Otimização para simulação estocástica de reservatórios de petróleo

Abstract

A engenharia de reservatórios de hidrocarbonetos oferece muitas oportunidades de aplicação de modernas técnicas de planejamento sob incertezas, tanto para o geren- ciamento quanto para o desenvolvimento de reservatórios. Recentemente, a indústria de óleo e gás tem desprendido esforços signi…cantes para desenvolver tecnologias e…- cientes de gerenciamento para a otimização da produção, principalmente as relativas a campos inteligentes. De outro lado, grandes esforços têm sido empreendidos no de- senvolvimento de metodologias para a determinação da quantidade e posicionamento ótimo dos poços; encontrar o número, a locação e o conjunto ótimo de controles, sob condições de incerteza, é um grande desa…o. Os problemas acima envolvem o controle e a otimização de funções objetivas não- lineares, como a produção acumulada de óleo (NP) e a esperança do valor presente líquido (EVPL), conjuntamente com a satisfação de restrições lineares e não lineares implícitas, físicas e econômicas. Do ponto de vista de otimização, são necessários algoritmos de otimização que sejam capazes de tratar variáveis contínuas e discretas, de resolverem milhares de variáveis de controle e de não …carem presos nos ótimos locais decorrentes de ruídos estocásticos e numéricos. Idealmente, os algoritmos não devem necessitar de derivadas, para que se possa usar os mais adequados simuladores de reservatórios disponíveis. Um dos obstáculos iniciais para o uso de diversas técnicas de planejamento sob incertezas é que os reservatórios são caracterizados geoestatisticamente. Em princípio, isso quer dizer que um número signi…cativo de realizações de propriedades do reser- vatório, tais como as petrográ…cas, devem ser simuladas. Esta dissertação estuda o comportamento de um algoritmo, e cria algumas vari- antes, pertencente a uma classe de algoritmos que faz aproximações estocásticas de gradientes por meio de diferenças randômicas simultâneas. Este estudo mostra apli- cações do SPSA na otimização de controles de vazões e de locação de poços com controle simultâneo de vazões, com e sem incertezas geológicas. Os resultados são expressivos, permitindo a solução de problemas de otimização com milhares de variáveis, e proble- mas de otimização inteiro-mista