A caracterização da morfologia e da conectividade do sistema poroso de rochas se mostra importante na avaliação da qualidade de reservatórios de petróleo. a aplicação da técnica de análise de imagens para a caracterização de rochas reservatório vem se intensificando, impulsionando o uso da tomografia de raios x, uma vez que esta permite a investigação do meio poroso em três dimensões. para a maioria dos carbonatos, deve ser levado em conta que seus sistemas porosos são constituídos de múltiplas porosidades, ou seja, várias escalas espaciais com tamanhos de poros bastante distintos. portanto, o seu estudo envolve um tratamento multiescalar, sendo necessária a obtenção de parâmetros do sistema poroso em distintas resoluções espaciais. o presente trabalho apresenta uma metodologia de composição multiescala que utiliza técnicas complementares de imageamento de micro e nanotomografia de raios x, além de microscopia eletrônica de varredura. com as escalas compostas, foram determinadas as porosidades e distribuições de tamanho de poros de oito amostras de rochas carbonáticas, para no mínimo duas resoluções espaciais diferentes. como complementação, foi também aplicada uma metodologia para obtenção de uma rede de poros e ligações, baseada na técnica de esqueletonização, caráter multiescalar, com a qual a permeabilidade das amostras foi estimada. em comparação a dados medidos em laboratório, o estudo multiescala mostrou a importância da análise em diferentes escalas de observação de sistemas porosos heterogêneos, onde cada escala adicional tem um papel fundamental para os processos de escoamento de fluido.