Avaliação da injeção de polímero de concentração decrescente por simulação em escala de laboratório

Autor: Choquejahua Salcedo, Remo Alvaro, 1993
Přispěvatelé: Moreno, Rosângela Barros Zanoni Lopes, 1966, Melo, Maria Aparecida de, Machado, Marcos Vitor Barbosa, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociencias, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Petróleo, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
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Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências Resumo: Quando a razão de mobilidade é desfavorável, ou a heterogeneidade do reservatório é alta, a injeção de água perde sua eficiência causando irrupção precoce de água e fatores de recuperação baixos. A injeção de polímero melhora a razão de mobilidade, aumentando a viscosidade da água e reduzindo a permeabilidade à água devido à adsorção do polímero. Normalmente, esses projetos injetam um volume finito do polímero em razão de aspectos econômicos, uma vez que o custo do polímero afeta predominantemente os gastos do processo. No entanto, este esquema de injeção pode apresentar uma transição abrupta de viscosidade na cauda do banco de injeção de polímero. A injeção de água atrás do banco do polímero pode formar digitação viscosa, ultrapassando o banco de polímero e destruindo sua integridade. Assim, a gradação da injeção viscosa é proposta para mitigar esse problema. Bancos de polímero com diferentes concentrações são injetados sequencialmente, seguidos da injeção de água. De acordo com a literatura, esquemas de gradação viscosa não são usualmente aplicados no campo e poucos estudos estão disponíveis em escala de laboratório incluindo simulação. Esta dissertação avalia o esquema de gradação viscosa de polímeros por simulação numérica em escala de laboratório por meio de indicadores de desempenho. Os objetivos específicos são construir um fluxo de trabalho abrangente que integre dados laboratoriais e os valide aplicando os procedimentos propostos em três testes experimentais relatados na literatura. O fluxo de trabalho proposto inclui três partes. A seção de preparação de dados de entrada descreve como integrar os dados de estudos de fluido, de rocha, e testes de deslocamento de monofásico e bifásico para calcular os parâmetros exigidos pelo simulador. A seleção da malha de simulação inclui a descrição do uso de malhas estáticas e dinâmicas para reduzir a dispersão numérica e acelerar a execução da simulação. E, finalmente, o estágio de ajuste histórico apresenta um fluxo de trabalho para calibrar o modelo sistematicamente. Os resultados demonstram a aplicabilidade do fluxo de trabalho ao ajustar simultaneamente os históricos de produção acumulada de óleo e de água, e de diferencial de pressão associados aos esquemas de injeção de contínua e de gradação viscosa. A integração das respostas de volume acumulado e de pressão permitiu a detecção de eventos importantes, e o amalgamento da malha dinâmica reduziu o tempo computacional em comparação com a malha estática. Os indicadores de desempenho baseados em modelos ajustados ajudaram a identificar o esquema de injeção mais eficiente de acordo com a massa de polímero usada, recuperação de óleo, água injetada/produzida e injetividade em comparação com a injeção de água. O esquema de três bancos teve um desempenho melhor do que o de dois bancos. O fluxo de trabalho proposto integrando dados de laboratório pode ser útil para os pesquisadores envolvidos com testes de deslocamento e simulação em pequena escala e, também, com modelagem e simulações em escalas piloto e de campo Abstract: When the mobility ratio is unfavorable, or the heterogeneity in the reservoir is high, the water flooding losses its effectivity causing early water breakthrough and low recovery factors. Polymer flooding improves the unfavorable mobility ratio by increasing the water viscosity and reducing the permeability to water due to polymer adsorption. Typically, these projects inject a finite volume of the polymer due to economic aspects since the polymer cost predominantly affects operation expenditures. However, this injection scheme can present an abrupt viscosity transition at the polymer slug tailing. The chase water can form fingers, bypassing the polymer slug and destroying its integrity. Thus, grading viscous injection is proposed to mitigate that issue. Polymer slugs with different concentrations are sequentially injected, followed by chase water. According to the literature, graded polymer schemes are not usual in the field, and only a few studies are available at the laboratory scale, including simulation. This dissertation evaluates the viscous grading polymer scheme by numerical simulation at a laboratory scale through performance indicators. The specific objectives are to build a comprehensive workflow that integrates laboratory data and validates the proposed procedures on three experimental tests reported in the literature. The proposed workflow includes three parts. The input data preparation section describes how to integrate the data from rock-fluid studies and single- and two-phase polymer core floods to calculate the parameters required by the simulator. The simulation grid selection describes the usage of static and dynamic grids to reduce the numerical dispersion and speed up the simulation runs. And finally, the history matching stage presents a workflow to fit the model systematically. The results demonstrate the workflow applicability by simultaneously fitting the cumulative oil, water, and differential pressure histories of the graded and continuous flooding schemes. The integration of cumulative volume and pressure responses allowed detecting key events, and the dynamic grid amalgamation reduced the computational time compared with the static grid. The performance indicators based on fitted models helped identify the most efficient injection scheme according to the polymer mass used, oil recovery, injected/produced water, and injectivity compared to water flooding. The three-slugs strategy performed better than the two-slug one. The proposed workflow integrating laboratory data can be helpful to the researchers involved with core floods and small-scale simulation and, also, with modeling and simulations at pilot and field scales Mestrado Reservatórios e Gestão Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo Funcamp
Databáze: OpenAIRE
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