos de vazões, naqueles poços em que se tenha admitido um
diâmetro constante.
A engenharia de perfuração usa o Cáliper para calcular o volume do poço para
quantificação de pré-filtros, pastas de cimento, tampões etc.

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Na figura (17) o perfil de Cáliper XY realizado com uma ferramenta de 4 braços,
articulados 2 a 2, mostrando ovalizações localizadas. Observar desmoronamentos
nos folhelhos e estrangulamentos nas areias. Dadas as constantes movimentações
da coluna de perfuração, as areias aparentemente não mostram (muito embora
ocorram desvio à permoporosidade) a presença de reboco (reboco oculto) a partir dos
dois caliperes obtidos. A notação é a inglesa, onde o ponto corresponde à nossa
vírgula.
Figura 17: Perfil de Cáliper
Inclinação
Problemas como desvio ou inclinação do poço causam problemas desde o uso de
algumas ferramentas de perfilagem e é preciso estar bem centralizada nos poços; isto
facilita a instalação de filtros, revestimentos e equipamentos de bombeamento e estar
alinhado é fundamental.
Existem três tipos distintos de ferramentas de desvio: pêndulos, giroscópios e
magnetômetros/acelerômetros.
Os mais simples usam um pendulo mecânico que cria tensões elétricas ao se afastar
da vertical em uma bobina de alta sensibilidade. Os dois outros tipos são sistemas de

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orientação desenvolvido para a navegação espacial, onde circuitos integrados
também geram tensões, nas direções X, Y e Z, quando cortadas pelo campo
magnético terrestre e são usados mais no ramo petrolífero Dipmeter em perfil de
inclinação ou desvio.
Na figura (18), o perfil de desvio, sem indicação direcional. A curva analógica mostra
que até os 245 metros o poço manteve-se dentro do limite máximo de 2 graus de
desvio da vertical. Ao atingir o topo do folhelho (250 ~ 256 metros), o desvio aumentou
rapidamente, atingindo cerca de 10 graus nos 150 metros seguintes. Os números à
direita da última faixa indicam os valores registrados pelo sensor, em graus desviado
vertical.
Figura 18: Perfil de Desvio Vertical.
Temperatura
Aquíferos posicionados em profundidades diferentes apresenta temperaturas
diferentes. Assim, caso dois aquíferos estejam contribuindo para um mesmo poço, o
perfil temperatura poderá identifica-los e permitir uma estimativa da contribuição
relativa de cada um deles.
Drury (1984) usou perfis de temperatura para definir anomalias térmicas provenientes
de fluxos hidrodinâmicos em fraturas. A característica da metodologia é dada por:
 A temperatura do fluido ao redor do termistor é a mesma da rocha;
 Determinar o gradiente geotérmico do poço;

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 Equilibrio térmico entre a lama e o poço;
 Ausência de movimento vertical do fluido.
Podemos ver no gráfico, o perfil de temperatura mostrando uma variação de
temperatura entre os 100 e os 800 metros, da ordem de 4,75°C. DMTP é a razão da
variação da temperatura com a profundidade ou temperatura diferencial. Este gráfico
e dado pela figura (19).
Figura 19: Perfil de Temperatura.
Conclusão
Os custos que envolvem um poço pode ser relativamente baixa ou alto. A
hidrogeologia mostra que um poço construído dentro de padrões não só os pode
tornar acessível, mas ter uma vida longa, levando esses custos a acessíveis, e com
garantia de qualidade e durabilidade.
Referências
BIBLIOGRAFIA DE APOIO:
FEITOSA, Fernando Antonio Carneiro (Coord.); MANOEL FILHO, Joao (Coord.).
Hidrogeologia: conceitos e aplicações. 1. ed. Fortaleza: CPRM, 1997. 389 p., il
CARLOS, E. M. Tucci.
Hidrologia: Ciência e Aplicação. 3º. Ed.