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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17351
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 21-Mai-2024 |
Autor(es): | SANTANA, Beatriz dos Santos |
Primeiro(a) Orientador(a): | AUM, Pedro Tupã Pandava |
Primeiro(a) coorientador(a): | VICENTE, Bruno José |
Título: | Simulação numérica da acidificação de carbonatos utilizando malhas obtidas a partir de imagens de MICRO-CT |
Agência de fomento: | FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas |
Citar como: | SANTANA, Beatriz dos Santos. Simulação numérica da acidificação de carbonatos utilizando malhas obtidas a partir de imagens de MICRO-CT. Orientador: Pedro Tupã Pandava Aum. 2024, 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17351. Acesso em:. |
Resumo: | A acidificação matricial é uma das técnicas de estimulação de poços que consiste no bombeio de uma solução ácida com pressão inferior à pressão de fratura da rocha. Em formações carbonáticas, como consequência da reação ácido-calcita, parte da rocha é dissolvida e canais de alta condutividade, denominados de wormholes, são criados. Um dos grandes desafios associados à simulação deste tipo de processo é incorporar nas malhas numéricas as heterogeneidades inerentes às rochas carbonáticas. Este trabalho tem como objetivo principal simular a acidificação em plugues de rochas carbonáticas com o campo de porosidade inicial obtido a partir de uma imagem de microCT. Utilizou-se a modelagem de duas escalas, com o balanço de quantidade de movimento realizado utilizando a abordagem de Navier-StokesBrinkman. As simulações foram realizadas em código desenvolvido em openFOAM, variandose a velocidade do ácido na face e obtendo-se o PVbt (Pore Volume to Breakthrough) para cada condição. Análises de convergência em malha e no impacto da variação da velocidade intersticial de entrada foram realizadas. Os resultados das simulações foram comparados com campos de porosidade inicial gerados utilizando as distribuições uniforme, normal e lognormal. As distribuições de porosidades e permeabilidades iniciais obtidas foram condizentes com a imagem do microCT. Com relação à variação na quantidade de células, não houve impacto significativo no PVbt. Com a variação da velocidade de injeção na face foi possível obter os padrões de dissolução uniforme, cônico, ramificado, wormhole dominante, dissolução na face e o padrão de dissolução compacta, obtendo-se a curva de PVbt para determinação do ponto ótimo (menor PVbt). Para o modelo desenvolvido a partir da imagem a menor PVbt obtida foi 0,262 com a velocidade de entrada de 4 2,12 10 m/s − . Já para os modelos com distribuições de porosidade uniforme, normal e lognormal o menor valor de PVbt obtido foi de 0,276, 0,261 e 0,309 a uma velocidade de entrada de 5 8,3 10 m/s − . Os resultados apresentados mostraram que a metodologia utilizada para se obter campos de porosidade a partir de imagens de microCT pode ser utilizada para obter resultados que sejam mais representativos quanto a contabilização de heterogeneidades da rocha. |
Abstract: | Matrix acidizing is one of the well stimulation techniques that consists of pumping an acid solution at a pressure lower than the fracture pressure of the rock. In carbonate formations, as a result of the acid-calcite reaction, part of the rock is dissolved and high conductivity channels, called wormholes, are created. One of the major challenges associated with simulating this type of process is to incorporate the heterogeneities inherent in carbonate rocks into the numerical meshes. The main objective of this work is to simulate acidification in carbonate rock plugs using the initial porosity field obtained from a microCT image. Two-scale modeling was used, with the balance of the amount of movement carried out using the Navier-Stokes-Brinkman approach. The simulations were carried out in a code developed in openFOAM, varying the speed of the acid on the face and obtaining the PVbt (Pore Volume to Breakthrough) for each condition. Mesh convergence analyses and the impact of varying the inlet interstitial velocity were carried out. Simulation results were compared with initial porosity fields generated using the uniform, normal and lognormal distributions. The initial porosity and permeability distributions obtained were consistent with the microCT image. Variations in the number of cells had no significant impact on the PVbt. By varying the injection speed on the face, it was possible to obtain the uniform, conical, branched, dominant wormhole, dissolution on the face and compact dissolution patterns, obtaining the PVbt curve to determine the optimum point (lowest PVbt). For the model developed from the image, the lowest PVbt obtained was 0.262 with an input speed of 4 2,12 10 m/s − . For the models with uniform, normal and lognormal porosity distributions, the lowest PVbt values obtained were 0.276, 0.261 and 0.309 at an input speed of 5 8,3 10 m/s − . The results presented showed that the methodology used to obtain porosity fields from microCT images can be used to obtain results that are more representative in terms of accounting for rock heterogeneities. |
Palavras-chave: | Acidificação matricial Ccarbonatos Matrix acidification Carbonates; |
Área de Concentração: | DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS |
Linha de Pesquisa: | ENGENHARIA DE PROCESSOS ORGÂNICOS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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