Quantificação de incertezas do campo de permeabilidade através da expansão de Karhunen-Loève na recuperação avançada de petróleo utilizando injeção de espuma

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Santos, Berilo de Oliveira lattes
Orientador(a): Rocha, Bernardo Martins lattes
Banca de defesa: Igreja, Iury Higor Aguiar da lattes, Borges, Márcio Rentes lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16719
Resumo: Um método para recuperação avançada de petróleo (EOR, do inglês enhanced oil recovery) que vem sendo muito estudado é a injeção de espuma no meio poroso, por possibilitar uma varredura mais uniforme do reservatório. Nesse sentido, modelos matemáticos têm sido amplamente utilizados para realizar previsões e estudos de como otimizar a produção. Logo, é importante estudar e entender claramente a influência de cada parâmetro do modelo matemático sobre o escoamento. Muitas características dos fluidos devem ser levadas em consideração, mas, além disso, a influência da heterogeneidade e das incertezas do campo de permeabilidade absoluta desempenham importante papel no escoamento e no desempenho da espuma. O objetivo do trabalho é realizar a Quantificação de Incertezas (UQ, do inglês uncertainty quantification) e a Análise de Sensibilidade (SA, do inglês sensitivity analysis) de Quantidades de Interesse (QoIs, do inglês quantities of interest) relevantes para a compreensão e estudo da EOR em casos de escoamento com espumas e considerando incertezas do campo de permeabilidade absoluta, a fim de entender como essas podem ser atenuadas pela presença da espuma. Para alcançar isso, foi usada a expansão Karhunen-Loève na introdução de incertezas no campo de permeabilidade e a técnica de expansão em Caos Polinomial (PCE, do inglês polynomial chaos expansion) na criação emuladores de modelos de escoamento bifásico água-gás com presença de espuma para conduzir os estudos de forma eficiente, devido ao alto custo computacional dos modelos matemáticos envolvidos. Dentro desse contexto, a SA através do cálculo dos índices de Sobol poderá ser realizada de forma adequada através dos emuladores. Os resultados da quantificação de incertezas corroboram a capacidade da espuma em atenuar os efeitos da heterogeneidade do meio poroso, reduzir as variações e aumentar a eficiência do processo. Foi observado que a espuma mais forte explorada contribuiu para um retardamento do breakthrough e para reduzir as incertezas dos resultados. Os emuladores baseados na PCE demonstraram ser eficazes na previsão dos resultados, com métricas satisfatórias.