EVENTO
Novos Modelos Computacionais Hierárquicos para Reservatórios Fraturados Carstificados
Tipo de evento: Defesa de Tese de Doutorado
Neste trabalho construímos um novo modelo computacional para descrever escoamento em reservatórios carbonáticos carstificados e fraturados presentes nas formações geológicas do pré-sal brasileiro. Consideramos o reservatório composto por rocha intacta e por estruturas geológicas que ocorrem com frequência em carbonatos, tais como objetos gerados pelo processo cárstico (cavernas, dolinas e vugs) bem como redes de fraturas (juntas e veios). No contexto do novo modelo proposto neste trabalho, denominado Hierarchical Karst-Fracture Modeling (HKFM), os objetos geológicos de maior dimensão, que exercem influência direta sobre o escoamento e a geomecânica, são incorporados explicitamente ao modelo computacional, enquanto as estruturas de menor tamanho que ocorrem em maior densidade, são homogeneizadas e substituídas por um contínuo equivalente com propriedades hidromecânicas computadas através do processo de upscaling. A homogeneização da microestrutura para a escala de metros (escala meso) é realizada por dois procedimentos distintos. O primeiro consiste em computar, através de uma técnica de upscaling de natureza analítica, propriedades equivalentes da matriz porosa constituída por uma rede de micro-fraturas. No segundo abordamos em detalhes as cavernas preenchidas por brechas de colapso, advindas do desmoronamento da rocha após processos de dissolução química, dando origem a várias sub-regiões, dentre as quais ressaltamos (i) o núcleo caótico composto por fragmentos de rocha (clastos) e sedimentos (areia, argila), (ii) a região adjacente com brechas tipo mosaico e (iii) a rocha perturbada pelo colapso e dissolução, denominada ``zona de dano'. Para estes cenários utilizamos técnicas baseadas na homogeneização autocoerente (self-consistent theory), as quais são capazes de descrever com precisão propriedades equivalentes, tais como permeabilidade e módulo elástico volumétrico, associadas a cada sub-região da brecha de colapso. Nesta mesma escala intermediária, na formulação hidrodinâmica proposta, as fraturas de maior dimensão e com alta conectividade são tratadas como objetos de dimensão reduzida e incorporadas explorando a técnica do Discrete Fracture Modeling (DFM). A abordagem utilizada é capaz de incorporar a resistividade das fraturas, parâmetro que permite descrever mecanismos de barreira que ocorrem quando há presença de material de preenchimento no interior das fraturas na forma de sedimentos ou cimento calcítico. A incorporação da resistividade das fraturas permite a quantificação do salto no campo de pressão no caso de baixa permeabilidade. A discretização do modelo hidrodinâmico na escala mesoscópica via método dos elementos finitos exige o aumento do número de graus de liberdade nos subdomínios ocupados pelas fraturas para capturar os saltos no campo de pressão. Após a construção de simulações computacionais em distintos cenários, governados por diferentes propriedades dos objetos geológicos, permeabilidades equivalentes são obtidas na escala macroscópica. Tais propriedades podem ser incorporadas aos modelos de fluxo em reservatórios carbonáticos do Pré-Sal, trazendo importantes informações relativas às escalas mais finas e assim possibilitando estabelecer uma ponte entre os modelos macroscópicos e a microestrutura da rocha carbonática. A complexa homogeneização reiterada (micro-meso e meso-macro) abre caminhos para a exploração da sensibilidade e da dependência constitutiva das propriedades equivalentes em diferentes cenários, as quais podem ser posteriormente exploradas como parâmetros de entrada nos simuladores comerciais que fazem uso de malhas computacionais grosseiras compostas por células com comprimento da ordem de centenas de metros.
Data Início: 06/06/2018 Hora: 10:00 Data Fim: 06/06/2018 Hora: 14:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio B
Aluno: Tuane Vanessa Lopes - LNCC - LNCC
Co-Orientador: Eduardo Lúcio Mendes Garcia - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Orientador: Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Abimael Fernando Dourado Loula - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC ADOLFO PUIME PIRES - UENF - Flavia Falcão - CENPES/Petrobras - Francisco Hilario Rego Bezerra - UFRN - 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 Gilson Antônio Giraldi - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
