[pt] A importância do sal em diversas atividades humanas tem acompanhado as
fases principais da civilização. Aplicações estratégicas e inovadoras envolvendo
rochas salinas são planejadas até os dias atuais, tais como barreiras geológicas
para abandono de poços e cavernas de estocagem para novas fontes de energia
ou descarbonização. Esta tese foca no comportamento geomecânico do sal com
atenção especial à fluência, dilatância, efeitos térmicos e seus impactos no
comportamento hidráulico. Modelos deram suporte ao desenvolvimento de
metodologias para avaliação de condições de integridade e estanqueidade de
projetos estratégicos no contexto de energia. Eles incluem o abandono de poços
do pré-sal, cavernas de sal e sal como rocha capeadora de reservatórios
carbonáticos. Simulações numéricas avançadas utilizando o framework GeMA
investigaram cenários representativos de cada projeto. Para tanto, modelos
constitutivos de fluência, condições de contorno customizadas e variáveis de
saída específicas foram implementados. Dentre os modelos de fluência, o EDMT
foi desenvolvido no contexto desta pesquisa de doutorado, com foco no sal
brasileiro. Os estudos de caso conduziram a observações importantes. Um poço
do pré-sal pode fechar completamente por fluência após a remoção do
revestimento. A redução da pressão e o aquecimento do poço aceleraram seu
fechamento de modo significativo. No cenário mais crítico, a permeabilidade final
foi ligeiramente superior a 100 vezes o valor inicial. Uma caverna de sal pode
suportar mecanicamente ciclos de pressão causados por um esquema
contingencial de fornecimento de hidrocarbonetos, embora uma permeabilidade
final de 6,5 vezes o valor inicial tenha sido observada. Na geomecânica de
reservatórios, a contribuição da fluência da rocha capeadora na subsidência é
pequena e irreversível mesmo que a pressão do reservatório seja recuperada. As
mudanças na permeabilidade foram sutis apesar da contribuição da fluência do
sal e da variação de pressão do reservatório. A revisão da literatura, os modelos
de fluência, as metodologias de análise, as funcionalidades incorporadas ao
framework e as discussões motivadas pelos estudos de caso representam o valor
agregado da tese para a comunidade científica e para a indústria no que tange ao
aproveitamento estratégico de rochas salinas. / [en] The importance of salt in many human activities has accompanied the main
phases of civilization. Strategic and innovative applications in salt rocks are
planned until the present day, such as geological barriers for well abandonment
and storage caverns for new energy sources or decarbonization. This thesis
focuses on the geomechanical behavior of salt with special regards to creep,
dilation, thermal effects and their impact on the hydraulic behavior. Models have
supported the development of methodologies to assess integrity and tightness
conditions of strategic projects in the context of energy. These include Pre-salt well
abandonment, salt caverns and salt as caprock of carbonate reservoirs. Advanced
numerical simulations using the framework GeMA have investigated
representative scenarios of each project. To this end, creep constitutive models,
customized boundary conditions and specific output variables have been
implemented. Among the creep models, the EDMT has been developed in the
context of this doctoral research, focusing on Brazilian salt. The case studies have
led to important findings. A Pre-salt well can close completely by creep after casing
removal. Pressure reduction and well heating have accelerated closure
significantly. In the most critical scenario, the final permeability was slightly higher
than 100 times the initial value. A salt cavern can mechanically support pressure
cycles caused by a contingency hydrocarbon supply scheme; however, a final
permeability of 6.5 times the initial value has been noticed. In reservoir
geomechanics, the caprock creep contribution in the subsidence is small and
irreversible even if the reservoir pressure is recovered. Permeability changes have
been subtle despite the creep contribution and the reservoir pressure variation.
The literature review, the creep models, the analysis methodologies, the
capabilities incorporated into the framework and the discussions motivated by the
case studies represent the added value of the thesis to the scientific community
and industry regarding the strategic use of salt rocks.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:59617 |
| Date | 20 June 2022 |
| Creators | PEDRO ALCIDES LOBO PENNA FIRME |
| Contributors | DEANE DE MESQUITA ROEHL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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