Simulação bidimensional de bacias sedimentares: método de volumes finitos combinado com ray tracing

Abstract

A utilização de poços de exploração durante a procura por um poço produtivo é um processo muito dispendioso e demorado. Tais aspectos têm forçado a indústria do petróleo a investir em tecnologias para acelerar o processo e minimizar os custos desta operação. Para atingir estes objetivos, a simulação da migração de hidrocarbonetos em bacias sedimentares é de fundamental importância. Esta dissertação estuda a aplicação de uma nova metodologia, mais robusta e eficiente, para resolver a migração de hidrocarbonetos em bacias sedimentares. Um software in-house foi desenvolvido para resolver um escoamento black-oil (água e óleo) através de uma bacia bi-dimensional utilizando o método numérico Element-based Volume Finite Method (EbVFM), que se diferencia dos tradicionais simuladores que utilizam, de uma forma geral, o método de Diferenças Finitas ou o Método dos Elementos Finitos. Também foi introduzida uma nova técnica para descrever a migração de petróleo em sistemas condutores de alta permeabilidade. Esta nova técnica utiliza o método de visualização gráfica ray tracing, reduzindo o tempo de simulação. Um novo modelo para o ciclo de compactação foi sugerido e implementado, visando acelerar ainda mais esta etapa no processo de simulação. Em nosso entendimento, esta dissertação traz importantes contribuições no campo de busca por ferramentas que ajudam a aumentar a precisão e diminuir o tempo gasto na procura por reservatórios. A simulação da reconstituição de uma bacia e da migração de petróleo contribui para a redução do numero de poços exploratórios e aumento da taxa de sucesso.

Drilling exploration wells during the process of searching for a productive well is a very expensive and time consuming task. These high costs have forced the petroleum industry to invest in new technologies trying to speed up this search and minimize the expenses. This is where the simulation of the hydrocarbon migration process through sedimentary basins takes place. This dissertation investigates the oil migration problem by applying a new methodology aiming to create a robust numeric model. A numerical procedure has been developed to solve black-oil model equations (oil-water) in two dimensional basins using the Element Based Volume Finite Method (EbVFM) opposed to the traditional simulators which normally employ Finite Differences or Finite Element methods. A new technique is implemented to describe the migration of oil in a high permeability carrier system. This new technique uses the ray tracing method (the same used in computational visualization) to reduce the simula contributes for the development of tools for improving the time spent in finding petroleum reservoirs. The simulation of the basin reconstitution and the oil migration may help reduce the numbers of exploration wells and increase the success ratio of the oil companies.