ImplementaÃÃo em elementos finitos das equaÃÃes de pressÃo e saturaÃÃo para simulaÃÃo de fluxo bifÃsico em reservatÃrios de petrÃleo deformÃveis

AUTOR(ES)

Igor Fernandes Gomes

DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A injeÃÃo e extraÃÃo de fluidos de um reservatÃrio de petrÃleo causam variaÃÃes de pressÃes, temperatura e saturaÃÃes, que podem afetar o estado de tensÃes, levando a deformaÃÃes na rocha reservatÃrio e modificando sua porosidade e permeabilidade, bem como afeta as rochas vizinhas. Trata-se, portanto, de um problema acoplado onde o fluxo de fluidos no reservatÃrio e o comportamento geomecÃnico da rocha se influenciam mutuamente. Isto pode levar a ocorrÃncia de problemas como compactaÃÃo e subsidÃncia, fraturamento hidrÃulico e reativaÃÃo de falhas. Consiste em um problema acoplado hidromecÃnico que pode ser representado por um sistema nÃo-linear de equaÃÃes diferenciais parciais a ser resolvido por esquemas de soluÃÃo numÃrica considerando diferentes nÃveis de acoplamento. Nesta tese, foi implementada uma formulaÃÃo de fluxo bifÃsico (Ãgua-Ãleo) do tipo pressÃo-saturaÃÃo, cujas variÃveis primarias sÃo a saturaÃÃo de Ãgua e a pressÃo de Ãleo, usando a estrutura do programa em elementos finitos CODE_BRIGHT (Coupled Deformation Brine Gas and Heat Transport) acoplada ao problema geomecÃnico. Foi necessÃrio empregar uma tÃcnica de estabilizaÃÃo numÃrica do tipo upwind para o problema de fluxo, onde o tratamento numÃrico foi feito com relaÃÃo ao termo de mobilidade dos fluidos. O programa adota o MÃtodo dos Elementos Finitos com Volume de Controle (CVFEM) e foi concebido para simular fluxo de fluidos em reservatÃrios de petrÃleo sensÃveis ao estado de tensÃes. Neste, as equaÃÃes do problema de fluxo bifÃsico sÃo resolvidas em conjunto com a equaÃÃo de equilÃbrio de tensÃes, que caracteriza o problema geomecÃnico. O tipo de acoplamento numÃrico à o seqÃencial implÃcito onde o problema geomecÃnico à resolvido sequencialmente ao problema de fluxo, onde as incÃgnitas sÃo atualizadas simultaneamente em ambos os problemas, a cada interaÃÃo de Newton-Rapshon. O programa foi validado quanto à formulaÃÃo pressÃo-saturaÃÃo, adotando a estabilizaÃÃo numÃrica, em um problema de fluxo bifÃsico tipo Buckley-Leveret, como tambÃm foi verificado, com relaÃÃo a soluÃÃes analÃticas e resultados numÃricos, o acoplamento hidro-geomecÃnico. Por fim o programa foi aplicado a casos de grande ocorrÃncia na engenharia de reservatÃrios de petrÃleo, tais como os problemas de compactaÃÃo, subsidÃncia e reativaÃÃo de falhas selantes.

ASSUNTO(S)

reservatÃrios de petrÃleo â fluxo bifÃsico geotecnia hydro-mechanical coupling finite elements two-phase flow reservatÃrios de petrÃleo engenharia civil geomecÃnica acoplamento numÃrico geomechanics engenharia civil

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