Este trabalho teve como objetivo abordar uma importante área da engenheira de petróleo, a simulação numérica de reservatórios, começando por uma discussão mais geral e seguindo para uma abordagem do caso específico da simulação de sistemas bidimensional-bifásicos óleo/água, com o uso de malha triangular.
Foi apresentada uma visão geral da simulação de reservatórios, abordando tópicos como: quais são as utilizações da simulação; o histórico do desenvolvimento desta área nas últimas décadas; o que é um simulador numérico de reservatórios e qual é a metodologia utilizada por este; e as etapas envolvidas num estudo de simulação numérica de reservatórios.
Foram discutidos o que é uma malha de discretização e quais são os tipos mais utilizados em simulação de reservatórios. Foi discutido ainda o efeito de orientação de malha, que pode gerar erros significativos nos resultados de uma simulação, e os esforços realizados nas últimas décadas a fim de obliterar-se este efeito. Dentre as geometrias de malha foi adotada a malha triangular, que apresenta como vantagens a redução do efeito de orientação de malha e a flexibilidade para modelagem de reservatórios de geometria complexa. Foi feita uma abordagem geral dos métodos numéricos de construção de malhas e foi mostrado o método numérico de geração da malha triangular adotada.
O modelo Black-Oil foi utilizado para a modelagem matemática. Sua dedução foi demonstrada, sendo resultado da combinação de um balanço material integral com a lei de Darcy.
As equações integrais de fluxo foram discretizadas por diferenças finitas, utilizando-se o método de bloco triangularização das mediatrizes. Foi adotado o método SS implícito como forma de resolução das equações de fluxo discretizadas, sendo abordadas as questões da influência do controle do tamanho do time step na estabilidade e acurácia das soluções, e do modelo de poço adequado para a geometria hexagonal de blocos de malha adotada.
Por fim, foram exemplificadas algumas aplicações da simulação numérica de reservatórios, dentro do escopo do estudo realizado, com a utilização do simulador gratuito BOAST98.
Como continuação deste trabalho, pode ser estudada primeiramente a extensão do modelo numérico adotado para casos com reservatórios anisotrópicos e compressíveis, e com efeitos capilares e gravitacionais não desprezíveis. Em seguida, pode ser feita a extensão para casos bidimensional-trifásicos óleo/água/gás e para casos tridimensionais.
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