Estudo comparativo das estratégias de solução numérica para escoamentos bifásicos em reservatórios de petróleo
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13707 |
Resumo: | In this work is performed a comparative study of some of the most well-known strategies for solving the algebraic equations system arising from the space and time discretization, using the Finite Volumes Method, of the governing equations for a threedimensional two-phase, water-oil and water-gas flow, in a heterogeneous oil reservoir. The flow is considered to be isothermal, the fluids immiscible and it takes into account the compressibility of the fluids and the porous matrix. A model is also used for the well-reservoir coupling considering specified flow rates of injection and production. The resolution strategies considered were the Fully Implicit Method (Newton s Method), the IMPES Method (IMplicit for Pressure and Explicit for Saturation), the Sequential Method (implicit for pressure and saturation) and the Hybrid method (implicit for Pressure and the Newton s Method for saturation), which represents the main contribution of this work. As applications examples, were considered the problem of injection in a slab geometry, the problem of production in a Five-Spot well arrangement and the problem of gas production by combined decompression effects of gas and rock and the pressure exerted by the water contained in an aquifer in the lower region of the reservoir. |
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Tese (Doutorado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2017.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13707In this work is performed a comparative study of some of the most well-known strategies for solving the algebraic equations system arising from the space and time discretization, using the Finite Volumes Method, of the governing equations for a threedimensional two-phase, water-oil and water-gas flow, in a heterogeneous oil reservoir. The flow is considered to be isothermal, the fluids immiscible and it takes into account the compressibility of the fluids and the porous matrix. A model is also used for the well-reservoir coupling considering specified flow rates of injection and production. The resolution strategies considered were the Fully Implicit Method (Newton s Method), the IMPES Method (IMplicit for Pressure and Explicit for Saturation), the Sequential Method (implicit for pressure and saturation) and the Hybrid method (implicit for Pressure and the Newton s Method for saturation), which represents the main contribution of this work. As applications examples, were considered the problem of injection in a slab geometry, the problem of production in a Five-Spot well arrangement and the problem of gas production by combined decompression effects of gas and rock and the pressure exerted by the water contained in an aquifer in the lower region of the reservoir.Neste trabalho é realizado um estudo comparativo de algumas das estratégias mais conhecidas de resolução do sistema de equações algébricas oriundo da discretização espacial e temporal, utilizando o Método dos Volumes Finitos, das equações que governam o escoamento tridimensional bifásico, água-óleo e água-gás, em um reservatório de petróleo heterogêneo. O escoamento é considerado como sendo isotérmico, os fluidos imiscíveis e leva-se em consideração a compressibilidade dos fluidos e da matriz porosa. Utiliza-se, também, um modelo para o acoplamento poço-reservatório considerando vazões especificadas de produção e de injeção. As estratégias de resolução consideradas foram o Método Totalmente Implícito (Método de Newton), o Método IMPES (IMplícito para a Pressão e Explícito para a Saturação), o Método Sequencial (implícito para a pressão e a saturação) e o Método Híbrido (implícito para a pressão e o Método de Newton para a saturação), que representa a principal contribuição desse trabalho. Como exemplos de aplicação, considerou-se o problema da injeção em um reservatório do tipo Slab, o problema da produção em um arranjo do tipo Five-Spot e o problema de produção de gás por efeitos combinados de descompressão do gás e da rocha e da pressão exercida pela água contida em um aquífero na região inferior do reservatório.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T14:38:36Z No. of bitstreams: 1 Tese_MayksoelMedeirosDeFreitas.pdf: 5699158 bytes, checksum: 24ec7be228cc4ac470fd5468b704b5ea (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-07T14:38:36Z (GMT). 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Estudo comparativo das estratégias de solução numérica para escoamentos bifásicos em reservatórios de petróleo Freitas, Mayksoel Medeiros de Two-phase flow Finite volume method Resolution strategies Oil reservoir Hybrid method IMPES method Sequential method Fully implicit method Escoamento Bifásico Estratégias de Resolução Método Híbrido Método IMPES Método Sequencial Método totalmente implícito Reservatórios de petróleo Método dos volumes finitos Escoamento instável (Dinâmica dos fluidos) Escoamento em meios porosos Modelos matemáticos CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE |
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In this work is performed a comparative study of some of the most well-known strategies for solving the algebraic equations system arising from the space and time discretization, using the Finite Volumes Method, of the governing equations for a threedimensional two-phase, water-oil and water-gas flow, in a heterogeneous oil reservoir. The flow is considered to be isothermal, the fluids immiscible and it takes into account the compressibility of the fluids and the porous matrix. A model is also used for the well-reservoir coupling considering specified flow rates of injection and production. The resolution strategies considered were the Fully Implicit Method (Newton s Method), the IMPES Method (IMplicit for Pressure and Explicit for Saturation), the Sequential Method (implicit for pressure and saturation) and the Hybrid method (implicit for Pressure and the Newton s Method for saturation), which represents the main contribution of this work. As applications examples, were considered the problem of injection in a slab geometry, the problem of production in a Five-Spot well arrangement and the problem of gas production by combined decompression effects of gas and rock and the pressure exerted by the water contained in an aquifer in the lower region of the reservoir. |
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