Análise numérica de reativação de falhas associada à injeção e produção de fluido em reservatório
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46415 |
Resumo: | O estudo das zonas falhas é de suma importância para a segurança no processo de produção de petróleo. O processo de reativação das falhas pode levar a deformações superficiais, subsidência e exsudação de fluidos na superfície do fundo do mar implicando em danos ambientais e econômicos. É um problema acoplado hidromecânico e a ativação da falha é governada pelas condições de contorno do problema podendo ser modelado numericamente envolvendo modelos constitutivos adequados para os materiais envolvidos. A falha pode ser representada por apenas um material de preenchimento ou dividida em zonas de núcleo e dano, o que é uma aproximação consistente com observações de campo. Esta dissertação apresenta a simulação numérica acoplada hidromecânica de dois cenários hipotéticos quanto à reativação de falhas devido à mudança do campo de pressão no interior de um reservatório. No primeiro foi simulado um reservatório em produção de petróleo com possibilidade de reativação de falha, avaliando o impacto da reativação na resposta tensão deformação de um talude submarino localizado no leito marinho, sobre o campo. O reservatório, seccionado por uma zona de falha, está sujeito à operação de um poço injetor e outro produtor. A zona de falha é assumida como uma região inicialmente selante apresentando-se como uma descontinuidade geomecânica e hidráulica do campo. A reativação de falha geológica atuou como um gatilho de possível instabilização do talude, provocando deslocamentos horizontais e verticais. O segundo cenário envolve a modelagem de reativação de falhas de um campo cujo modelo foi construído a partir da interpretação dos dados sísmicos da Bacia Laurentian, em ambiente offshore no Canadá, considerando a falha dividida em zonas de núcleo e de dano. As simulações numéricas foram realizadas aplicando o método dos elementos finitos, através do modelo de Mohr-Coulomb, com regularização viscosa de Perzyna, utilizando o código in house CODE-BRIGHT. A simulação do comportamento constitutivo de falhas selantes levou à previsão da possibilidade de reativação da falha e à análise de sensibilidade quanto a propriedade de resistência dos materiais da zona de falha. |
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SILVA, Tasso Carvalho dahttp://lattes.cnpq.br/3983031397999092http://lattes.cnpq.br/7454305406070791GOMES, Igor Fernandes2022-09-14T16:45:10Z2022-09-14T16:45:10Z2022-07-20SILVA, Tasso Carvalho da. Análise numérica de reativação de falhas associada à injeção e produção de fluido em reservatório. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46415O estudo das zonas falhas é de suma importância para a segurança no processo de produção de petróleo. O processo de reativação das falhas pode levar a deformações superficiais, subsidência e exsudação de fluidos na superfície do fundo do mar implicando em danos ambientais e econômicos. É um problema acoplado hidromecânico e a ativação da falha é governada pelas condições de contorno do problema podendo ser modelado numericamente envolvendo modelos constitutivos adequados para os materiais envolvidos. A falha pode ser representada por apenas um material de preenchimento ou dividida em zonas de núcleo e dano, o que é uma aproximação consistente com observações de campo. Esta dissertação apresenta a simulação numérica acoplada hidromecânica de dois cenários hipotéticos quanto à reativação de falhas devido à mudança do campo de pressão no interior de um reservatório. No primeiro foi simulado um reservatório em produção de petróleo com possibilidade de reativação de falha, avaliando o impacto da reativação na resposta tensão deformação de um talude submarino localizado no leito marinho, sobre o campo. O reservatório, seccionado por uma zona de falha, está sujeito à operação de um poço injetor e outro produtor. A zona de falha é assumida como uma região inicialmente selante apresentando-se como uma descontinuidade geomecânica e hidráulica do campo. A reativação de falha geológica atuou como um gatilho de possível instabilização do talude, provocando deslocamentos horizontais e verticais. O segundo cenário envolve a modelagem de reativação de falhas de um campo cujo modelo foi construído a partir da interpretação dos dados sísmicos da Bacia Laurentian, em ambiente offshore no Canadá, considerando a falha dividida em zonas de núcleo e de dano. As simulações numéricas foram realizadas aplicando o método dos elementos finitos, através do modelo de Mohr-Coulomb, com regularização viscosa de Perzyna, utilizando o código in house CODE-BRIGHT. A simulação do comportamento constitutivo de falhas selantes levou à previsão da possibilidade de reativação da falha e à análise de sensibilidade quanto a propriedade de resistência dos materiais da zona de falha.The study of fault zones is of paramount importance for safety in the oil production process. The fault reactivation process can lead to surface deformations, subsidence and exudation of fluids on the surface of the seabed, resulting in environmental and economic damages. It is a coupled hydromechanical problem and the fault activation is governed by the boundary conditions of the problem and can be numerically modeled involving constitutive models suitable for the materials involved. The fault can be represented by just one filler material or divided into core and damage zones, which is an approximation consistent with field observations. This dissertation presents the hydromechanical coupled numerical simulation of two hypothetical scenarios regarding the reactivation of faults due to the change of the pressure field inside a reservoir. In the first one, a reservoir in oil production with the possibility of fault reactivation was simulated, evaluating the impact of reactivation on the stress-strain response of a submarine slope located on the seabed, over the field. The reservoir, sectioned by a fault zone, is subject to the operation of an injection well and another producer. The fault zone is assumed as an initially sealing region presenting itself as a geomechanical and hydraulic discontinuity of the field. The geological fault reactivation acted as a trigger of possible slope instability, causing horizontal and vertical displacements. The second scenario involves the modeling of fault reactivation of a field whose model was built from the interpretation of seismic data from the Laurentian Basin, in an offshore environment in Canada, considering the fault divided into core and damage zones. Numerical simulations were performed applying the finite element method, through the Mohr-Coulomb model, with Perzyna viscous regularization, using the in-house code CODE-BRIGHT. The simulation of the constitutive behavior of sealant failures led to the prediction of the possibility of failure reactivation and to the sensitivity analysis regarding the resistance property of the materials in the failure zone.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia civilModelagem numéricaSimulação de reservatório de petróleoAnálise geomecânicaReativação de falhasAnálise numérica de reativação de falhas associada à injeção e produção de fluido em reservatórioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Tasso Carvalho da Silva.pdf.txtDISSERTAÇÃO Tasso Carvalho da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain128601https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46415/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Tasso%20Carvalho%20da%20Silva.pdf.txt9a0f0b6c9f3cef096be98dba50cb350dMD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Tasso Carvalho da Silva.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Tasso Carvalho da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1259https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/46415/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Tasso%20Carvalho%20da%20Silva.pdf.jpgb8eaca2e82f32f4147b719a451b3e6ddMD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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