Análise termo-hidro-mecânica em meios porosos utilizando elementos finitos de acoplamento de malhas não-conformes

• Autor(a) principal: JOSEPH, Jean Baptiste
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300000snjn
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29775
• topic: Engenharia Civil; Simulação termo-hidro-mecânica; Elemento finito de acoplamento; Malhas não-conformes

Para atender à demanda global nas próximas décadas, a indústria do petróleo vem procurando novas tecnologias para aumentar a produção de óleo. A injeção de água é uma das técnicas mais utilizadas nesta indústria para recuperar o óleo aprisionado no reservatório. O mecanismo físico deste processo envolve o deslocamento de fluidos imiscíveis do poço injetor ao poço produtor. A injeção de água com altas temperaturas, deixa o meio em uma condição não-isotérmica que influencia diretamente a viscosidade e indiretamente a produção de óleo, além disso influencia o estado de tensões da formação. Neste trabalho aplica-se uma formulação termo-hidro-mecânica acoplada para um meio poroso preenchido unicamente com água, utilizando a técnica de elementos finitos para acoplamento de malhas não-conformes, implementada no código computacional CODE_BRIGHT (COupled DEformation, BRIne, Gás and Heat Transport) com objetivo de simular o fluxo bi ou tri dimensional do óleo e água em reservatório, e paralelamente analisar o efeito da injeção da água quente nas tensões dos elementos aos redores do poço injetor e produtor. Neste trabalho foram analisados os casos de poço vertical baseado na solução de Kirsch, circulação de fluido aquecido em tubulação enterrada no fundo do mar, solução de adensamento de Terzaghi, de Mandel, problema de subsidência e compactação de reservatório. Nos problemas de tubulação e de subsidência, dois cenários são analisados. O primeiro utiliza malhas de elementos finitos convencionais, com elementos de transição entre a formação e o reservatório devido ao grau maior de refinamento no reservatório. O segundo utiliza a técnica de acoplamento de malhas de elementos finitos de malhas não-conformes, o custo computacional foi analisado apenas no caso do problema de compactação e subsidência. Além desses dois cenários, alguns casos foram apresentados e comparados com suas soluções analíticas. Os resultados obtidos, utilizando a técnica de acoplamento de malhas não-conformes mostraram-se em concordância com as soluções da literatura. Os casos apresentados nesta dissertação demonstram que os resultados provenientes da malha com elementos finitos de acoplamento condizem com as malhas sem o uso de elementos finitos de acoplamento. Além da boa qualidade dos resultados dessa técnica, a sua implementação é muito simples.