Desenvolvimento de um simulador numérico para o estudo do escoamento de petróleo em meios porosos

Abstract

Conhecer bem as propriedades dos reservatórios de petróleo é fundamental para confiáveis previsões de produção e para avaliar possíveis estratégias para otimizar os processos de produção. Uma ferramenta muito utilizada para este fim é a simulação numérica de reservatórios de petróleo, que através da aplicação de técnicas numéricas permite obter a solução de equações diferenciais complexas por natureza. Um simulador numérico de reservatórios pode fornecer informações importantes na predição do desempenho do reservatório, representando, assim, um instrumento fundamental na avaliação e desenvolvimento de campos de petróleo recém descobertos ou já existentes. O presente trabalho vem com o objetivo de desenvolver um simulador numérico, bem documentado e de fácil compreensão para alterações futuras. O simulador desenvolvido é aplicado para o escoamento monofásico em reservatórios bidimensionais, governado pela equação da difusividade hidráulica. A discretização da equação governante é feita utilizando o Método de Diferenças Finitas, em coordenadas cartesianas. A discretização para os termos temporais é feita utilizando a formulação explícita. Para os cálculos iterativos é utilizado o Matlab®, pela facilidade de efetuar a programação e pela disponibilidade de diversas bibliotecas. O simulador é alimentado com dados de propriedades do reservatório, como compressibilidade, porosidade, permeabilidade, pressão inicial, além de parâmetros da modelagem como o tamanho da malha, e os parâmetros de produção, como tempo de produção, número de poços produtores, vazão de produção em cada poço. Todos esses parâmetros são inseridos pelo usuário numa interface criada para facilitar sua utilização. Os resultados iniciais satisfatórios mostram o potencial da ferramenta. O resultado da simulação é o perfil de pressão do reservatório para cada tempo de produção. Essa informação é fornecida pelo simulador em forma de gráficos, permitindo que o usuário acompanhe a queda de pressão no reservatório de uma maneira sincronizada com o tempo de produção. Uma versão do simulador utilizando a formulação implícita está sendo desenvolvida, de modo que seja possível comparar os resultados da simulação utilizando as formulações implícita e explícita. A motivação para a realização deste trabalho leva em consideração a pouca disponibilidade de softwares de simulação de baixo custo, ou com versões para teste ou mesmo através licenças acadêmicas, inviabilizando a utilização dos mesmos em pesquisas na Universidade. A contribuição do simulador é dada academicamente, em futuros projetos de pesquisa, iniciações científicas e projetos de graduação, e como complemento da teoria de Engenharia de Reservatórios.