Simulação por Linhas de Fluxo com Acoplamento Geomecânico

Abstract

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.