Orientador: Oswaldo Antunes Pedrosa Junior

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: Este trabalho tem a finalidade de apresentar o sistema de malha triangular como uma alternativa viável para utilização em simulação numérica de reservatórios e a sua aplicação a reservatórios com geometrias complexas e descontinuidades internas, como falhas ou formações heterogêneas. A...

Resumo: Este trabalho tem a finalidade de apresentar o sistema de malha triangular como uma alternativa viável para utilização em simulação numérica de reservatórios e a sua aplicação a reservatórios com geometrias complexas e descontinuidades internas, como falhas ou formações heterogêneas. A vantagem da malha composta de triângulos se prende à sua flexi¬bilidade na modelagem de contornos curvilíneos irregulares, facilitando assim o tratamento das condições de contorno das equações diferenci¬ais de escoamento. Além disso. pela forma de construção dos blocos de malha, através do método das mediatrizes, conseguem-se células hexagonais que reproduzem melhor a configuração do escoamento e contribuem assim para a redução do efeito de orientação de malha, muito comum nas malhas de coordenadas cartesianas. Para a geração da malha triangular. foi desenvolvido um algoritmo numérico que se adapta simultaneamente às fronteiras externas do reservatório e aos contornos de regiões heterogêneas, porventura existentes. O modelo matemático é desenvolvido a partir da formulação integral das equações de balanço de massa, integrando-se em relação ao volume de cada bloco de malha e discretizando-se as equações resultan¬tes através do método das diferenças finitas, considerando-se a malha triangular gerada. Um simulador ., black-oil " bidimensional foi imple¬mentado, segundo esse modelo, para o estudo do escoamento bifásico de óleo e água e foi aplicado para a simulação de dois reservatórios anisotrópicos, onde é vantajosa a utilização da malha triangular. Os resultados obtidos foram validados para os casos mais simples, através de comparação com soluções analíticas. Os casos mais com¬plexos, que não apresentam soluções analíticas, são comparados com os resultados de um simulador comercial que utiliza malha cartesiana convencional

Abstract: The main purpose of this work is to show that the triangular grid system Ís a feasible one for the numerical simulation of reservoirs with complex geometry and with discontinuities such as fractures and he¬terogeneous formations. The advantage of the triangular grid is due to the modelling...

Abstract: The main purpose of this work is to show that the triangular grid system Ís a feasible one for the numerical simulation of reservoirs with complex geometry and with discontinuities such as fractures and he¬terogeneous formations. The advantage of the triangular grid is due to the modelling fle¬xibility when dealing with irregular curvelinear boundaries and the associated differential equation boundary conditions. Moreover, in the assembling process of the grid blocks, by the " Perpendicular Bis¬sector method ", it is possible to build hexagonal cells that reproduces a better flow configuration and with a reduced mesh orientation effect, a very usual behaviour presented by Cartesian coordinates grids. A numerical algorithm was developed for the triangular mesh gene¬ration. The proposed scheme takes into account the external reservoir boundaries and the houndaries of heterogeneous internal domains. The mathematical model is developed using an integral equation formulation for the mass balance in each triangular grid block and a finite difference scheme was applied to the resulting differential equa¬tions. A two dimensional ., black - oil .. simulator was implemented in order to study the oil-water two-phase flow and applied in the si¬mulation of two different anisotropic reservoirs where it is shown the . advantages of the triangular grid scheme. Examples of problems with analytical solutions were simulated in order to validate the computer programo Simulations of more complex problems with no available analytical solutions were compared with the results obtained with a comercial simulator that uses a classical Cartesian grid scheme