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Type: Dissertação
Title: Coupled geomechanical model for compositional reservoir simulation with the finite volume method and unstructured grids
Authors: Gomes, João Henrique Bessa
Advisor: Marcondes, Francisco
Keywords: Engenharia química;Acoplamentos;Poços de petróleo;Fluidos;Geomechanics;Unstructured grids
Issue Date: 2019
Citation: GOMES, J. H. B. Coupled geomechanical model for compositional reservoir simulation with the finite volume method and unstructured grids. 2019. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Brazilian Portuguese: A modelagem tradicional de reservatórios de petróleo utiliza um único parâmetro constante, a compressibilidade da formação, para considerar o efeito de adição ou remoção de fluidos dos meios porosos. Essa abordagem tem se mostrado imprecisa na representação da evolução do comportamento estrutural do reservatório durante a injeção ou produção de fluidos, especialmente para formações sensíveis à tensão. O efeito geomecânico em reservatórios é, portanto, um fenômeno mais complexo e que precisa ser analisado minuciosamente. A produção de fluidos do reservatório causa a compactação da formação, a qual irá modificar propriedades, como porosidade e permeabilidade, que são importantes parâmetros nos cálculos de fluxo em meio poroso. O principal objetivo desse trabalho é desenvolver uma solução acoplada entre um simulador composicional de reservatórios e um modelo geomecânico, e aplicá-la a diferentes processos de recuperação de hidrocarbonetos. O simulador de código aberto UTCOMP foi usado para a implementação do modelo geomecânico e acoplamento ao modelo de fluxo. UTCOMP é um simulador composicional de reservatórios baseado em equações de estado desenvolvido pela University of Texas at Austin. A abordagem de discretização usada tanto para o modelo de fluxo quanto para o modelo geomecânico é o Método de Volumes Finitos baseado em Elementos, que permite o uso de malhas não-estruturadas para a representação do domínio físico. A implementação é validada através de problemas com soluções analíticas disponíveis na literatura. Uma vez validado, o simulador acoplado é aplicado a diferentes casos de processos de recuperação de hidrocarbonetos para avaliar as diferenças nos resultados de produção causadas pela inclusão do modelo geomecânico.
Abstract: Traditional petroleum reservoir modeling normally uses a single constant parameter, formation compressibility, to account for the effect of addition or removal of fluid from porous media. This single parameter approach has been shown to inaccurately depict the structural evolution of the reservoir during injection or production of fluids, especially for stress-sensitive formations. The geomechanical effect on the reservoir is therefore a more complex phenomenon that has to be analyzed thoroughly. Reservoir production causes formation compaction, which will modify some of its properties, such as porosity and permeability, that are important parameters for the calculations of fluid flow through porous media. The main objective of this work is to develop a coupled solution between a compositional reservoir simulator and a geomechanical model and apply it to different oil recovery processes. The open-code simulator UTCOMP was used for the implementation of the geomechanical model and its coupling with the reservoir model. UTCOMP is an equation of state compositional reservoir simulator developed by the University of Texas at Austin. The discretization approach used for both the reservoir and the geomechanical models is the Element-based Finite Volume Method, that allows the use of unstructured grids for the representation of the physical domain. The implementation is validated through problems with analytical solution available on the literature. Once validated, the coupled simulator is applied for different cases hydrocarbon recovery processes to evaluate the differences in production results caused by the use of the coupled geomechanical model.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/47887
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