Tese: Simulação da Injeção Alternada de Água-Emulsão-Água Considerando Efeitos Capilares em Modelos de Reservatórios Estratificados
Aluno(a) : Helena Assaf Teixeira de Souza Mota LimaOrientador(a): Márcio Carvalho e Ranena Verônica Ponce Flores
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 30/09/2016
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.28384
Resumo: O aumento do fator de recuperação e o uso de métodos de recuperação avançada no atual cenário de novos patamares de preços representam um enorme desafio para a indústria do petróleo. Neste contexto, o uso de emulsões óleo-água como um método de recuperação avançada torna-se bastante atrativo. Esta atratividade deve-se ao seu custo reduzido em relação aos demais métodos de recuperação avançada, maior resistência a altas temperaturas (do que a injeção de polímeros) e potencial uso das emulsões produzidas (águas de produção) após condicionamento no processo de injeção. Diversos trabalhos mostraram um aumento no volume de óleo produzido através da injeção de emulsões óleo-água. Cobos et al.(2009) e Guillen et al.(2012a) evidenciaram respectivamente que o método só se mostrou efetivo para: injeção de emulsões cujo tamanho de gotas fossem compatíveis para permitir o bloqueio das gargantas e em baixas vazões onde os efeitos capilares são fortes o suficientes para que haja bloqueio dos poros. Resultados de pesquisas experimentais (Guillen et al., (2012a,b); Engelke et al.(2013)) indicam que a injeção de emulsões pode ser utilizada como agente de controle de mobilidade, permitindo um deslocamento mais uniforme do fluido no reservatório, bem como reduzindo a saturação residual de óleo. Baseados nestes resultados experimentais, identificou-se que os parâmetros mais relevantes para esta atuação são função do tamanho de gotas, da concentração local da fase dispersa da emulsão e do Número de Capilaridade local. A aplicação deste método requer o entendimento do escoamento de emulsões no meio poroso e dos mecanismos responsáveis pela melhora na recuperação. Este entendimento tanto na escala de poros como na escala de reservatórios permite incorporação destes mecanismos na modelagem para simulação de fluxo de reservatórios. Ponce et al. (2014, 2016) desenvolveram um modelo macroscópico para o escoamento de emulsões em meios porosos através da parametrização das curvas de permeabilidade relativa em função da concentração de gotas e do Número de Capilaridade. Estas implementações foram feitas no modelo black-oil programado no código aberto MRST do SINTEF. No presente trabalho foi feita a incorporação dos efeitos gravitacionais no modelo anterior para avaliação no aumento da eficiência de varrido vertical do método de injeção alternada água-emulsão-água (WAE - Water-Alternating-Emulsion). O processo WAE foi avaliado através de simulações em duas e três dimensões (2D/3D) utilizando um conjunto de camadas do segundo modelo comparativo do SPE10, modelo este que representa um reservatório altamente heterogêneo. Com simulações 2D e 3D foi possível realizar um estudo de sensibilidade do processo em relação ao momento da injeção de emulsão, o tamanho do banco, e as faixas de vazão e respectivos números de capilaridades de atuação da emulsão. Os resultados mostraram que com a injeção WAE obtém-se recuperação adicional de 5 a 7% no fator de recuperação em relação a injeção de água. O melhor resultado foi obtido para injeção de emulsão sendo iniciada no momento da irrupção de água no poço produtor e observou-se produção de óleo adicional a injeção de água mesmo quando o banco de emulsão é reduzido.