IMPLEMENTAÇÃO DE SIMULADOR BIFÁSICO BASEADO NA EQUAÇÃODE BRINKMAN PARA RESERVATÓRIOS CARSTIFICADOS

Resumo

Apresenta-se, nesta dissertação, um estudo sobre a dinâmica do escoamento de fluidos em meios altamente porosos e com baixas velocidades. Este estudo se aplica ao escoamento em reservatórios de petróleo carstificados, onde dissoluções da rocha reservatório geram cavidades de ordens de grandeza muito superiores à escala convencional dos poros. A validade da equação de Darcy pode ser questionável em meios altamente porosos, uma vez que não contempla os esforços viscosos do fluido, enquanto que a equação de Brinkman, ainda pouco utilizada para escoamento de hidrocarbonetos, é proposta como uma alternativa mais generalista para modelar o escoamento. A importância de se compreender e modelar os fenômenos fı́sicos envolvidos neste tipo de escoamento é ressaltada pelo fato de que simuladores de reservatórios comerciais não contemplam tais efeitos. Neste trabalho se desenvolve um simulador de fluxo numérico capaz de representar o escoamento monofásico e bifásico (água - óleo) seguindo os dois equacionamentos distintamente. A implementação de ambas as formulações são baseadas no método IMPES, com modificações para contemplar a incorporação da velocidade como variável primária. O simulador é validado com soluções de referência da literatura. Para uma variedade de casos representativos de um reservatório submetido à injeção de água (1D e 2D), os resultados destes equacionamentos ao longo do tempo são comparados quanto: ao comportamento do campo de velocidades, da frente de avanço da saturação de água, do fator de recuperação e do tempo de chegada de água no poço produtor. Observa-se a baixa influência do termo viscoso de Brinkman em meios porosos convencionais. No entanto, quando elevadas permeabilidades são atribuı́das ao meio de alta porosidade, pode-se notar diferenças significativas entre as formulações de Brinkman e de Darcy na maioria dos resultados. Os principais impactos verificados dentro das regiões de alta porosidade são piores eficiências de varrido areal e melhores eficiências de deslocamento.