Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-20T12:25:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) documento.pdf: 6110083 bytes, checksum: e763b9e4b979081c4ada6fef0eb596a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T12:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) documento.pdf: 6110083 bytes, checksum: e763b9e4b979081c4ada6fef0eb596a6 (MD5) Previous issue date: 2015-08-03 / ANP-PRH26 / Aimportânciadageomecânicaedoestudodeesquemasdeacoplamentoentreageomecânica e fluxo multifásico têm sido cada vez mais importantes e utilizados pela indústria a medida que formações cada vez mais profundas vêem sendo descobertas e exploradas. O entendimento do comportamento do estado de tensão em um reservatório permite produzir um melhor entendimento das implicações geomecânicas que ocorrem durante a fase de explotação, isso porque durante esta fase, as alterações na poro-pressão conduzem perturbações no equilíbrio mecânico afetando o estado de tensão de formações profundas, de maneira a alterar as propriedades da rocha tais como permeabilidade e porosidade. No entanto, a simulação acoplada (hidromecânica) em um grande campo heterogêneo implica na solução de equações de fluxo e mecânica, associadas a um grande número de graus de liberdade que torna esse tipo de abordagem inviável e computacionalmente cara. Neste contexto, um simulador geomecânico-linhas de fluxoé apresentado dentro de um algoritmo sequencial iterativo. Neste trabalho, aplica-se o método de elementos finitos com volume de controle para o subproblema poro-mecânico que fornece um campo de velocidade de Darcy pós-processado e a porosidade como entradas para o subproblema de transporte. Este subproblema é resolvido através do método de decomposição de operador, no qual basea-se em um esquema preditor-corretor com os passos preditor e corretor discretizados pelos esquemas baseados em tempo de vôo e volumes finitos, respectivamente. Simulações numéricas de injeção de água foram comparadas com soluções encontradas na literatura, mostrando bons resultados. Em problemas dominados pela advecção, envolvendo um reservatório naturalmente fraturado, a abordagem implementada foi capaz de predizer a distribuição do campo de saturação ao longo de toda simulação. Além disso, para avaliar a resposta geomecânica, simulações numéricas foram realizadas em um grande sistema de reservatório-rocha capeadora em uma fase de recuperação primária de hidrocarboneto, mostrou que a formulação apresentada provou ser: uma alternativa promissora para simulação hidro-geomecânica tradicional; úteis para o modelo de fluxo de redução de ordem nos casos em que o comportamento geomecânico são mais importantes do que o comportamento de fluxo e de uma ferramenta complementar para simulação geomecânica convencional. / The importance of geomechanics and the study of coupling between geomechanics and multiphase flow have been increasingly recognized and used by the industry as deeper formations are discovered and exploited. The knowledge of the state of stress in a reservoir yields a better understanding of the geomechanical implications during exploitation stage, because during the primary recovery stage, changes in pore pressure leads to perturbations inthemechanicalequilibrium,affectingthestressstateintheformationsinawaythatalters the rock properties such as permeability and porosity. However, the coupled simulation (hydromechanical) in large field heterogeneous models involves stress and flow equations solving, associated with a large number of degrees-of-freedom which becomes infeasible and computationally costly. In this context, a geomechanical-streamline simulator is presented within a iteratively coupled framework algorithm. In the present work, we applied control volume finite element method for the poromechanics subproblem which provides a Darcy velocityfieldthroughapost-processingvelocityprocedureandporosityasinputfieldstothe transportsubproblem.Suchsubproblemissolvedbymeansofanoperatorsplittingmethod, which is based on a predictor-corrector scheme with the predictor and corrector steps discretized by a time-of-flight and a finite volume based schemes, respectively. Numerical simulations of water-flooding are compared to the numerical results available in literature, showing good results. In convection-dominated problems, involving a naturally fractured reservoir, the approach was able to predict the saturation distributions for the whole simulation correctly. Furthermore, to appraisal the geomechanical response, numerical simulation was performed in a large reservoir-caprock system in a primary hydrocarbon recovery stage, showing that the formulation presented proved be: an promising alternative to traditional hydro-geomechanical simulation; useful for flow model order reduction in cases where the geomechanical behavior are more important than the flow behavior and a complementary tool for conventional geomechanical simulations.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-06-29T15:51:42Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-03T15:49:10Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-07-03T15:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho será proposto um método de acoplamento iterativo de interface com um esquema de subcycling no tempo eficiente e preciso. Este será aplicado a pro-blemas do tipo sólido-fluido discretizados, respectivamente, pelos métodos dos elementos finitos clássico (MEF) e espectral (MEFE). Adicionalmente, será proposta uma melhoria no esquema de subcycling, de modo que para convergir não sejam necessários métodos de relaxação. Aplicando o MEFE em subdomínios com geometrias pouco distorcidas, pode-se usufruir da alta precisão numérica com baixo custo de armazenamento oferecidos pelo método ao mesmo tempo em que é possível aplicar o MEF aos subdomínios com geometrias complexas, acrescentando versatilidade ao método. Diferentes exemplos nu-méricos são apresentados e analisados para demonstrar a precisão e a potencialidade das formulações numéricas propostas. / In this work, an iterative interface coupling method with an efficient and precise time subcycling scheme is proposed. It is applied to solid-fluid type problems discretized respectively by classical finite element method (FEM) and spectral finite element method (SFEM), additionally, an improvement in the subcycling scheme is proposed so as not to require relaxation methods to converge. Applying the SFEM in subdomains with low distorted geometries one can take advantage of the high numerical precision with low cost of storage offered by the method, while it is possible to apply the FEM in subdomains with complex geometries, adding versatility to the method. Many numerical examples are presented and analyzed here to show the accuracy and potentiality of the proposed numerical formulations.

[pt] Os estudos entre a interação do fluxo de fluido e a deformação do meio poroso têm sido realizados com o objetivo de explicar alguns fenômenos que ocorrem ao longo da produção/injeção de fluidos, e assim obter uma simulação de reservatórios cada vez mais precisa. A solução ideal para o problema é implementar um esquema, onde as leis que governam o fluxo e analise de tensões sejam obedecidas simultaneamente em cada intervalo de tempo. Este trabalho apresenta os resultados de um código (programado em C positivo positivo) que permite acoplar um simulador de fluxo convencional (ECLIPSE) e um programa que permite analisar tensões e deslocamentos (Abaqus /CAE). O objetivo deste trabalho é validar varias soluções para resolver um problema usando os diferentes tipos de acoplamento, que juntamente com uma filosofia empregada nas principais formulações permite dar respostas similares aquelas do acoplamento total. São apresentadas as formas de acoplamento e a formulação empregada em cada um dos esquemas usados. Os resultados obtidos pelos esquemas são comparados em termos de fluxo e tensões e deslocamentos a partir de modelos tridimensionais. / [en] Studies between the interaction of fluid flow and deformation of porous media have been carried out with the aim of explaining some phenomena that occur along the production/injection of fluids, thereby obtaining a more accurate reservoir simulation. The ideal solution for this problem is to implement a scheme where laws governing the flow and stress analysis are met simultaneously at each time interval. This dissertation presents the results of a computer code (programmed in C positive positive) that allows the coupling of a conventional reservoir simulator (ECLIPSE) and a stress-displacement finite element based program (Abaqus /CAE). This work presents the use of various coupling schemes for the solution of a synthetic case, in particular the use of a methodology that generates results very close to the ones predicted from the use of fully coupled methods. The results obtained by the different coupling schemes are compared in terms of fluid pressure, stress and displacement responses for synthetic three-dimensional models.