Comparação de técnicas de modelação de completações inteligentes e sua aplicação na otimização

Abstract

O uso de válvulas de controle de fluxo (Inflow Control Device - ICV) em poços inteligentes, vem se tornando cada vez mais necessário. Estes equipamentos são instalados no fundo dos poços produtores ou injetores com a função de regular, de acordo com as condições de produção, a passagem de fluxo. O presente trabalho verificou três diferentes metodologias existentes para representar estes equipamentos em um simulador de fluxo comercial, o IMEX. Sendo, o uso de múltiplos poços, condensação de camadas na zona de produção do poço no reservatório e o uso do módulo para poços segmentados disponível no simulador. Para tanto, utilizou-se, junto ao simulador de fluxo, um software para realização da otimização, a qual fez uso da estratégia de otimização sequencial por aproximação, com modelos substitutos, e o algoritmo de programação quadrática sequencial. Para análise das técnicas em questão, dois modelos de reservatório foram estudados, sendo o primeiro, um modelo sintético simples, composto de duas camadas produtoras homogêneas e com diferentes permeabilidades e uma barreira de fluxo entre elas. Nesse caso também foi testada a influência na produção devido a presença de aquífero. O segundo reservatório, foi o modelo do campo Namorado, totalmente heterogêneo e com geometria e geologia mais complexa. Nesse campo, foram consideradas alterações na quantidade de poços, e os poços produtores convencionais foram substituídos por poços inteligentes. Os modelos foram utilizados com o intuito de estudar o desempenho das estratégias de modelação em cenários variados. Para o primeiro modelo, a otimização ocorreu nos dez anos de concessão do campo, com cinco ciclos de controle. O segundo modelo apresentou dez anos de histórico seguidos por mais dez anos de otimização com quatro ciclos de controle. Para determinar o valor das variáveis de controle para cada técnica, diâmetro de abertura da válvula para poços segmentados e o multiplicador do índice de produtividade para as demais, os parâmetros de decisão foram o volume de óleo produzido, água produzida e água injetada. Esses parâmetros foram utilizados para o cálculo da função objetivo do problema, o Valor Presente Líquido (VPL). O problema contou apenas com restrições de limites, referente aos valores mínimos e máximos das variáveis. Os resultados demonstram que a aplicação de poços para simulação de segmentos de poços não é adequada para a consideração da produção conjunta e não consegue modelar o comportamento da pressão de fundo do poço. Já a utilização do agrupamento de camadas e do módulo para poços segmentados apresentam resultados satisfatórios e de aplicação eficiente pois é possível considerar os fenômenos devido a produção conjunta de múltiplos reservatórios.