Simulador composicional de reservatorios com formulação implicita em pressão e saturações e semi implicita em composições

Abstract

Apresenta-se um modelo composicional isotérmico, bidimensional do escoamento em reservatórios, implicito na pressão e nas saturações de fluidos e semi implicito nas variáveis composicionais. Apenas os termos de fluxo das equações de transporte são tratados de forma explicita, e somente nas variáveis dependentes das composições dos fluidos. Nas células na região de uma fase a variável primária saturação de gás é substituida por uma variável composicional, que passa a receber tratamento totalmente implicito. A formulação concebida permite a redução da matriz jacobiana original a uma matriz blocada de três por três semelhante àquelas obtidas em simuladores do tipo "black-oil" totalmente implicitos. Outras caracteristicas do modelo incluem a consideração de efeitos capilares e gravitacionais e o cálculo dos termos fonte levando em conta as condições de separação de fluidos na superficie. As relações de equilibrio e as densidades das fases são resolvidas através da equação de estado de peng e Robinson. A validação do modelo, baseada na teoria do escoamento bifásico em regime permanente, indicou perfeito ajuste entre resultados teóricos e simulados. Apresentam-se aplicações a testes de formação, depleção e produção através de injeção de gás, tanto para reservatórios de óleo volátil quanto de gás retrógrado. As conclusões mostram os efeitos da permeabilidade relativa na deposição de condensado bem como a importância da análise de reservatórios através das produções mássicas dos componentes. O desempenho computacional é reportado em todos os casos.This work presents an isothermal, two-dimensional, compositional reservo ir model implicit in pressure and saturations and partially explicit in compositions. Only the flow terms are treated explicitly in the compositional variables. In the single phase cells the primary variable gas saturation is substituted by one compositional variable which is then treated as fully implicit. This formulation was conceived in order to simplify the jacobian matrix since its initial configuration can be reduced to a 3x3 block matrix similar to those achieved in fully implicit black-oil simulators. Capillary and gravitational effects are considered. Fluids separation conditions at surface are taken into account in the calculation of the source terms. Fluid phase equilibria and densities are computed through'the Peng-Robinson equation of state. The validation of the model was conducted through the steady state two phase flow theory. Analytical and simulated results obtained showed excellent agreement. Applications to pressure tests in wells, reservo ir depletion and gas injection in reservoirs are presented. Conclusions show the effects of the relative permeability curves in deposition of liquid in gas condensate reservoirs and also the importance of the reservoir analysis based on component mass production. Computacional performance are reported in alI studied cases