Modelagem Hierárquica de Reservatórios Fraturados Carstificados
Tuane Vanessa Lopes1; Eduardo Lucio Mendes Garcia1; Marcio Arab Murad1; Patricia de Araujo Pereira1; Aline Cristina da Rocha1; Flávia Falcão2; Francisco Hilario Rego Bezerra3
1 LNCC; 2 Petrobras; 3 UFRN
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-0278
Resumo
Neste trabalho desenvolvemos um novo modelo computacional para descrever escoamento em reservatórios carbonáticos carstificados e fraturados que ocorrem nas formações geológicas do pré-sal brasileiro. Estruturas geológicas complexas, tais como carstes, vugs, juntas, falhas e veios, são comumente encontradas em carbonatos e vem despertando interesse da hidrologia e da indústria de petróleo devido à forte influência que exercem sobre a natureza dos ecossistemas e sobre a produção de hidrocarbonetos. A modelagem multiescala de carbonatos contendo estruturas geológicas complexas ainda constitui um problema em aberto. Na nova abordagem apresentada neste trabalho propomos generalizar o método intitulado Hierarchical Fracture Model (HFM), onde os objetos geológicos de maior dimensão, os quais exercem influência direta no escoamento, são incorporados explicitamente ao modelo macroscópico, enquanto as estruturas de menor tamanho (microscópicas) que ocorrem em maior frequência, são homogeneizadas e substituídas por um contínuo equivalente com propriedades hidromecânicas computadas através do processo de upscaling. O novo modelo proposto neste trabalho é denominado de Hierarchical Karst-Fracture Modeling (HKFM) onde carstes e fraturas de diferentes tamanhos são tratados de forma distinta. Ao invés de adotar modelos clássicos para descrever carstes completamente abertos (cavernas) com a hidrodinâmica governada pelo acoplamento Stokes-Darcy e condição de deslizamento de Beavers-Joseph, abordaremos em detalhes as paleocavernas com estruturas de colapso incorporando a presença de várias subregiões. Dentre elas podemos ressaltar o núcleo caótico composto por fragmentos de carbonatos (clastos) e sedimentos (areia, argila, pirita, calcita), a região adjacente com estrutura mosaica e a rocha perturbada pelo colapso, denominada de "zona de dano", com a presença de fraturas e vugs. O primeiro processo de upscaling da microestrutura para a escala de metros é realizada baseado em teorias do tipo Effective Medium Theory (EMT
Palavras-chave: Reservatórios Fraturados Carstificados; Método de Elementos Finitos com Saltos; Effective Medium Theory; Pseudo-acoplamento; Hierarchical Modeling