Uma nova classe de modelos perturbativos para descrição da troca de massa entre redes de condutos carstificados e matriz em rochas carbonáticas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Valente, Sandro Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica; Coordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA); Brasil; LNCC; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Meios porosos; Reservatórios carstificados; Skin factor; Hidrocarbonetos - Extração; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA
• Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/329

Na modelagem de processos de extração de hidrocarbonetos em rochas carbonáticas, um dos grandes desafios científicos é a predição acurada do fator de recuperação na presença de complexidades geológicas representadas pelas feições cársticas. A existência de caminhos de alta permeabilidade, gerados pelo processo de dissolução de carbonatos por águas meteóricas ou profundas, dá origem à formação de condutos cuja hidrodinâmica é caracterizada por elevadas trocas de massa com a rocha intacta. Consequentemente, a presença da rede discreta de condutos gera dificuldades adicionais advindas da necessidade do cômputo acurado dos coeficientes de troca de massa. Dentre as diversas complexidades destacamos aqui as decorrentes da geometria não circular das seções transversais do conduto aliadas à presença de brechas de colapso, que por sua vez dão origem à formação de regiões de dano na vizinhança destas estruturas. Neste contexto, estamos diante de um enorme desafio para descrever os regimes de escoamento bem como as interações hidrodinâmicas que ocorrem entre o carste e a matriz. Modelos para a rede de condutos baseados no tratamento via redes de poços não convencionais podem exibir deterioração de precisão devido às complexidades descritas acima. Neste cenário, o presente trabalho objetiva o desenvolvimento de um novo modelo numérico para o cômputo do coeficiente de troca de massa baseado em perturbações sequenciais aplicadas ao conceito tradicional de well index, amplamente utilizado para descrever macroscopicamente a interação poço/reservatório. Neste contexto, exploramos aqui o recente conceito de karst index e propomos uma nova metodologia, baseada no conceito de skin factor generalizado, cuja magnitude incorpora as perturbações hidrodinâmicas inerentes às correções de geometria não circular e à presença de regiões de dano na vizinhança do conduto. Experimentos numéricos são realizados onde os resultados ilustram o potencial da metodologia proposta no caso de condutos de seção transversal elíptica.