Utilização de métodos de transferência de escala na simulação de recuperação de hidrocarbonetos com aplicação de computação distribuída - de Souza Menezes Filho, Demétrio (2009)
A transferência para uma escala maior ( upscaling ), tem sido um método muito utilizado no tratamento de informações associadas a uma grande quantidade de dados, tornando-se uma opção ainda mais relevante quando o excesso destes dados representa uma dificuldade na sua manipulação, levando à outras conseqüências tais como longo tempo de processamento, sobrecarga do sistema ou até mesmo inviabilização da simulação em alguns casos extremos. Desta forma, a transferência para uma escala maior tem como desafio a busca pela manutenção da representatividade da informação, utilizando uma menor quantidade de dados. A permeabilidade absoluta e a porosidade de campos de petróleo podem representar uma grande quantidade de dados nas simulações e, em casos realistas, com reservatórios altamente heterogêneos, a utilização de modelos com malhas muito refinadas se torna eventualmente inviável ou requer um longo tempo computacional para simulação. Isto motivou o estudo de duas metodologias clássicas de transferência para uma escala maior ( upscaling ) para dados referentes à permeabilidade, através do uso de médias pitagóricas (aritmética, geométrica, harmônica) e do uso do chamado Flow Based e para os dados referentes à porosidade, através do uso de média aritmética volumétrica. Foi desenvolvido um sistema chamado de Transfer , escrito em linguagem C, que atua como um gerenciador do processo de transferência de escala, além de possuir ferramentas para pré-processamento que auxiliam na conversão de dados entre o simulador IMEX e o sistema Transfer , assim como, entre o Transfer e o software ELMER e no pós-processamento, ferramentas para fazer o procedimento inverso. Ainda foram agregadas diversas ferramentas adicionais para auxilio no uso do sistema. Em relação aos aplicativos adotados, no caso específico da metodologia Flow Based , foi utilizado o software de resolução de problemas multifísicos ELMER do Finish IT Center for Sciense (CSC - Finlândia) para o cálculo da permeabilidade equivalente de macro-células utilizando o método dos elementos finitos. Também como forma de acelerar o processamento da metodologia Flow Based , foi desenvolvida uma versão do sistema Transfer para trabalhar de modo distribuído, visando aumentar a velocidade de processamento em relação ao sistema trabalhando em modo seqüencial. Como formas de avaliar as ferramentas desenvolvidas ou utilizadas, foram feitas simulações baseadas no desafio lançado pela Society of Petroleum Engineers (SPE) através do Tenth SPE Comparative Solution Project: A Comparison of Upscaling Techniques - SPE66599 (Christie-2001) que trata de dois modelos, sendo o primeiro um caso simples em duas dimensões com 2.000 células e o segundo um caso tridimensional com 1.122.000 células. Para obtenção de resultados, foi utilizado o simulador comercial de reservatórios IMEX da Computer Modeling Group (CMG), conjuntamente com os aplicativos BUILDER e RESULTS GRAPH que fazem parte do mesmo pacote da empresa. O presente trabalho contribuiu para que fosse criada uma ferramenta para transferência para escala superior ( upscaling ) de dados, utilizando duas metodologias distintas, com aplicação de computação distribuída, podendo ser utilizada em diversos contextos, tais como: simulação de reservatórios de petróleo, estudo de aqüíferos e contaminantes, etc. Também serviu como trabalho inicial de uma nova linha de pesquisa para o grupo de pesquisa PADMEC da UFPE