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Previous issue date: 2008 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / A busca por técnicas de alto desempenho por engenheiros e pesquisadores no campo
da simulação numérica em reservatórios de petróleo é um caminho que vem sendo percorrido
desde o início da década de 1950 com o advento dos primeiros computadores digitais.
Prever o comportamento de um reservatório ao longo de sua vida produtiva e extrair a
máxima quantidade de hidrocarbonetos economicamente viável é uma tarefa que exige um
conhecimento mais detalhado das características dos fluidos (líquidos e/ou gasosos) e do
meio poroso por onde escoam. A modelagem matemática da física envolvida no escoamento
de fluidos em meios porosos resulta em equações diferenciais parciais (EDPs) nãolineares
que apenas apresentam soluções analíticas em casos muito simplificados.
Métodos numéricos como os de diferenças finitas e de volumes finitos, e mais recentemente
de elementos finitos, têm sido aplicados neste campo e exigem um tratamento
especial quando se deseja empregá-los em simulações com o auxílio de computadores paralelos
partindo desde a fase de pré-processamento, passando pela estrutura de dados do
simulador, até a resolução das equações discretas.
O uso de computadores paralelos de memória distribuída é apresentado como uma
ferramenta de alto desempenho que pode permitir uma redução significativa no tempo total
de simulação ou pode viabilizar a simulação de problemas de grande porte, ou seja, problemas
que excedem a capacidade de memória de uma única máquina devido a enorme
quantidade de dados envolvidos.
Neste trabalho, é apresentado um simulador de reservatórios de petróleo paralelo
desenvolvido em C++ e que faz uso de pacotes gratuitos de código aberto voltados à programação
paralela como FMDB, ParMetis e Petsc que desempenham tarefas específicas
importantes como o gerenciamento de malhas distribuídas, o balanço de carga entre processadores
e a utilização de resolvedores (solvers) iterativos paralelos, respectivamente.
Uma formulação de volumes finitos centrada nos vértices e baseadas em uma estrutura
de dados por arestas (Carvalho, 2005), aqui chamada de EBFV1 (Edge Based Finite
Volume), é utilizada na discretização das equações governantes para simular o escoamento
incompressível óleo-água em meios porosos heterogêneos e anisotrópicos tanto em malhas
de triângulos quanto de tetraedros. Nesta formulação, a heterogeneidade do meio está associada
a subdomínios. O método de integração no tempo IMPES (IMplicit Pressure Explicit
Saturation) é adotado nas simulações em conjunto com um procedimento adaptativo no
passo de tempo (Hurtado et al., 2006).
Uma segunda formulação de volumes finitos (EBFV2) também com volumes de
controle centrados nos vértices e onde a heterogeneidade do meio está associada aos elementos
da malha é apresentada e comparada com a formulação EBFV1 para tratar problemas
elípticos em malhas 2-D. Exemplos obtidos da literatura e tratados por outras formulações
de volumes finitos são usados para avaliar o erro e a taxa de convergência para malhas
com diferentes níveis de refinamento. Mostram-se como as duas formulações são capazes
de lidar com problemas envolvendo meios porosos com razão de heterogeneidade e
anisotropia elevada
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/5100 |
| Date | 31 January 2008 |
| Creators | Soares da Silva, Rogério |
| Contributors | Roberto Maciel Lyra, Paulo |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| 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 | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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