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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/19872 |
| Date | 03 August 2015 |
| Creators | TEIXEIRA, Jonathan da Cunha |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/3821425977868488, GUIMARÃES, Leonardo José do Nascimento, CARVALHO, Darlan Karlo Elisiário de |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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