Otimização da locação de poços em reservatório de petróleo

Abstract

O desenvolvimento de um reservatório de petróleo envolve diversas variáveis, sendo o seu desempenho altamente dependente de escolhas ótimas por parte de seus operadores. Dentre estas, se destaca a locação de poços, que desempenha um importante papel na recuperação de hidrocarbonetos do campo. A otimização de posicionamento é um problema complexo, devido a sua natureza não linear, envolvendo várias variáveis de decisão, restrições e múltiplos cenários, que tem efeitos diretos sobre a ótima solução final. O cenário de posicionamento de poços no campo é, normalmente, definido com base em informações de subsuperfície. Tal abordagem, devido à complexidade e imprecisões das descrições subsuperficiais, pode ignorar possibilidades altamente lucrativas. Esta limitação motivou o desenvolvimento deste trabalho, que tem como objetivo otimizar o posicionamento, profundidade e objetivos dos poços no campo, a fim de maximizar o Valor Presente Líquido (VPL) do campo, levando em consideração os custos de produção e perfuração. Para tanto, foi aplicado o Algoritmo Genético (GA), na otimização da função objetivo (VPL), acoplado a um simulador comercial black oil, que fornece as curvas de produção de óleo e água. Devido ao alto custo computacional advindo do grande número de avaliações de função feito pelo algoritmo otimizador, foi usado um modelo substituto adaptativo, com técnica de interpolação baseado em função radial cúbica. As restrições dos problemas foram manipuladas através da penalização adaptativa multiplicativa. Devido a natureza estocástica do GA, a otimização dos problemas propostos foram repetidas vinte vezes. Foi verificado um aumento superior a 60% no valor presente líquido, em comparação ao caso base, devido, principalmente, a redução na produção de água e ao aumento do fator de recuperação. O cenário otimizado apresentou diferentes posições para todos os poços, daquelas propostas incialmente pelo operador, com os poços produtores locados, preferencialmente, nas zonas de menor permeabilidade e os injetores nas regiões onde esta propriedade é maior. O modelo utilizado apresentou boa calibração, diante dos parâmetros do GA utilizado, uma vez que, a repetibilidade das rodadas apresentou baixo desvio padrão (2.4%), ressaltando a robustez do GA no auxílio de tomada de decisões para o problema de locação ótima de poços em reservatório.