Caracterização numérica da permeabilidade e tortuosidade de meios porosos formados por filamentos elípticos

• Autor(a) principal: Silva, Rodolpho Kades de Oliveira e
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29643
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA; Engenharia do petróleo; Rochas; Porosidade; Materiais porosos; Escoamento - Métodos de Simulação; Petroleum engineering; Rocks; Porosity; Porous materials; Runoff - Simulation methods; Engenharia Mecânica

A obtenção de amostras de formações rochosas contribui de diversas formas para a produção de petróleo, mas é complexa e possui alto custo. Desta forma, a fabricação de meios porosos que representem adequadamente as propriedades das rochas é estudada como alternativa. No presente trabalho, propõe-se o estudo numérico para caracterização da permeabilidade e da tortuosidade de meios porosos com filamentos de secção transversal elíptica, com comparação a resultados experimentais para analisar a viabilidade da produção de amostras com propriedades permoporosas projetadas. Neste estudo, o Volume Elementar Representativo (REV) é aplicado aos meios porosos para simplificá-los, as simulações dos escoamentos são realizadas pelo Método dos Volumes Finitos (MVF), utilizando fluido Newtoniano em regime permanente, e a permeabilidade é calculada pela equação de Hazen-Darcy. Uma verificação e validação do método é realizada pela reprodução de estudos da literatura. Os resultados mostram a influência da porosidade (entre 0,23 e 0,75), do desalinhamento entre camadas (0%, 25%, 50%), do ângulo de varredura (60º, 90º) e do número de filamentos unidos (1, 2). Constatou-se que a porosidade e o número de filamentos unidos são os parâmetros de maior influência sobre a permeabilidade. Em seguida, a análise de escala é conduzida para os meios de filamentos elípticos, obtendo-se a correlação para a permeabilidade em função do diâmetro de poro, da porosidade e da tortuosidade. Comparações mostram como o diâmetro de poro possui maior influência sobre a permeabilidade do que a tortuosidade. Por fim, a comparação com resultados experimentais mostra que é possível estimar a ordem de valores das permeabilidades de amostras fabricadas.