Aplicação de ferramentas de código aberto para análise de imagens de microtomografia computadorizada no estudo de petrofísica digital

Abstract

Conhecer as características petrofísicas das rochas, como porosidade e permeabili-dade, representa um papel fundamental na previsão do fluxo de fluidos em meios po-rosos. É de grande interesse para empresas do setor petrolífero ter o planejamento para o desenvolvimento de novos campos de petróleo. Isso inclui a escolha da quan-tidade e localização dos poços de produção e injeção, a determinação das taxas ide-ais de injeção de fluidos e produção de líquidos, as datas de perfuração e ativação de poços de injeção e produção, e a programação para o descomissionamento do cam-po. A simulação computacional do fluxo em meios porosos é a principal ferramenta para prognosticar o desempenho de diversos sistemas naturais de grande relevância econômica, tais como reservatórios de petróleo e sistemas de energia geotérmica. A qualidade dos resultados da simulação do fluxo em meios porosos, assim como qual-quer outro tipo de simulação, depende da qualidade da avaliação das propriedades físicas dos meios estudados. Para este projeto, as propriedades de interesse são a porosidade e permeabilidade das rochas do reservatório calculadas com uma aborda-gem computacional. Em primeiro lugar, foram criadas amostras sintéticas com geo-metrias simples, para treinamento com as técnicas de simulação e verificação das ferramentas, como o programa OpenFOAM, para mecânica dos fluidos computacio-nal e ParaView, para visualização. Os resultados da simulação foram comparados com benchmarks da literatura. Após isso, foi usado o software PoreFOAM para cal-cular a permeabilidade absoluta de amostras de microtomografia de rochas reais, disponíveis na internet, com dimensões razoáveis que exigiam recursos computacio-nais relativamente baixos. Foi utilizada a medida estatística do Coeficiente de Varia-ção (COV), como forma de analisar as variações entre os resultados obtidos no script do OpenFOAM (poreFOAM), com os dados de referência. Por fim foram realizadas simulações que necessitaram de alto custo computacional com amostras de rochas de dimensões maiores, para isso foi utilizado o Cluster computacional do grupo de pesquisa PADMEC. Foram realizados estudos para a verificação da adequação dos tamanhos das amostras como elementos representativos de volume. Verificou-se que problemas deste porte são extremamente caros computacionalmente. Verificou-se também que há uma grande variabilidade nos valores calculados pelo poreFOAM em relação aos valores reportados na literatura, demonstrando que este problema ainda merece investigação.