Simulação de cone de água e cone de gás em poços de petróleo horizontais e verticais usando o Método dos Elementos de Contorno

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorFortaleza, Eugênio Liborio Feitosa-
Autor(es): dc.contributorgustavo@vazgontijo.com.br-
Autor(es): dc.creatorGontijo, Gustavo Silva Vaz-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-10-23T15:53:46Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-10-23T15:53:46Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-07-21-
Data de envio: dc.date.issued2023-07-21-
Data de envio: dc.date.issued2023-07-21-
Data de envio: dc.date.issued2022-08-19-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46179-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/894809-
Descrição: dc.descriptionTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022.-
Descrição: dc.descriptionEste trabalho apresenta a aplicação do Método dos Elementos de Contorno no desenvolvimento de simuladores para o estudo dos fenômenos dos cones de água e de gás em poços de petróleo horizontais e verticais. O escopo é a modelagem numérica bidimensional e axissimétrica dos fenômenos utilizando o Método dos Elementos de Contorno com sub-regiões e interface entre os fluidos modelada como uma fronteira móvel. Este texto traz uma revisão acerca destes fenômenos e de seu impacto na indústria de petróleo, de forma a situar o leitor sobre a motivação para a escolha da aplicação. São utilizados dois modelos de escoamento potencial, monofásico e bifásico. Um terceiro modelo, de escoamento difusivo monofásico, também é aplicado. Além desses, são adotados modelos monofásico e bifásico para escoamento potencial em domínios axissimétricos. Todo o tratamento matemático envolvido na dedução das equações governantes dos modelos é apresentado. Também estão presentes os desenvolvimentos matemáticos de diversas formulações do Método dos Elementos de Contorno. São elas a formulação para problemas potenciais bidimensionais, a formulação de Reciprocidade Dual para problemas regidos pela equação da difusividade em domínio bidimensional, a formulação para problemas potenciais em domínio tridimensional axissimétrico, e a formulação de sub-regiões, para problemas sobre domínios homogêneos por partes. Uma alternativa na modelagem do poço de petróleo horizontal em domínio bidimensional é proposta, utilizando um conjunto de sumidouros pontuais para representar seu perímetro. Esta abordagem permite analisar de forma satisfatória o comportamento da interface entre fluidos, mesmo depois que ela já tenha tocado o poço. Os aspectos principais da implementação dos simuladores são documentados de forma a permitir a utilização deste texto como consulta para implementações semelhantes. A determinação e aplicação das condições de contorno para todos os modelos, incluindo as condições de compatibilidade e equilíbrio na interface entre fluidos, são apresentadas. Os simuladores propostos foram desenvolvidos e validados em comparação a resultados analíticos, numéricos e experimentais.-
Descrição: dc.descriptionThis thesis presents the application of the Boundary Element Method in the development of simulators for the study of water and gas coning phenomena in horizontal and vertical oil wells. The scope is the two-dimensional and axisymmetric numerical modeling of the phenomena using the Boundary Element Method with sub-regions and interface between fluids modeled as a moving boundary. This text provides a review about these phenomena and their impact on the petroleum industry, in order to situate the reader on the motivation for the choice of the application. Two potential flow models are used, single-phase and two-phase. A third model, single-phase diffusive flow, is also applied. In addition to these, single-phase and two-phase models are adopted for potential flow in axisymmetric domains. All the mathematical treatment involved in the deduction of the governing equations of the models is presented. The mathematical developments of several formulations of the Boundary Element Method are also presented. These are the formulation for two-dimensional potential problems, the Dual Reciprocity formulation for problems governed by the diffusivity equation in a two-dimensional domain, the formulation for potential problems in a three-dimensional axisymmetric domain, and the subregion formulation, for problems over piecewise homogeneous domains. An alternative in modeling the horizontal oil well in two-dimensional domain is proposed, using a set of point sinks to represent its perimeter. This approach allows satisfactory analysis of the behavior of the fluid interface, even after it has already touched the well. The main aspects of the simulators implementation are documented in a way that allows this text to be used as a reference for similar implementations. The determination and application of the boundary conditions for all models, including the compatibility and equilibrium conditions at the fluid interface, are presented. The proposed simulators have been developed and validated against analytical, numerical, and experimental results.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo dos elementos de contorno-
Palavras-chave: dc.subjectInterface móvel-
Palavras-chave: dc.subjectReservatório (Petróleo)-
Palavras-chave: dc.subjectEscoamento potencial-
Palavras-chave: dc.subjectCone de água-
Palavras-chave: dc.subjectCone de gás-
Título: dc.titleSimulação de cone de água e cone de gás em poços de petróleo horizontais e verticais usando o Método dos Elementos de Contorno-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional – UNB

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