[en] NUMERICAL SIMULATIONS OF AXISYMMETRIC DISPLACEMENTS BETWEEN MISCIBLE FLUIDS IN ANNULAR SPACES

[pt] SIMULAÇÕES NUMÉRICAS DE DESLOCAMENTOS AXISSIMÉTRICOS ENTRE FLUIDOS MISCÍVEIS EM ESPAÇOS ANULARES

[pt] LUCAS MONTEIRO RENAULT MILO

[pt] INDUSTRIA DE OLEO E GAS

[pt] PROCESSO DE CIMENACAO DE POCOS

[pt] ESCOAMENTO EM ANULAR

[pt] SIMULACOES NUMERICAS

[pt] DESLOCAMENTO DE FLUIDO

[en] OIL AND GAS INDUSTRY

[en] WELLS CEMENTATION PROCESS

[en] FLOW IN CANCEL

[en] NUMERICAL SIMULATIONS

[en] FLUID DISPLACEMENT

[pt] A simulação numérica se caracteriza por projetar um modelo computacional de um caso real. A partir desse modelo é possível realizar experimentos e simulações, com o propósito de compreender o comportamento daquela situação projetada. Na indústria do petróleo, a cimentação tem a função de isolar as zonas existentes no poço, fornecer suporte adequado para o revestimento e evitar que fluidos se migrem. A cimentação é uma das operações mais críticas no processo de perfuração e completação de poços de petróleo, uma vez que está diretamente relacionada à segurança do próprio poço. Para que as operações de cimentação sejam bem-sucedidas, a pasta de cimento precisa deslocar o fluido de perfuração completamente. Esse deslocamento ocorre no espaço anular entre o revestimento do poço e a formação rochosa. O objetivo de nossa proposta passa por compreender o comportamento do fluido nesse processo de cimentação. Motivados por esses processos indútriais, conduziremos simulações numéricas diretas do processo de deslocamento entre fluidos miscíveis em espaços anulares. Nesses deslocamentos axissimétricos, propomos investigar como diversos efeitos físicos afetam a eficiência do deslocamento, incluindo as diferentes viscosidades e densidades entre os fluidos injetado e deslocado, a miscibilidade entre eles, a taxa de injeção e a abertura do espaço anular. Para isso, será utilizado um código número baseado em diferenças finitas e métodos espectrais, escrito em linguagem C, que fornecerá dados para analisar o comportamento dos fluidos. A leitura desses dados e a visualização do escoamento bifásico serão feitos no software Matlab.

[en] Numerical simulation is characterized by designing a computational model of a real case. From this model it is possible to carry out experiments and simulations, with the purpose of understanding the behavior of that projected situation. In the oil industry, cementing has the function of isolating the existing zones in the well, providing adequate support for the casing and preventing fluids from migrating. Cementing is one of the most critical operations in the process of drilling and well completion oil wells, as it is directly related to the safety of the well itself. For successful cementing operations, the cement paste needs to displace the drilling fluid completely. This displacement occurs in the annular space between the well casing and the rock formation. The objective of our proposal is to understand the behavior of the fluid in this cementing process. Motivated by these industrial processes, we will conduct direct numerical simulations of the displacement process between miscible fluids in annular spaces. In these axisymmetric displacements, we propose to investigate how different physical effects affect displacement effciency, including different viscosities and densities between injected and displaced fluids, miscibility between them, injection rate and annular space opening. For this, a numerical code based on finite differences and spectral methods will be used, written in C language, which will provide data to analyze the behavior of fluids. The reading of these data and the visualization of the two-phase flow will be done in the Matlab software.

RAFAEL MENEZES DE OLIVEIRA

2023-07-18

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.63290