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https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29104
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Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
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dc.contributor.advisor | GUIMARÃES, Leonardo José do Nascimento | - |
dc.contributor.author | RIBEIRO, Ayrton Soares | - |
dc.date.accessioned | 2019-02-13T17:26:45Z | - |
dc.date.available | 2019-02-13T17:26:45Z | - |
dc.date.issued | 2017-12-05 | - |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29104 | - |
dc.description.abstract | In this thesis calcite dissolution and precipitation are investigated during injection of CO₂ WAG (water alternating gas) in limestone oil reservoirs. First, the equilibrium between calcite and the carbonic acid system is studied in a static environment to understand how variations in chemical composition, temperature and pressure affect the mineral reactions. Then, four models of CO₂ solubility are presented (PHREEQC, CMG GEM, Duan & Sun and Diamond & Akinfiev) and compared against experimental data from the literature. After that, reactive transport simulations are performed using PHREEQC and GEM. The injection of carbonated water in a limestone reservoir is simulated with PHREEQC to assess the behaviour of calcite reactions. The obtained results are explained and also observed in a similar model using GEM. Additional simulations are performed in GEM concerning single-phase injection (seawater and pure CO2 injections) and their analyses are used to assist in the interpretation of the more complex CO2 WAG and CO2 SWAG (simultaneous water and gas injection). Different WAG slug sizes are simulated and simple relationships between the WAG ratio (volumetric ratio between injected water and injected gas at reservoir conditions) and the dissolved calcite are determined. Sensitivity of the porosity change and scale deposition is assessed during grid refinement. A dissolution zone around the injector wellbore is obtained for the WAG process that is dependent on the WAG scheme. Later, reactive transport simulations performed in GEM are extended to 3-phase non-isothermal flow in 2D and reanalysed. The impact of heat exchange on the dissolution is investigated for different time step sizes. More WAG scenarios are simulated and a relationship between the WAG scheme and dissolution similar to 1D simulations is obtained. The final model is completed by adding layers with different properties to investigate how the communication between layers affects the reactions. The dissolution zone and porosity increase are determined based on the flow capacities and front velocities of the layers, while the depth of more sever scale risks are located by considering also the gravity segregation of injected fluids. Finally, different geological scenarios, well operations and initial reservoir conditions are simulated. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | ANP | pt_BR |
dc.language.iso | eng | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pernambuco | pt_BR |
dc.rights | openAccess | pt_BR |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Engenharia Civil | pt_BR |
dc.subject | CO₂ Water-Alternating-Gas | pt_BR |
dc.subject | Calcite dissolution | pt_BR |
dc.subject | Reactive transport simulation | pt_BR |
dc.subject | Scale management | pt_BR |
dc.title | Modelling of geochemical reactions during CO₂ WAG injection in carbonate reservoirs | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co | MACKAY, Eric James | - |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5625371113520159 | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPE | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.degree.level | doutorado | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/3821425977868488 | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil | pt_BR |
dc.description.abstractx | Nesta tese, a dissolução e precipitação de calcita são investigadas durante a injeção de CO₂ WAG (água egás alternados) em reservatórios carbonáticos de petróleo. Primeiro, o equilíbrio entre a calcita e o sistema de ácido carbônico é estudado em um ambiente estático para entender como as variações na composição química, temperatura e pressão afetam as reações minerais. Em seguida, são apresentados quatro modelos de solubilidade do CO₂ (PHREEQC, CMG GEM, Duan & Sun e Diamond & Akinfiev) e comparados com dados experimentais da literatura. Depois disso, simulações de transporte reativo são realizadas usando PHREEQC e GEM. A injeção de água carbonatada em um reservatório de calcário é simulada com PHREEQC para avaliar o comportamento das reações de calcita. Os resultados obtidos são explicados e também observados em um modelo similar usando GEM. Simulações adicionais são realizadas no GEM sobre injeção monofásica (injeções de água do mar e de CO₂ puro) e suas análises são usadas para auxiliar na interpretação do mais complexo CO2 WAG e do CO₂ SWAG (injeção simultânea de água e gás). Diferentes tamanhos de bancos de WAG são simulados e relações simples entre a razão WAG (razão volumétrica entre água injetada e gás injetado nas condições de reservatório) e a calcita dissolvida são determinadas. A sensibilidade da variação da porosidade e da deposição de incrustações é avaliada durante o refinamento da malha. É obtida uma zona de dissolução em torno do poço injetor para o processo WAG que depende do esquema WAG. Mais tarde, as simulações de transporte reativo realizadas no GEM são ampliadas para o fluxo não isotérmico trifásico em 2D e reanalisadas. O impacto da troca de calor na dissolução é investigado para diferentes tamanhos de passo de tempo. Mais cenários WAG são simulados e é obtida uma relação entre o esquema WAG e a dissolução semelhante às simulações 1D. O modelo final é completado pela adição de camadas com diferentes propriedades para investigar como a comunicação entre camadas afeta as reações. A zona de dissolução e o aumento da porosidade são determinados com base nas capacidades de fluxo e nas velocidades das frentes das camadas, enquanto a profundidade das incrustações de risco mais severo é localizada ao considerar também a segregação gravitacional dos fluidos injetados. Finalmente, diferentes cenários geológicos, operações de poço e condições iniciais de reservatório são simulados. | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Teses de Doutorado - Engenharia Civil |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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