Simulação numérica do transporte de solutos traçadores em reservatórios de petróleo.

• Autor(a) principal: VAZ, Uewerton Allex de Oliveira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300000qpwb
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/43609
• topic: Metodologia; Engenharia de reservatório de óleo; Métodos de simulação; MATLAB (Programa de computador); Equações - Soluções numéricas

A simulação e modelagem matemática de solutos (e.g.: traçadores e contaminantes) em meios porosos continuam sendo um desafio para os analistas numéricos, devido às características geológicas complexas próprias dos reservatórios de petróleo. Do ponto de vista da simulação de reservatórios, o traçador permite caracterizar hidrodinamicamente os canais percorridos por um certo volume de fluido previamente marcado por essa substância. Assim, a falta de acesso direto aos reservatórios e a inexistência de qualquer outro detector que percorra efetivamente os canais das formações rochosas, fazem com que o uso de traçadores seja atualmente o modo de caracterização mais importante e os tornam imprescindíveis nas avaliações dos métodos de recuperação de petróleo, tanto em laboratório quanto em campo. O modelo matemático que determina a concentração de traçadores em reservatórios de petróleo é dado pela equação de advecção-dispersão-reação (ADR), que é uma equação diferencial de segunda ordem. A solução numérica desta equação é, tradicionalmente, obtida pelo Método das Diferenças Finitas (MDF), desta forma, apresenta-se limitações ao tratar problemas com tensores anisotrópicos e não alinhados com a malha. De outro modo, uma alternativa para tratar estas dificuldades é a utilização do Método dos Elementos Finitos (MEF) de Galerkin, não obstante, este método em sua forma mais clássica não se comporta bem ao lidar com a conservação local de propriedades, o que pode ser um problema sério para a simulação numérica envolvendo leis de conservação da física, como massa, energia e momento. Seguindo este contexto, no presente trabalho, apresenta-se uma formulação fundamentada no Método dos Volumes Finitos (MVF) para discretizar a equação de ADR, em que as discretizações espaciais do termo dispersivo e da velocidade de Darcy são realizadas utilizando-se um MVF não ortodoxo denominado Multi-Point Flux Approximation Quasi-Local (MPFA-QL), o qual foi precedentemente utilizado para resolver problemas de difusão em meios heterogêneos e altamente anisotrópicos, sobre malhas não estruturadas e distorcidas. A concentração nas superfícies de controle – associada ao termo advectivo da equação de ADR – é discretizada espacialmente por um método de primeira ordem, denominado First Order Upwind (FOU), e também por um método de mais alta ordem denominado Monotonic Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL). Neste último, também se aplica o limitador de Woodfield, que é um limitador de volume de controle, a afim de aumentar a estabilidade dos métodos de mais alta ordem. Enfim, a discretização do termo transiente da equação de ADR é realizada por intermédio do método de Euler explícito. Com o intuito de validar a formulação adotada, resolve-se alguns problemas de benchmark da literatura e observa-se que a mesma é capaz de representar satisfatoriamente o transporte de solutos traçadores em reservatórios de petróleo.