Métodos baseados em modelos de capacitância e resistência dinâmicos em reservatórios de petróleo de múltiplas camadas

Abstract

Os simuladores de reservatórios tradicionais necessitam detalhados balanços de massa além de estimativa de vários parâmetros geológicos. Simplificar os modelos para simulação dos reservatórios tem sido um desafio e nesse contexto se iniciaram os estudos do modelo de capacitância e resistência (Capacitance Resistance Model, CRM), que é um modelo simplificado de simulação de reservatórios o qual utiliza como dados o histórico de injeção, produção e pressão de fundo de poço ((Bottom Hole Pressure, BHP). No CRM clássico, o cálculo dos seus parâmetros é realizado considerando o reservatório compactado em uma única camada. Além disso, os parâmetros são fixos, ou seja, não mudam de acordo com abertura ou fechamento de poços, eventos que podem ocorrer durante o tempo de concessão. Neste estudo, estratégias do CRM foram implementadas considerando as diferentes características geológicas entre as camadas do reservatório, o que diferencia o comportamento do fluxo dos fluidos entre elas. Para isso, os parâmetros foram calculados para cada uma das camadas. Além disso, o cálculo foi realizado de forma dinâmica, ou seja, os parâmetros foram recalculados de acordo com ocorrência de abertura ou fechamento de poços durante o tempo de produção. Foi também estudado o modelo CRM em reservatórios nos quais ocorre a conversão de um poço produtor. Essa técnica pode ser utilizada quando um poço produtor produz prematuramente um percentual alto de água, não sendo mais economicamente viável. Para realizar o estudo, foi utilizado um modelo sintético, com três camadas de diferentes permeabilidades, canais de alta permeabilidade e falha selante e também outro modelo, também sintético, porém mais realista, que é o Brush Canyon Outcrop. A determinação dos parâmetros do modelo é realizada através de ferramentas de otimização, na qual a função objetivo é a soma dos quadrados das diferenças entre a vazão observada e calculada para o produtor. Para resolução do problema de otimização, é utilizada uma estratégia que o dividide em dois: acoplado e desacoplado, com a vantagem de resolver inicialmente um problema mais simples (desacoplado), utilizando a técnica dos mínimos quadrados e gera um “warm start” para o problema acoplado, diminuindo assim a quantidade de iterações deste último, o qual é resolvido através da técnica Programação Quadrática Sequencial (sequential quadratic programming, SQP). Para verificação são comparadas as curvas das vazões dos produtores calculadas, utilizando os parâmetros determinados na otimização, e observadas. As curvas mostram que essas estratégias capturam com mais acurácia a dinâmica natural do reservatório e tem como resultados conectividades que se ajustam melhor ao modelo real do reservatório, quando comparados com outros métodos da literatura.