Gerenciamento ótimo da injeção de água usando completações inteligentes

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: PASSOS GRANADOS, Kewin
• Orientador(a): HOROWITZ, Bernardo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia Civil; Reservatório de petróleo; Injeção de água; Otimização da produção; Completações inteligentes; Dispositivos de controle de fluxo
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29778

Nos últimos anos, a indústria do petróleo e gás concentrou seus esforços no desenvolvimento e concepção de novas ferramentas que lhe permitam ter maior controle sobre os poços sem realizar intervenções desnecessárias. Os dispositivos de controle de fluxo (flow control devices – FCD) são equipamentos instalados no fundo do poço, com a função de controlar o fluxo que entra no interior do tubo de produção, lidar com a irrupção prematura de água e/ou gás, restringir a alta produção de fluidos indesejados e gerar perdas de pressão adicionais no fluido que possam equalizar a distribuição de pressão ao interior do tubo produtor. Este estudo descreve o comportamento dos FCD instalados em modelos de poços produtores, fazendo uma análise comparativa entre os resultados obtidos com os FCD funcionando em modo passivo e os resultados trabalhando em modo ativo. Dois modelos foram projetados para melhorar o desempenho de poços com completações inteligentes, avaliar o retorno econômico do reservatório, otimizar as aberturas dos FCD instalados e criar modelos base de poços inteligentes que possam ser implementados em situações mais complexas e realistas. Neste trabalho, foram analisados dois modelos de reservatórios simples, cada um com configurações especificas para os poços, os FCD são instalados no poço produtor para criar completações inteligentes, simulações numéricas geraram várias iterações para alterar os controles e encontrar a abertura ótima dos FCD durante o tempo de modelagem. Foi utilizado um software de segmentação de poços para modelar as completações inteligentes e um programa numérico para realizar a otimização; o algoritmo de programação sequencial quadrática e a estratégia de otimização sequencial por aproximação foram escolhidos como métodos iterativos para realizar a otimização do problema não-linear. O primeiro modelo estudado é um reservatório simples com dois poços, um injetor e um produtor, representando um cenário de produção conjunta (commingled production), e o segundo modelo é um reservatório subdividido em três regiões de distintas permeabilidades com um poço injetor convencional e um poço produtor horizontal; nos dois casos, o reservatório é submetido a um processo de injeção de água. No modo passivo, a configuração para cada FCD não muda durante o período de concessão, avaliando assim as condições de produção e injeção. No modo ativo, o tamanho do orifício de cada FCD muda nos ciclos de controle onde um aumento significativo na produção de água é evidenciado, cada nova abertura é gerada por várias iterações de otimização, ajustando o orifício dos FCD para maximizar o valor presente líquido (VPL) do reservatório. Foi possível demostrar que o uso de FCD em modo ativo e a otimização das aberturas dos FCD podem melhorar as condições de produção, aumentando o retorno econômico do reservatório evidenciado por um maior VPL.