Simulação de escoamentos bifásicos água-óleo tridimensionais não-isotérmicos em reservatórios de petróleo

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Heringer, Juan Diego dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Two-phase flow; Non-isothermal flow; Porous media; Enhanced thermal recovery methods; Reservoir simulation; Escoamento bifásico; Escoamento não-isotérmico; Meios porosos; Métodos avançados de recuperação térmica; Simulação de reservatórios; Métodos de simulação; Reservatórios; ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18869

Este trabalho trata da simulação numérica de escoamentos bifásicos não-isotérmicos em reservatórios de petróleo. Especificamente, foca-se no problema da recuperação de óleo pesado mediante o aquecimento do reservatório, visando a uma diminuição da sua viscosidade e ao aumento da sua mobilidade. Energia é transferida ao reservatório mediante a injeção de um fluido aquecido ou por meio de um poço aquecedor estático. Considera-se o escoamento bifásico água-óleo e as equações diferenciais parciais governantes são escritas em termos da pressão da fase não-molhante (óeo), da saturação da fase molhante (água) e da temperatura média do reservatório, sem se assumir a hipótese do equilíbrio térmico local. O Método dos Volumes Finitos foi escolhido para discretizar as equações governantes, resultando em equações algébricas que foram linearizadas via o método de Picard. Uma decomposição de operadores também é utilizada de modo que as equações discretizadas linearizadas são resolvidas sequencialmente para a obtenção da pressão, saturação e temperatura média. Os subsistemas de equações algébricas são resolvidos pelos métodos dos Gradientes Conjugados Precondicionado (pressão) e do Gradiente Biconjugado Estabilizado Precondicionado (saturação e temperatura). Após a validação dos resultados numéricos, simulações foram realizadas prevendo a injeção de água aquecida em um reservatório com geometria do tipo Slab e realizada uma análise de sensibilidade. Em se tratando da produção em um reservatório com um arranjo de poços injetores e produtores do tipo Five-spot, uma análise qualitativa foi empreendida e, além da injeção do fluido aquecido, simulou-se o escoamento na presença de um poço aquecedor estático. Os resultados demonstraram a pertinência dos modelos físico-matemáticos e das metodologias empregadas, além de comprovar o impacto positivo que o aquecimento do reservatório tem na recuperação de óleos pesados.