EVENTO
Modelagem Computacional Multiescala de Reservatórios não Convencionais de Gás em Folhelhos
Tipo de evento: Defesa de Tese de Doutorado
Neste trabalho desenvolvemos um novo modelo computacional multiescala para descrever com acurácia a hidrodinâmica em reservatórios de gás em folhelhos. O modelo multiescala é construído explorando a distribuição multimodal do folhelho, caracterizado por três níveis distintos de porosidade (nanoporos, microporos e fraturas) e quatro escalas díspares de comprimento: nano, micro, meso e macro. Na escala nanoscópica, a presença de gás adsorvido na matéria orgânica é modelada através da Termodinâmica de Gases Confinados. O gás adsorvido é homogeneizado com o sólido orgânico dando origem aos agregados de querogênio que juntamente com a fase inorgânica (argila, calcita e quartzo) e os microporos compõe as múltiplas fases do folhelho na microescala. Nos microporos, que se encontram parcialmente preenchidos por água considerada imóvel, o gás se encontra sob duas formas: dissolvido na fase aquosa e livre, com movimentos regidos respectivamente por difusão Fickiana e pela lei de Darcy com permeabilidade aparente aumentada devido ao deslizamento das moléculas de gás nas paredes do sólido e pela difusão de Knudsen. A troca de massa entre o gás livre e dissolvido na água é calculada postulando-se o equilíbrio termodinâmico local com igualdade entre as fugacidades do gás nas duas fases. Na mesoescala, o sistema multifásico é visto como um contínuo equivalente, constituindo a matriz porosa, onde o gás percola durante a prospecção em direção à rede de fraturas hidráulicas. O acoplamento entre as hidrodinâmicas na matriz e fraturas dá origem ao modelo mesoscópico. A transferência de informação proveniente das escalas inferiores para construção do modelo macroscópico é feita através de procedimento formal de homogeneização baseado em expansões assintóticas em conjunção com técnicas de redução de dimensão, onde as fraturas são tratadas como (n-1)-interfaces (n=2,3), com propriedades médias computadas ao longo da sua abertura. O resultado dá origem a um novo modelo macroscópico caracterizado por uma nova equação da pressão na matriz, acoplada via termo de fonte ao modelo monofásico que governa a percolação do gás nas fraturas hidráulicas. Os modelos nano e micro são explorados para reconstruir numericamente as leis constitutivas dos parâmetros efetivos da equação da pressão: a condutividade hidráulica e o coeficiente de armazenamento, este último como função do TOC (total organic content), saturação da água e porosidades nano e micro. O modelo macroscópico é discretizado pelo método dos elementos finitos e simulações numéricas dos processos de recuperação do metano são apresentados utilizando parâmetros de entrada dos campos Barnett e Marcellus, ilustrando a eficácia do modelo multiescala proposto.
Data Início: 18/09/2015 Hora: 09:00 Data Fim: 18/09/2015 Hora: 12:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Patricia de Araújo Pereira. - LNCC - LNCC
Orientador: Claude Boutin - École Nationale des Travaux Publics de l'État - Eduardo Lúcio Mendes Garcia - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Sidarta Araújo de Lima - -
Participante Banca Examinadora: Abelardo Barreto - CENPES-Petrobras - Antônio André Novotny - LNCC - LNCC Hélio Cortes Vieira Lopes - - Hélio Pedro do Amaral Souto - Instituto Politécnico do Rio de Janeiro - IPRJ/UERJ Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Marcio Rentes Borges - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Philippe Devloo - UNICAMP -
Suplente Banca Examinadora: José Karam Filho - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
