Injection of the tracers in petroleum reservoir: multiscale modeling and numerical simulation
| Autor: | Borges, Márcio Rentes |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Pereira, Luis Felipe Feres, Souto, Helio Pedro Amaral, Suárez, Diego Gervásio Frías, Francisco, Alexandre Santos, Murad, Márcio Arab, Cunha, Maria Cristina de Castro |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2006 |
| Předmět: |
Mixing lenght
Meios porosos Scale-up Porous media CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA [CNPQ] Oil reservoir engineering Scaling analysis Análise de escalas Transferência de escalas Computer simulation Porous media flow Métodos de simulação Two-phase flow Simulation methods Tracer flow Traçador passivo Escoamento em meios porosos Região de mistura Escoamento bifásico Simulação (Computadores) Engenharia de reservatório de óleo |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) instacron:UERJ |
| Popis: | Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T14:36:59Z No. of bitstreams: 1 TeseMarcioRentesBorgesBDTD.pdf: 4713354 bytes, checksum: 67b590f456e9b5a4ce45543532df7823 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T14:36:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMarcioRentesBorgesBDTD.pdf: 4713354 bytes, checksum: 67b590f456e9b5a4ce45543532df7823 (MD5) Previous issue date: 2006-02-07 Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro The spatial variations in porous media (aquifers and petroleum reservoirs) occur at all length scales (from the pore scale to the reservoir scale) and are incorporated in the governing equations for multiphase flow problems on the basis of random fields (geostatistical models). As a consequence, the velocity field is a random function of space. The randomness of the velocity field gives rise to a mixing region between fluids, which can be characterized by a mixing length . Here we focus on the scale-up for the tracer flow problem. In the limit of small heterogeneity strengths it has been derived by perturbation theories that the scaling behavior of the mixing region is related to the scaling properties of the self-similar (or fractal) geological heterogeneity through the relation , where ; the Hurst coefficient that controls the relative importance of short vs. large scales in the geology. The objectives of this work were: i) the derivation of a new, mathematically rigorous, scaling analysis for the tracer flow problem subject to self-similar heterogeneities. This theoretical development relates the large strength to the small strength heterogeneity regime by a simple scaling of solutions. It follows from this analysis that the scaling laws derived by perturbation theory are valid for any strength of the underlying geology, thereby extending the current available results. To the knowledge of the authors this is the only rigorous result available in the literature for the large strength heterogeneity regime; ii) the presentation of a Monte Carlo study of highly resolved simulations, which are in excellent agreement with the predictions of our new theory. In this study, both numerical and statistical convergence have been considered. Large computational regions have been used in order to reduce boundary effects, which have not been included in the theory. The results indicates that our Monte Carlo results are accurate and can be applied to other models for stochastic geology. A variabilidade espacial em formações porosas (aqüíferos e reservatórios de petróleo) ocorre em todas as escalas de comprimento (da escala dos poros à escala do reservatório) e é incorporada às equações que governam a dispersão de poluentes em aqüíferos com base em campos aleatórios (modelos geoestatísticos). Conseqüentemente, o campo de velocidades é uma função aleatória (ou estocástica) do espaço. A estocasticidade do campo de velocidades leva ao surgimento de uma região de mistura entre os fluidos, que pode ser caracterizada por um comprimento. No limite de pequenas flutuações da heterogeneidade, o crescimento assintótico (para tempos grandes) da região de mistura para o traçador passivo é determinado, via teoria de perturbação, por uma lei de escala das heterogeneidades geológicas através da relação, onde e é o expoente de Hurst que controla o grau de heterogeneidade das múltiplas escalas. Os objetivos deste trabalho foram: i) a derivação de uma nova, matematicamente rigorosa, análise de escalas (scaling analysis) para o problema de escoamento de um traçador passivo sujeito a campos heterogêneos fractais. Este desenvolvimento teórico relaciona regimes com alto e baixo grau de heterogeneidades por um simples reescalonamento das soluções. Esta análise estende os resultados das leis de escala, obtidas via teoria de perturbação, para qualquer grau de heterogeneidade. No entendimento do autor este é o único resultado rigoroso disponível na literatura para regimes com altos graus de heterogeneidades; ii) a apresentação de estudos de Monte Carlo de alta resolução, os quais se mostraram de excelente acordo com nossas previsões teóricas. Neste estudo, tanto a convergência numérica quanto a estatística foram consideradas para grandes regiões computacionais (para reduzir os efeitos de fronteiras, os quais não são incluídos na teoria). Os resultados indicaram que nossos estudos de Monte Carlo são acurados e podem ser aplicados para outros modelos de geologia estocástica. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|