[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR COMPOSICIONAL DE RESERVATÓRIOS BA SEADO EM UMA ARQUITETURA DE PLUGINS

[en] DEVELOPMENT OF A COMPOSITIONAL RESERVOIR SIMULATOR BASED ON A PLUGIN ARCHITECTURE

[pt] ANDERSON WANG

[pt] SIMULADOR DE RESERVATORIO

[pt] FORMULACAO DE COATS

[pt] MODELO COMPOSICIONAL

[pt] METODO DE DIFERENCAS FINITAS

[en] RESERVOIR SIMULATOR

[en] COATS FORMULATION

[en] COMPOSITIONAL MODEL

[en] FINITE DIFFERENCE METHOD

[pt] Este trabalho descreve o desenvolvimento de um simulador composicional de reservatórios de petróleo. Trata-se de uma ferramenta computacional para simulação numérica do comportamento dinâmico dos reservatórios, visando uma maior eficiência nas atividades de extração de óleo e gás. O modelo de simulação mais conhecido é o black oil, no qual se considera a migração de componentes de hidrocarbonetos entre diferentes fases através da solubilidadfe de um componente em outro. No entanto, em alguns casos, tal simplificação de modelagem não permite a obtenção de resultados realistas como, por exemplo, na presença de óleos voláteis, devido à facilidade com que os componentes podem migrar de fase, ou também quando é realizada uma injeção de CO2. Em contrapartida, visando solucionar este problema, diversos modelos de simulação composicional foram desenvolvidos, nos quais são consideradas tais migrações de componentes de hidrocarbonetos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema computacional para simulação de reservatórios de petróleo baseado na formulação de Coats. A implementação consistirá em uma alternativa ao modelo black oil, já existente no simulador GSIM para simulação de reservatórios, fruto de uma parceria entre a Petrobras e a PUC-Rio. A modelagem composicional proposta utiliza uma discretização do domínio por meio de malhas Cartesianas ortogonais e o método das diferenças finitas na aproximação das equações diferenciais que governam o problema. Além disso, visando aumentar a eficiência das simulações, o GSIM foi desenvolvido em linguagem C++ utilizando uma arquitetura de plugins, a qual é otimizada para permitir um tratamento mais rápido e eficiente da Tops associada a problemas de reservatórios. A utilização do sistema de plugins permite uma maior versatilidade no desenvolvimento de novas funcionalidades. O sistema computacional proposto é testado em três diferentes simulações de reservatórios e os resultados são comparados com os obtidos por um simulador comercial, denominado CMG-GEM.

[en] This work describes the development of a compositional simulator for petroleum reservoirs. It consists of a computational tool for numerical simulation of the dynamic behavior of reservoirs, aiming at increasing the efficiency of oil and gas extraction activities. The most well-known simulation formulation is the black oil, in which the migration of hydrocarbon components between different phases is captured by the solubility of one phase in another. However, there are cases where such modeling simplification does not allow for obtaining realistic results, especially in the presence of volatile oils that can easily present phase migrations or also when CO2 is injected into the reservoir. On the other hand, to solve this problem, several compositional simulation models were developed, where such migrations of hydrocarbon components were considered. In this context, the main objective of this work is to develop a computational system for simulating compositional oil reservoirs based on the Coats formulation. The implementation consists of an alternative to the black oil model, already existing in the GSIM simulator for reservoir simulation, developed in partnership between Petrobras and PUC-Rio. The proposed compositional model uses a discretization of the domain through orthogonal Cartesian meshes and the finite difference method to approximate the differential equations that govern the problem. Furthermore, aiming to increase the efficiency of simulations, GSIM was developed in the C++ language using a plugin architecture, which is optimized to allow faster and more efficient treatment of Tops associated with reservoir problems. Using the plugin system allows greater versatility in developing new functionalities. The proposed computational system will be tested in three different reservoir simulations, and the results will be compared with those obtained from the CMG-GEM commercial simulator.

IVAN FABIO MOTA DE MENEZES

LEONARDO SEPERUELO DUARTE

IVAN FABIO MOTA DE MENEZES

DANIEL NUNES DE MIRANDA FILHO

2025-12-01

2024-06-06

[pt] TEXTO

application/pdf

INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=74399@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=74399@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.74399