Orientadores : Osvair Vidal Trevisan, Euclides Jose Bonet / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-18T22:55:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menezes_GersonLuisMoraes_M.pdf: 3632674 bytes, checksum: 3a27d3b738e5fc767d09aa5431220859 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Um dos problemas mais críticos na indústria do petróleo é a estimativa de propriedades petrofísicas devido ao caráter heterogêneo dos reservatórios. Este problema fica mais acentuado quando se trata da permeabilidade, que é um dos parâmetros petrofísico. Os mais sensíveis à morfologia de poros da rocha. O presente trabalho, mostra o desenvolvimento de uma metodologia para a estimulativa da permeabilidade a partir da integração de dados de pressão capilar de laboratório e dados de perfis de poços. A metododologia é suportada numa equação semi-empírica deduzida com base no modelo de poros de tubos capilares. O. desempenho do novo procedimento foi aferido comparando-o, primeiramente, com estimativas obtidas a partir da curva J de Leverett. Posteriormente, a comparação é feita com a regressão multilinear, uma ferramenta reconhecidamente poderosa para o ajuste de curvas com base puramente matemática. Em geral, a nova ferramenta demonstra capacidade preditiva superior à metodologia da curva J e seu desempenho é próximo ao ajuste por regressão multi1inear. Sua eficiência fica evidente quando poucos dados estão disponíveis / Abstract: One of the most critical problems in petroleum engineering is the estimation of petrophisical . properties due to heterogeneous characteristc of reservdirs. The problem is more severe when one wants to determine permeability, which is one of the properties most sensitive to the pore morfology of rocks. This work presents the development of a methodology to estimate the permeability from integrating laboratory capital "Y pressure data and data from well logs. The methodology is based on the capillary tube porous model. The new procedure performance was checked, first, against estimates obtained from the Leverett' s J curve. The comparison is made also against ajust the multilinear regression techuique, which is a known powerfull tool for adjustment of curves, based solely on mathematical. In general, the new methodology shows a better predictive capacity than J curve techuique and it is similar to that of the multi1inear regression. The predictive capacity of the proposed method is more evidente when few data are available / Mestrado / Geologia de Petroleo / Mestre em Geoengenharia de Reservatorios

Orientadores: Armando Zaupa Remacre, Paulo Roberto Ballin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-19T22:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aderaldo_RicardoCosta_M.pdf: 6349620 bytes, checksum: 22cb1a102c6fc19a46c4317277c3035a (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho se propõe a analisar, em uma aplicação de campo, a influência do espaçamento entre poços na recuperação primária de óleo utilizando, para caracterização das heterogeneidades, informações de reservatórios análogos aflorantes e técnicas geoestatísticas. Para cada espaçamento, obtém-se o fator de recuperação de óleo mais provável e uma faixa de variação em torno deste valor com o grau de incerteza a ela associada. A metodologia utilizada envolve as seguintes etapas: modelagem da arquitetura geológica das eletrofácies da Zona 400 do Campo de Canto do Amaro, situado na Bacia Potiguar Emersa, utilizando-se um algoritmo de simulação gaussiano truncado, SGT; quantificação das incertezas geológicas desta modelagem, através da ordenação das respostas de produção obtidas nas simulações numéricas de fluxo das diversas imagens equiprováveis; análise da redução de espaçamento das realizações de percentis 10, 25, 50, 75 e 90%; e a obtenção, para cada espaçamento, da curva de distribuição de freqüência acumulada aproximada do fator de recuperação de óleo. Observou-se que o espaçamento entre poços influencia diretamente a recuperação primária de óleo do reservatório analisado. Constatou-se, também que, com a redução do espaçamento, há um crescimento na recuperação até atingir um valor máximo, a partir do qual ocorre uma redução da mesma. Este comportamento deve-se a um efeito de retardamento da atuação do aqüífero de fundo na manutenção de pressão, causado pelo aumento da taxa de drenagem do reservatório / Abstract: This 'work analyzes the influence of well spacing on primary oil recovery in one real reservoir using outcrop data and geostatistic techniques (gaussian truncated simulation) to describe the reservoir. For each well spacing a recovery factor and its variation range as well as the respective uncertainty are obtained. It was observed that oil recovery increases with reduction in well spacing up to a maximum value when the botton water aquifer reduces its effect due to excessive reservoir drainage. Studies of probabilities such as this work can be useful to aid decisions and to make it possible to utilize risk analysis for reservoir management / Mestrado / Mestre em Geoengenharia de Reservatorios

Orientador: Paulo Roberto Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T01:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Grothe_ViniciusPerrud_M.pdf: 13157053 bytes, checksum: ca5b5de3f1248bcda2acaf689c74a79c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A perda de fluido por filtração é um dos aspectos fundamentais no projeto e na execução de operações de fraturamento hidráulico. Este trabalho teve como objetivos: o estudo da filtração associada à propagação de fraturas hidráulicas geradas em laboratório; e a comparação entre dois métodos para a determinação de coeficientes de filtração (análises de NoIte e de curvas de volume de filtrado vs. tempo). Foram utilizados corpos de prova de rocha sintética e géis reticulados com diferentes concentrações de polímero. O simulador fisico é constituído por uma estrutura de reação projetada para corpos de prova cúbicos (lOxlOxIO) cm3, os quais foram submetidos a um estado tridimensional de tensões. Foram usadas diferentes vazões de injeção com o objetivo de investigar o efeito do cisalhamento sobre o coeficiente global de filtração. Foram geradas fraturas radiais horizontais com diâmetros próximos, recorrendo-se ao controle do tempo de propagação. Coeficientes de filtração obtidos via análise de Noite foram comparados com coeficientes provenientes de células de filtração estática, considerando-se condições experimentais similares. Os resultados foram discutidos, concluindo-se que a simulação fisica de fraturamento constitui uma ferramenta útil para a avaliação da eficiência de fluidos e que também pode fornecer estimativas de coeficientes de filtração. A metodologia utilizada no trabalho consistiu numa técnica relativamente simples para a comparação da eficiência de diferentes géis de fraturamento / Abstract: The fluid loss plays an important role in the design and placement of hydraulic fracturing treatments. The main objectives of this work were: the study of the fluid loss associated with the propagation of hydraulic fractures generated at laboratory; and the comparison of two distinct methods for estimating leakoff coefficients (NoIte analysis and the filtrate volume vs. square root oftime plot). Synthetic rock samples were used as well as crosslinked fluids in different polymer concentrations. The physical simulations comprised the confinement of cubic rock samples, (10x10xl0) cm3, in a load cell for the application of an in situ stress field. Different flow rates were employed in order to investigate shear effects on the overallleakoff coefficient. Horizontal radial fractures were hydraulically induced with approximate diameters, what was accomplished by controlling the injection time. Overall leakoff coefficients determined by means of NoIte analysis were compared to coefficients obtained from static filtration tests, considering similar experimental conditions. The research results indicated that the physical simulation of hydraulic fracturing may be regarded as an useful tool for evaluating the efficiency of fracturing fluids and that it can supply reliable estimates of fluid loss coefficients. The experimental methodology applied in this work turned out to be a considerably simple technique which allowed comparisons of fracturing gels pursuing different leakoff properties / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_JoseRicardoPelaquim_D.pdf: 1749943 bytes, checksum: 5d89d4ca3458bd07a896f7890ffb6ff4 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_BrunoRangelde_M.pdf: 2665889 bytes, checksum: d124b91d0b604845255264f303b44b22 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Apresenta-se nesta dissertação um estudo sobre o comportamento transitório da pressão em poços inclinados submetidos a teste de poço. A partir de referências disponíveis na literatura, são apresentadas soluções analíticas e semi-analíticas, onde é adotado o modelo de escoamento uniforme como condição de contorno no poço. Neste estudo é considerado um reservatório de extensão radial infinita com limites verticais impermeáveis. A partir da solução analítica são apresentadas curvas típicas para diferentes ângulos de inclinação do poço e espessura adimensional da formação. As análises das curvas típicas indicam três regimes de escoamento: radial inicial, radial de transição e radial infinito, onde, no melhor conhecimento deste autor, o regime de escoamento radial de transição é introduzido nesta dissertação. A partir da solução semi-analítica, derivada no domínio de Laplace, são desenvolvidas assíntotas para tempo-curto e tempo-longo. Esta dissertação ainda apresenta um procedimento alternativo para interpretar os dados transitórios da pressão em poços inclinados. O desenvolvimento deste procedimento foi baseado na técnica TDS (Tiab's Direct Synthesis), onde é possível interpretar os dados de pressão através de uma análise direta da curva de derivada. As soluções aqui apresentadas fornecem uma alternativa acessível à completa modelagem numérica - utilizada em pacotes comerciais para interpretação de teste de pressão / Abstract: A study on the transient pressure behavior it is presented in this dissertation for slanted well test analysis. From references available in the literature, analytical and semi-analytical solutions are presented for the uniform flow boundary condition at the well. In this study is considered an infinite radial extent reservoir limited with vertical impermeable boundaries. Type curves are presented for different slant angles of the well and dimensionless formation thickness. From the analysis of type curves are observed three flow regimes: early time radial flow, transition radial flow and late time infinite-acting radial flow. For the best knowledge of the author, the transition radial flow regime is introduced in this dissertation for the first time. From the semi-analytical solution, derived in the Laplace domain, asymptotic solutions are developed for early-time and late-time. It is also presented an alternative procedure for interpreting pressure transient data in slanted wells. The development of this procedure was based on the TDS (Tiab's Direct Synthesis) technique, by where it is possible to interpret the pressure data through a direct analysis of the derived curve. The solutions presented here provide a feasible alternative to full numerical modeling - used in commercial packages for the interpretation of pressure tests / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299927.pdf: 1563289 bytes, checksum: effc9ee6d644477aa25428faf925ab76 (MD5) / O projeto e escalonamento em tempo real de compressores para operar poços de petróleo com o método de elevação por injeção contínua de gás, consiste em resolver um problema não-linear inteiro misto que pode ser visto como um problema de alocação de instalações. Esta dissertação apresenta uma formulação revisada que representa as restrições de pressão de descarga do compressor como uma familía de desigualdades lineares, mostrando-se mais efetiva que a formulação antecedente (CAMPONOGARA; CASTRO; PLUCENIO, 2007). Para a resolução do problema, aproximações lineares inteiras mistas da formulação revisada serão obtidas. Isto ocorrerá através da linearização por partes das funções não lineares presentes na formulação, usando variaveis binárias e um conjunto especialmente ordenado de variáveis de tipo II, SOS2. Serão propostas durante o decorrer do trabalho desigualdades válidas para a capacidade do compressor, buscando ganhos computacionais durante a resolução do problema. Este trabalho apresenta também experimentos computacionais comparando as formulações antiga e revisada, avaliações dos impactos ocasionados pela geração de planos de cortes no tempo de resolução e algortimos de linearização por partes de funções não lineares, baseados em programação dinâmica. / The design and real-time scheduling of lift-gas compressors in oil fields entails solving a mixed-integer nonlinear problem that generalizes the facility location problem. This work presents a revised formulation that represents the constraints on compressor discharge pressure as a family of linear inequalities, which is shown to be tighter than a previous formulation (CAMPONOGARA; CASTRO; PLUCENIO, 2007). The problem is approximates solved by piecewise-linearizing the nonlinear functions, using binary variables and specially ordered set of variables. Valid inequalities will be proposed during the course of the work for the compressor capacity, seeking computational gains on resolution of the problem. The work also presents computational experiments comparing the formulations, evaluating the impact of cutting-plane generation on solution speed and piecewise-linearization algorithms for nonlinear functions based on dynamic programming.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327452.pdf: 31353074 bytes, checksum: 99dc046a16b92e2d5a1d51da9f292f83 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho propõe aplicar o método dos volumes finitos na solução de problemas acoplados escoamento/geomecânica envolvidos em processos de recuperação de petróleo. A solução de tal acoplamento equivale a resolver um problema que descreve o estado de tensões atuante na matriz sólida do reservatório e outro descrevendo o escoamento do fluido através do meio poroso. Normalmente este acoplamento é resolvido aplicando diferentes métodos numéricos em cada problema, volumes finitos ou diferenças finitas para o escoamento no meio poroso e elementos finitos para o estado de tensões na matriz sólida. Neste contexto está inserido o principal desafio do presente trabalho, resolver ambos os problemas com o mesmo método numérico empregando uma mesma malha computacional. As grandes vantagens desta abordagem unificada aplicando o método dos volumes finitos são a dispensa de interpolação na malha dos parâmetros de acoplamento durante a troca de informações de um problema para outro na solução iterativa e, ainda mais relevante, a garantia que as equações aproximadas de ambos os problemas são conservativas. Quanto à formulação matemática, o comportamento mecânico do meio poroso é modelado pela teoria da poroelasticidade de Biot e pelo princípio das tensões efetivas, enquanto o escoamento é regido pela lei de Darcy. É considerado um meio poroso formado por grãos sólidos deformáveis que está preenchido por um fluido pouco compressível. As soluções numéricas são obtidas para um domínio bidimensional, o qual o equilíbrio de tensões é definido para um estado plano de deformações. A validação numérica da metodologia proposta é largamente executada através da comparação de soluções numéricas com analíticas de três problemas testes, onde é constatada a eficiência e as vantagens desta metodologia. As soluções dos problemas propostos mostram que a ferramenta aqui desenvolvida é capaz de prever o comportamento das principais variáveis envolvidas em uma análise geomecânica de um reservatório. O desenvolvimento aqui apresentado oferece uma interessante alternativa para resolver problemas acoplados em uma abordagem unificada.<br> / Abstract : The purpose of this work is to apply the finite volume method to solve coupled flow/geomechanics problems involved in oil recovery processes. The solution of such coupling is equivalent to solve a problem which describes the stress field on the reservoir solid matrix and another describing the fluid flow through porous media. This coupled problem is normally solved using two different numerical methods on each problem, finite volume or finite difference for the flow in porous media and finite element for stress field in the solid matrix. In this context, the main challenge of this work is to solve both problems with the same numerical method employing the same computational mesh. The great advantages of this unified approach applying the finite volume method are the no requirement grid interpolation of the coupling parameters for the exchange of information from one problem to another in the iterative solution and, even more significantly, the guarantee that the approximate equations of both problems are conservative. As for the mathematical formulation, the mechanical behavior of the rock is modeled using the Biot?s poroelasticity theory and the principle of effective stress, while the flow is modeled by Darcy's law. It is considered a porous media formed by deformable solid grains filled by slightly compressible fluid. The numerical solutions are obtained for two-dimensional domains for a plane strain condition. The numerical validation of the proposed methodology is largely performed by comparing numerical solutions with analytical of three test problems, where the efficiency and advantages of this methodology are proven. The solutions of the proposed problems show that the developed tool is able to predict the behavior of the main variables involved in geomechanics analysis of reservoir. The unified numerical approach presented herein is an encouraging alternative for solving coupled problems of engineering interest.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313170.pdf: 22183716 bytes, checksum: d094a1b22e6b2c14059900e708bd7751 (MD5) / Uma estratégia especial para a discretização de reservatórios de petróleo encontrada na literatura tem por princípio manter o uso das tradicionais malhas corner-point nas regiões afastadas dos poços e empregar malhas cilíndricas ao redor destes. A necessária conexão entre estes dois tipos de malhas é sugerida ser feita através de malhas de transição, cuja característica principal é apresentar volumes de controle genéricos com um número arbitrário de faces. Dando ênfase a este tipo de malhas, também denominadas na literatura por malhas poligonais, o presente trabalho tem como foco o estudo, a implementação e a análise de métodos de reconstrução explícita do gradiente nelas empregados. Os métodos de reconstrução têm como tarefa fundamental determinar os vetores gradiente associados a todos os volumes de controle de uma malha poligonal através de valores discretos de pressão, associados aos centroides desses volumes. Tais métodos podem ser divididos em dois grandes grupos: um deles se utiliza da fórmula de Green-Gauss, derivada do teorema da divergência, e o outro emprega os princípios do método dos mínimos quadrados. Testes em diferentes tipos de malhas poligonais e considerando diferentes funções, cada uma representando um campo de pressão ao longo do domínio, são realizados com o intuito de determinar quais métodos de reconstrução apresentam os melhores resultados numéricos e tempos computacionais razoáveis para serem executados. Os resultados numéricos são analisados de acordo com o índice de convergência do gradiente de pressão e também de acordo com a magnitude da norma do erro deste gradiente. A determinação daqueles métodos que melhor desempenham a sua função e apresentam uma boa relação custo/benefício é importante para os esquemas numéricos que se utilizam do resultado do gradiente para aproximar os fluxos através das faces dos volumes de controle poligonais. Um esquema numérico que emprega o princípio anterior é também apresentado neste trabalho. Dois casos são testados com o intuito de avaliar a metodologia numérica proposta.<br> / Abstract : A special strategy for petroleum reservoir discretization found in the literature is based on the principle of maintain the use of the traditional cornerpoint grids in the regions away from the wells and employ cylindrical grids around them. The connection between these two types of grids is suggested to be made using transitional grids whose main characteristic is to be formed by control volumes with an arbitrary number of faces. This kind of grids is mostly known in the literature as polygonal grids. This work focuses on the study, the implementation, and the analysis of explicit gradient reconstruction methods employed with those grids. The purpose of these methods is to approximate the gradient vectors associated with all the control volumes of a polygonal grid using discrete values of pressure, localizated at control volume centroids. The methods belong to two main groups: one of them uses the Green-Gauss formula, derived from the divergence theorem, and the other one employs the least squares method. Tests on different types of polygonal grids and considering different functions, each one representing a pressure field in the domain, are performed in order to determine the gradient reconstruction methods that give more accurate numerical results in reasonable computational times. The numerical results are analyzed according to the convergence order of the pressure gradient and also according to the magnitude of the gradient error norm. The determination of the methods that show a good cost/benefit ratio is important for numerical schemes that need gradients for approximating the mass-flowthrough the control volumes interfaces. A numerical scheme applying gradient reconstruction methods to a singlephase flow model is also presented in this work. Two cases are tested in order to evaluate the numerical methodology proposed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311767.pdf: 2519033 bytes, checksum: 0140bcb1f24e5adec57e2277cffbf636 (MD5) / A ocorrência de acidentes em processos de extração de petróleo offshore tem sido um sério problema em virtude de vazamentos e suas conseqüências. Além das perdas econômicas, há o grande impacto ambiental ocasionado por tais derramamentos, que causam danos à fauna, à flora e a ambientes naturais (praias, recifes, etc.). Nesse contexto, estudos experimentais envolvendo a captura de óleo antes de seu espalhamento e emersão e a habilidade de simular a fluidodinâmica desse sistema pode se constituir em um elemento-chave para o desenvolvimento de tecnologias de captura. Com o intuito de analisar o comportamento de jatos de óleo em direção ao meio subaquático e sua ocupação em um balão de captura, neste trabalho foi construída uma bancada experimental como cenário para montagem dos ensaios de vazamento. Foram realizados experimentos para análise do ponto de fragmentação do jato, onde foi possível determinar a altura em que ocorre a fragmentação em função da velocidade de injeção de óleo, o que pode servir como uma estimativa no posicionamento de um balão para a captura de óleo. Experimentos tratando da formação de emulsão dentro do balão de captura também foram realizados. De acordo com a taxa de vazão de óleo em direção ao aparato de captura e o volume ocupado pelo mesmo, seria possível o controle desse processo através de um sistema de drenagem do óleo de maneira a não ser necessária a substituição do balão em condições de campo. Nos experimentos de drenagem do óleo foi atestada a viabilidade desse processo que deve levar em conta a viscosidade do óleo em questão, pois essa propriedade tem grande influência no tempo necessário para a drenagem. Na avaliação da ascensão de óleo por uma mangueira aberta a pressão atmosférica constatou-se que a coluna de óleo pode atingir a certa altura acima da superfície. A partir das simulações foi possível a reprodução das alturas de fragmentação do jato de óleo de maneira compatível com o observado nos experimentos. Aspectos de difícil visualização nos experimentos foram simulados e constatado que, uma grande quantidade de água é arrastada pela coluna ascendente de óleo através do tubo, o que pode gerar um deslocamento de água desnecessário em processos de captura de óleo. Com a observação dos contra-fluxos no bocal de recepção foi possível visualizar a existência de um fluxo reverso de água que sai do balão prejudicando a entrada de óleo em processos de captura.<br> / Abstract : The occurrence of accidents in the process of offshore oil drilling has been a serious problem because of leaks and their consequences. Besides the economic losses, there is a great environmental impact caused by such spills, which cause damage to fauna, flora and natural environments (beaches, reefs, etc.). In this context, experimental studies involving the capture of oil before its spread and emergence and the ability to simulate the fluid dynamics of this system may constitute a key element for the development of capture technologies. In order to analyze the behavior of jets of oil into the underwater environment and its occupation in a catch balloon, an experimental system has been developed. Experiments were performed to analyze the point of fragmentation of the jet, in which it was possible to determine the fragmentation height due to the oil injection speed, which can serve as an estimate on the positioning of a balloon to capture oil. Experiments treating the formation of emulsion in the catch balloon were also performed. In accordance with the rate of oil flow into the capture apparatus, and the volume occupied by the same, it would be possible to control this process by a drain system of the oil so as not to be necessary to replace the balloon under field conditions. In the oil drain experiments was certified the feasibility of this process that must take into account the viscosity of the oil in question, because this property has great influence on the time required for drainage. In the evaluation of the rise of oil through a hose open to atmospheric pressure it was found that the oil can flow through the column at a certain height above the surface. From the simulations it was possible to reproduce the high fragmentation of the oil jet in a manner compatible with that observed in the experiments. Aspects difficult to see in the experiments were simulated and found that a large amount of water is drawn upward by the column of oil through the tube, which can cause a displacement of unnecessary water in oil capture processes. By observing the counter-receiving flows in the nozzle was possible to visualize the existence of a reverse flow of water coming out the balloon impairing the oil inlet in capture processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338915.pdf: 16725856 bytes, checksum: 055e5cfc8eb46f2bcff67dde1648ace8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Um dos grandes desafios presentes na simulação numérica de reservatórios de petróleo diz respeito à resolução dos sistemas lineares obtidos pela discretização de equações elípticas. Essa tarefa torna-se ainda mais complexa quando campos de permeabilidade altamente heterogêneos são considerados. Diversas estratégias de solução diretas e iterativas foram desenvolvidas ao longo dos últimos anos e empregadas nesse contexto, restringindo-se às últimas, nota-se que os métodos iterativos construídos a partir de pré-condicionadores do tipo multigrid são os mais utilizados devido a sua robustez e eficiência. Nesse trabalho avaliam-se as propriedades matemáticas e o desempenho computacional de uma subclasse de pré-condicionadores desse último tipo conhecida como ?multiescala?. As alternativas estudadas são implementadas computacionalmente e empregadas em conjunto com diversos métodos iterativos para a resolução precisa e também aproximada de problemas elípticos desafiadores. Dentre os problemas testados, verifica-se que a melhor estratégia de configuração para o pré-condicionador multiescala é constituída por um operador de restrição do tipo galerkin, suavizador baseado em fatoração incompleta e razões de engrossamento ao redor de 10 ao longo de cada direção do reservatório. Diversas outras estratégias de solução direta e iterativa disponíveis no pacote científico PETSc são testadas para a resolução dos problemas em questão, da onde conclui-se que o pré-condicionador BoomerAMG associado ao método do gradiente conjugado e também o método direto Cholesky-UMFPACK são as mais eficientes em ambos quesitos matemático e computacional, inclusive em relação ao método multiescala de referência quando se deseja encontrar soluções com elevadas precisões. <br> / Abstract : One of the major challenges faced by reservoir simulation is about the solution of the linear systems obtained by the discretization of elliptic equations. This task turns out to be even more complex when highly heterogeneous permeability fields are present. Different strategies of direct and iterative methods have been developed in the last years and employed in this context. Considering the last ones, it s possible to note that iterative methods built by multigrid preconditioners are the most employed because of their robustness and efficiency. In this work, the mathematical properties and the computational performance of multigrid-like preconditioners called multiscale preconditioners are evaluated. The studied alternatives are implemented computationally and employed in conjunction of iterative methods for the precise and approximate solution of challenging elliptic problems. Given the tested problems, it was possible to verify that the best configuration properties for a multiscale preconditioner are composed by a galerkin restriction operator, smoothers based on incomplete factorization and coarsening ratios around of ten for each direction of the grid. Several others solutions strategies available in the scientific package PETSc were evaluated using the same set of problems as before and it was possible to conclude that the BoomerAMG preconditioner associated with the conjugate gradient method as well as the direct method Cholesky-UMFPACK are the most efficient ones in both mathematical and computational evaluation points and are even better than the multiscale preconditioner when the intention is to get a precise solution.