Um simulador de reservatório baseado em formulações do método de elementos de contorno isogeométricos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nascimento, Lúcio Gomes
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41385
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.
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spelling Nascimento, Lúcio GomesAlbuquerque, Éder Lima de2021-07-12T16:46:19Z2021-07-12T16:46:19Z2021-07-122021-03-17NASCIMENTO, Lúcio Gomes. Um simulador de reservatório baseado em formulações do método de elementos de contorno isogeométricos. 123 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41385Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.O desenvolvimento do simulador de reservatório para o estudo dos fenômenos do cone de água e de gás no poço produtor (representado por um sumidouro), é obtido pela combinação do Método de Elementos de Contorno (MEC), Formulação Isogeométrica através da utilização das funções de forma do tipo NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) e, ainda, Formulação Bidimensional e Axissimétrica. Através da Formulação Isogeométrica, a discretização do modelo geométrico (geração de malha), que é a etapa da análise numérica que exige mais tempo para o engenheiro, não é mais necessária, uma vez que as mesmas funções que descrevem a geometria podem também aproximar as variáveis de campo no MEC, tornando-se, portanto, uma grande vantagem em sua utilização. A mesma discretização usada no modelo geométrico, gerada nos programas de modelagem do tipo CAD (Computer Aided Design), NURBS, também pode ser usada pelo MEC. Na formulação bidimensional, o reservatório é representado em um plano de corte perpendicular à direção de um poço horizontal de extração de petróleo. Na formulação axissimétrica, o reservatório de óleo ou de água é representado pela análise de um plano que passa pelo eixo de simetria rotacional (axial) de um poço vertical. Em ambos os casos, a dimensão do problema é reduzida de três para duas dimensões: vertical e horizontal (caso bidimensional); radial e axial (caso axissimétrico), sendo que todas as variáveis na direção tangencial são consideradas constantes. Quando a geometria e as variáveis do problema são ambas axissimétricas, o problema pode ser considerado totalmente axissimétrico. As formulações isogeométricas e bidimensionais ou axissimétricas são acopladas através das equações integrais de contorno, para obter o simulador de reservatório para os casos monofásico e bifásico. A determinação das condições de contorno do modelo, incluindo a análise do movimento da interface de fluidos, também é apresentada. O código final é uma ferramenta eficiente para a análise da extração de óleo em protótipos de reservatório na presença de produção de fluidos indesejáveis e também em problemas de aquífero (reservatório de água). A validação dos resultados é realizada comparando-se com outros métodos numéricos e resultados analíticos.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The development of the reservoir simulator for the study of water and gas coning phenomena in the producer well (represented by a sink) is obtained by combining the Boundary Element Method (BEM), the Isogeometric Formulation using the NURBS (Non Uniform Rational B-Spline) as shape functions, and also the Two-dimensional and Axisymmetric Formulation. The Isogeometric Formulation makes the discretization of geometric model (mesh generation), which is the step of numerical analysis that is more time consuming for the engineer, be no longer necessary, since the same functions that describe the geometry can also approximate the field variables in the BEM, making it a great advantage in their use. The same discretization used in the geometric model, generated in CAD (Computer Aided Design) modeling programs, NURBS, can also be used by the BEM. In the two-dimensional formulation, the reservoir is represented in a section plane perpendicular to the direction of a horizontal oil extraction well. In the axissymetric formulation, the oil or water reservoir is represented by the analysis of a plane passing through the axis of rotational (axial) symmetry of a vertical well. In both cases, the dimension of the problem is reduced from three to two dimensions: vertical and horizontal (two-dimensional case); radial and axial (axissymetric case) directions only, and all variables in the tangential direction are assumed to be constant. When the geometry and the problem variables are both axisymmetric, then the problem is considered fully axisymmetric. The isogeometric and two-dimensional or axisymmetric formulations are coupled through boundary integral equations, to obtain the reservoir simulator for the single and double phase cases. The determination of boundary conditions for the model, including the analysis of fluids interface movement, is also presented. The final code is an efficient tool for the analysis of oil extraction in reservoir prototypes in the presence of undesirable fluid production and also in aquifer (water reservoir) problems. Validation of the results is carried out by comparing to others numerical methods and analytical results.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessUm simulador de reservatório baseado em formulações do método de elementos de contorno isogeométricosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSimuladorReservatóriosMétodo dos elementos de contornoFormulação isogeométricaFormulação axissimétricaporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2021_LúcioGomesNascimento.pdf2021_LúcioGomesNascimento.pdfapplication/pdf5922532http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/41385/1/2021_L%c3%bacioGomesNascimento.pdfa9f0f95cc9e3b8714d2ee1014327d11aMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/41385/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/413852024-02-08 18:43:27.12open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-02-08T21:43:27Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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