EVENTO
Modelagem Multiescala de Reservatórios Não Convencionais de Gás contendo Redes de Fraturas Naturais e Hidráulicas
Tipo de evento: Seminário de Avaliação - Série A
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 CORRETA 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 OBTIDA FAZENDO USO DO PROCESSO FORMAL DE HOMOGENEIZAÇÃO. O MODELO CONSIDERA O RESERVATÓRIO DESCRITO POR QUATRO ESCALAS ESPACIAIS DISTINTAS. A ESCALA MAIS FINA, NANOSCÓPICA, ESTÁ 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 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, DE MATÉRIA INORGÂNICA (CONSIDERADA IMPERMEÁVEL) E DA REDE DE MICROPOROS QUE PODEM EXIBIR TAMANHOS ENTRE A METROS. CONSIDERAMOS ESTES, POR SUA VEZ, NÃO SATURADOS PREENCHIDOS POR UMA FASE GÁS LIVRE QUE ENCONTRA-SE EM EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO 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. A FIM DE OBTERMOS AS EQUAÇÕES NA MESOESCALA FAZEMOS USO DO PROCESSO DE HOMOGENEIZAÇÃO REITERADO. ESTA ESCALA CONSISTE DA MATRIZ, ONDE MICROPOROS, AGREGADOS DE QUEROGÊNIO E MATÉRIA INORGÂNICA SÃO VISTOS COMO UM MEIO CONTÍNUO HOMOGENEIZADO, PERMEADA POR UMA REDE DE FRATURAS NATURAIS QUE EXIBEM CAMINHOS PREFERENCIAIS PARA O MOVIMENTO DO GÁS. O PROCESSO DO UPSCALING DÁ ORIGEM A UM MODELO MACROSCÓPICO DE POROSIDADE DUPLA NO SENTIDO DE ARBOGAST E COLABORADORES. 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 FRATURAS NATURAIS E HIDRÁULICAS, ONDE OCORRE O ESCOAMENTO MONOFÁSICO DO GÁS LIVRE. TAL ACOPLAMENTO É REALIZADO VIA TÉCNICA DE REDUÇÃO DE DIMENSÃO QUE CONSISTE DE UM PROCESSO DE MÉDIA TOMADA SOBRE A ABERTURA DA FRATURA. O MODELO RESULTANTE É COMPOSTO POR TRÊS EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS NÃO LINEARES ACOPLADAS QUE GOVERNAM A HIDRODINÂMICA DO GÁS NA MATRIZ, REDE DE FRATURAS NATURAIS E FRATURAS HIDRÁULICAS. COM O INTUITO DE DESACOPLAR O SISTEMA PROCEDEMOS NO CONTEXTO PROPOSTO POR ARBOGAST 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. 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. A FORMULAÇÃO MULTIESCALA PROPOSTA É UTILIZADA 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.
Data Início: 03/08/2016 Hora: 10:30 Data Fim: 03/08/2016 Hora: 13:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Aline Cristina da Rocha - LNCC -
Orientador: Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Alexey Maylybaev - IMPA - Alvaro Marcello Marco Peres - - Frédéric Gerard Christian Valentin - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC