Simulação do escoamento em poços horizontais com completação não convencional

• Main Author: Sansoni Júnior, Umberto
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Engenharia mecânica; Sistemas operacionais distribuídos (Computadores); Poços
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/159022

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. === Made available in DSpace on 2016-02-16T03:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337633.pdf: 5685261 bytes, checksum: e300a388ae3ff5af57d696a21728f521 (MD5) Previous issue date: 2015 === Este trabalho propõe uma metodologia numérica para a simulação computacional do escoamento em poços horizontais equipados com completação não convencional, utilizando uma abordagem distribuída para resolver o escoamento no interior do poço, no anular, através da completação e entre o reservatório e o poço.O nível de detalhes nas simulações de um poço horizontal aumenta devido à complexidade das completações e a principal vantagem da abordagem distribuída é, sem dúvida, prover um método capaz de modelar o fluxo de óleo e gás nestas completações. Estes esquemas seriam inviáveis de se modelar com os simuladores convencionais de acoplamento poço-reservatório, que discretizam a geometria através de malhas, onde se trata o poço como um simples conjunto de pontos de injeção ou de surgência no reservatório, conectando-o através de um modelo de poço. A presente pesquisa insere-se na estratégica linha de desenvolvimento de metodologias novas para tratamento de problemas de acoplamento poço-reservatório, com um muito maior detalhamento do escoamento no poço e suas completações, podendo ser verificado e quantificado o escoamento de ambas as fases ao longo do anular e do liner para diversos tipos de completação, acrescentando mais física nestas simulações. A metodologia aqui desenvolvida mostrou-se ser extremamente eficaz, de baixo custo computacional, e que oferece boas respostas para auxiliar o engenheiro de poço na tomada de decisões a respeito de que tipo de poço e completação atende melhor a um determinado cenário e pode ser usado tanto para projetar completações, quanto para predizer problemas em poços completados. Ao comparar os resultados obtidos com os dos modelos usualmente empregados na simulação do acoplamento poço-reservatório que resolvem com precisão as equações diferenciais, o sistema distribuído proposto mostrou-se com muito boa concordância e com tempos computacionais muito baixos.<br> === Abstract : This thesis proposes a numerical methodology for the computational simulation of flow in horizontal wells with unconventional completions, using a distributed approach to solve the flow inside the well, in the annulus, along the well completion and in the interface between the reservoir and the well. The level of complexity of simulations of a horizontal well is relatively higher due to the conformation of the well completion. Therefore, the main advantage of using the distributed approach is, undoubtedly, to provide a method to model the flow of oil and gas in these completions. Such flows would be infeasible to be modelled with conventional reservoir simulators, which use discrete geometry through meshes where the well is considered as a simple set of injection points or upwelling in the reservoir, connecting it through a well flow model. This study is part of the strategy for development of new methods to solve well-reservoir coupling problems with much more detail on the flow along well completions. The multiphase flow along the liner and annulus for different types of completions can be checked and quantified with a physical approach. The methodology developed in this work proved to be extremely effective, with low computational cost, offering a useful tool to assist the well engineer in making decisions as to the best well architecture for a particular scenario. It also can be used, both, to design and to predict problems in well completions. By comparing the results obtained with the models usually employed in well-reservoir coupling simulation, which accurately solve the differential equations, the distributed system proposed in this work shows a very good agreement with very low computational time.