EVENTO
Modelagem Multiescala de Reservatórios Não Convencionais de Gás Contendo Redes de Fraturas Naturais e Hidráulica.
Tipo de evento: Defesa de Tese de Doutorado
Neste trabalho propomos um novo modelo computacional multiescala para descrever o transporte de gases em reservatórios não convencionais (shale gas) com distintos níveis de fraturas (naturais e hidráulicas). Tais reservatórios apresentam características bastante peculiares que tornam a descrição acurada dos fenômenos físicos envolvidos uma tarefa árdua. Dentre estas características podemos ressaltar a baixíssima permeabilidade (da ordem de nanodarcys) e os múltiplos níveis de porosidade associados às múltiplas escalas envolvidas. No presente trabalho a modelagem multiescala do transporte do gás metano é construída fazendo uso do processo formal de homogeneização. O modelo considera o reservatório descrito por quatro escalas espaciais distintas.A escala mais fina, nanoscópica, é associada aos nanoporos na matéria orgânica (querogênio) onde o gás encontra-se adsorvido. Para descrever precisamente a adsorção do gás no querogênio fazemos uso da Termodinâmica de Gases Confinados. Mais precisamente, as isotermas de adsorção do gás nos nanoporos são construídas fazendo uso da Density Functional Theory (DFT). Através do processo de homogeneização é realizado o upscaling para a escala intermediária (microscópica). A janela observacional associada a esta escala consiste dos agregados de querogênio juntamente com a matéria inorgânica (considerada impermeável) e rede de microporos que podem exibir tamanhos entre a metros. Consideramos estes, por sua vez, parcialmente saturados preenchidos por uma fase gás livre em equilíbrio termodinâmico local com o gás dissolvido na fase aquosa. O modelo considera a água estagnada com a equação de difusão fickiana do gás dissolvido acoplada ao escoamento do gás livre. Na mesoescala a matriz do folhelho (na qual microporos, agregados de querogênio e matéria inorgânica são tratados como um meio contínuo homogeneizado) é permeada por uma rede de fraturas naturais que exibem caminhos preferenciais para o movimento do gás. O processo do \textit{upscaling} deste sistema acoplado de equações diferenciais parciais dá origem a um modelo macroscópico de porosidade dupla no sentido de Arbogast e colaboradores (Todd:1990). Neste contexto, a matriz atua como uma fonte de massa distribuída microestruturalmente no balanço de massa que descreve o movimento do gás na rede de fraturas naturais. Finalmente estabelecemos o acoplamento entre as hidrodinâmicas nas redes de fraturas naturais e hidráulicas, onde ocorre o escoamento monofásico do gás livre. Tal acoplamento é realizado via técnica de redução de dimensão onde as fraturas hidráulicas são tratadas como objetos geológicos de dimensão reduzida (n-1), n=2,3. O modelo resultante é composto por três equações diferenciais parciais não lineares acopladas que governam a hidrodinâmica do gás na matriz e redes de fraturas naturais e hidráulicas. Com o intuito de desacoplar o sistema procedemos no contexto proposto por Arbogast (Todd:1996) que consiste em utilizar uma decomposição das variáveis resultando em subsistemas independentes a serem resolvidos numericamente. Esta escolha permite que o sistema supracitado seja resolvido de forma sequencial evitando a necessidade de iterações adicionais entre os subsistemas. Na discretização espacial adotamos o método de elementos finitos com a introdução de submalhas para tratar o transporte do gás na matriz e assim efetuar de forma precisa o cálculo do termo de fonte na equação da pressão do gás na rede de fraturas naturais. O modelo discreto é utilizado para o cômputo da produção de gás bem como para simular testes transientes de pressão em poços. Resultados numéricos promissores são obtidos os quais podem ser empregados para aprimorar a descrição dos fenômenos envolvidos e dar origem a novas curvas de diagnóstico para caracterização de propriedades de reservatórios não convencionais.
Data Início: 20/03/2017 Hora: 09:00 Data Fim: 20/03/2017 Hora: 12:30
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Aline Cristina da Rocha - LNCC -
Co-Orientador: ADOLFO PUIME PIRES - UENF - Eduardo Lúcio Mendes Garcia - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Orientador: Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Alvaro Marcello Marco Peres - - Claude Boutin - École Nationale des Travaux Publics de l'État - Frédéric Gerard Christian Valentin - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC João Nisan Correia Guerreiro - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Suplente Banca Examinadora: Fernando A. Rochinha - PEM/COPPE - PEM/COPPE Marcio Rentes Borges - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
