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Title in Portuguese: Eficiência dos arranjos de poços na recuperação de óleo pesado usando combustão in situ
Author: Frota, Diego Araujo
Advisor(s): Almeida, Murilo Pereira de
Co-advisor(s): Oliveira, Claudio Lucas Nunes de
Keywords: Escoamento em meios porosos
Óleo
Reservatório
Física dos fluidos
Física de plasmas
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Issue Date: 2010
Citation: FROTA, D. A. Eficiência dos arranjos de poços na recuperação de óleo pesado usando combustão in situ. 2010. 66 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
Abstract in Portuguese: Este trabalho contém um estudo comparativo sobre a eficiência de vários arranjos de poços para a recuperação de óleo de reservatórios de hidrocarbonetos usando a técnica de combustão in-situ. Conforme a demanda por energia aumenta a cada dia com o crescimento da economia mundial e o desenvolvimento das nações, a matriz energética mundial ainda depende fortemente de fontes fósseis e principalmente do petróleo, o qual, com o decorrer de sua exploração exige o aperfeiçoamento de métodos para a sua extração. Vários métodos foram criados para facilitar a extração de petróleo das rochas porosas, incluindo injeção de fluidos e/ou reações químicas para aumentar a pressão e/ou reduzir a viscosidade do óleo. Com o avanço tecnológico tornou-se possível também a perfuração de poços horizontais, que passam pelo reservatório paralelamente a superfície. Com isso, aparecem questões sobre determinar qual combinação do método de extração e configuração de poços é a mais favorável para um determinado tipo de reservatório, cujas características são especificadas pelas propriedades de suas rochas e seus fluidos. Nesta dissertação apresenta-se uma breve compilação dos conceitos e equações diferenciais usados na modelagem matemática dos escoamentos multi-fásicos de fluidos e do transporte de calor em meios porosos. Faz-se também um estudo comparativo de várias configurações de poços horizontais e verticais (VIHP, VI2HP, HIHP, HI2HP e 2VIHP) para injetar e extrair fluidos em reservatórios de óleo pesado com dimensões de 300x100x20 metros. Ar é então injetado em seu interior a fim de criar uma frente de combustão que se propaga do poço injetor ao produtor. As simulações numéricas são realizadas através do simulador térmico de reservatórios STARS do CMG. As propriedades físicas e químicas do reservatório e as reações químicas são baseadas no reservatório Wolf Lake. Foi investigado também a influência dos parâmetros que controlam a dependência da viscosidade do óleo com a temperatura. Os resultados mostram que a configuração 2VIHP obtém a melhor recuperação entre as configurações estudadas independentemente dos parâmetros estudados.
Abstract: This thesis contains an efficiency study of several well configurations together with insitu combustion method for oil recovery from petroleum resevoirs. The demand for energy continuously increases with the world economic growth. The world energetic matrix still deeply relies on fossil fuels and especially on petroleum, whose exploitation constantly requires the solution of technological problems in order to optimize the recovery from new horizons, mature oil fields and of heavier oils. Several enhanced oil recovery (EOR) methods exist and they include the injection of fluids and/or chemical reactions to increase reservoir pressure and/or reduce fluid viscosity. Among them there is the in-situ combustion method which consists of the burning of local oil caused by the injection of air in the reservoir with a posterior ignition of the oil through an external heater. The well drilling technology also evolved and the drilling of horizontal well are now frequent. This kind of well has a larger contact with the oil bearing layers, which might facilitate the oil recovery. The determination of the best recovery method for each reservoir is an important economic issue, and this is best assessed through numerical simulations. This work includes a brief recolection of concepts and equations used in the mathematical modelling of the flow of heat and mass in porous media. Our purpose is to investigate the performance of several well configurations by performing numerical reservoir simulations with the simulator STARS by CMG. We qualitatively compare the efficiency of various well configurations (VIHP, VI2HP, HIHP, HI2HP, and 2VIHP) applying the in situ combustion method for 300x100x20 meters heavy oil reservoirs. The physical and chemical properties of the reservoir and the chemical reactions are based on Wolf Lake reservoir. It was investigated also the influence of those parameters which control the oil viscosity dependency with temperature. Our results show that the configuration 2VIHP gives the best recovery among the configurations studied independently of the parameters that we have considered here.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11920
metadata.dc.type: Dissertação
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