Simulação de Reservatório

Modelagem Matemática da Migração de Finos Ocasionada pela Injeção de Água de Baixa Salinidade

 

Bolsista:   Sayori Uto Borges

Orientador:  Fernando Diogo Siqueira            Contato:  siqueira@lenep.uenf.br

RESUMO

O movimento de partículas no meio poroso da formação do reservatório durante a produção do poço, é conhecido como migração de finos. Visando uma alta produtividade, a migração de finos é um fenômeno a ser estudado pois causa dano à formação em formações mal consolidadas com alto teor de argilomineirais e/ ou óleo pesado, consequentemente causa o declínio da permeabilidade, causando assim o declínio da produtividade de óleo e gás. É responsável também pelo declínio de injetividade durante a injeção de água de composição distinta da água conata. Outro fator é a injeção de água inteligente (smart waterflooding) em arenitos, gerando o aumento do varrido e da recuperação final, sendo por causa da mobilização, migração e exclusão de finos naturais do reservatório.

Para mitigar o dano à formação, visando uma migração de finos menos danosa, foram desenvolvidas tecnologias na indústria petrolífera. Além disso, muitos estudos foram realizados para entender como e porque ocorre a migração de finos e assim modelos foram propostos, objetivando o aumento da produtividade de óleo e gás. O modelo atual contém alguns problemas/ falhas. Uma mudança abrupta na velocidade e na composição do fluido tem resposta instantânea em testes laboratoriais, enquanto no modelo atual tem resposta demorada. A cinética de captura de partículas é fundamentada na teoria de filtração profunda, e a cinética de liberação no modelo fenomenológico, onde a equação e os seus coeficientes são determinados empiricamente. Por isso é de suma importância o desenvolvimento de um modelo matemático que apresente uma solução confiável e robusta. Para que facilite, viabilize a prática da engenharia de reservatório.

Na modelagem matemática do trabalho realizado foi introduzida a função de retenção máxima. Essa função foi determinada através de testes laboratoriais e por meio da física teórica em microescala. A função de retenção máxima determinada teoricamente concorda com aquela medida em teste laboratoriais, validando assim a função. E foi possível concluir, que a função de retenção máxima é uma propriedade de suma importância para o fluxo em suspensão e o meio poroso.

No trabalho realizado também foi observado que os longos períodos de estabilização são devido a velocidade menor dos finos mobilizados próximos a superfície porosa. Sendo a velocidade desses finos significativamente menor que a velocidade do fluido que os transporta. Alterando o sistema de equações, considerando o fluxo advectivo de partículas modificado, é possível observar que a velocidade das partículas é menor que a do fluido, concordando com os testes laboratoriais, confirmando a afirmação.

Será implementado a solução da formulação do modelo matemático e do problema de migração de finos causada pela injeção de solução de baixa salinidade. No entanto, sem mudança de velocidade, como realizado anteriormente, e que será explicado futuramente. O desenvolvimento e a validação desse modelo matemático é o objetivo principal desse projeto.

EQIPAMENTOS

Equipamentos utilizados para testes em laboratório de migração de finos em meios porosos:

– O esquema de equipamentos utilizados está representado na figura 1, é composto pelo fluido no bequer 1, injetado pela bomba Jasco modelo PU-2087 em regime de vazão constante. Por meio das válvulas 14 e 15 era controlado os dois orifícios intermediários para medida de pressão no “coreholder” Mantec (Labconte). Através da bomba manual Fluke 10 a pressão de confinamento no “coreholder” foi obtida, sendo monitorada por um manômetro 11.

Os transdutores de pressão 5, 6 e 7 são utilizados para medir o diferencial de pressão ao longo do testemunho, entre a entrada e o segundo orifício e ao longo da primeira seção do testemunho, respectivamente.

Para medir a pressão de poros de zero até 500 psi os transdutores Yokogawa foram calibrados. As medidas dos três transdutores foram digitalizadas pelo sistema de aquisiçãlo de dados 8, depois foram transferidas para o computador 9. Por meio do software LabView os dados foram tratados.

No becker 4 o efluente foi coletado para realizar a medida de resistividade elétrica, pH, concentração de efluente e de distribuição de tamanho dos finos.

Figura 2: Esquema de equipamentos utilizados nos testes de migração de finos em meios porosos.

Figura 1: Esquema de equipamentos utilizados nos testes de migração de finos em meios porosos.

– Através do software Microsoft Visual Studio Community será realizado a implementação da modelagem matemática na linguagem de programação orientada a objeto C++ com o objetivo de realizar a simulação da migração de finos em meios porosos.