WellRes

O SINMEC, em parceria com a Petrobras e a ESSS (Engineering Simulation and Scientific Software), desenvolveu um aplicativo computacional, denominado WellRes, capaz de simular o escoamento tridimensional multifásico (água, óleo e gás) em reservatórios de petróleo e, simultaneamente, o escoamento  trifásico no interior dos poços. 

Um software auto-suficiente dotado de uma interface gráfica amigável, onde permite a fácil configuração ou importação de problemas. Possui um sistema de visualização tridimensional de campos e é capaz de fornecer ao analista curvas para a vazão de produção ou injeção, assim como para a produção ou a injeção acumulada, tanto nas condições de reservatório quanto de superfície. Além dessas curvas, o software fornece curvas para vazão, pressão, frações volumétricas das fases e vazão entre o poço e o reservatório, ao longo da extensão dos poços e para cada tempo de simulação. Técnicas de simulação comumente adotadas na área de simulação de reservatórios foram utilizadas neste aplicativo, permitindo integração com outros softwares de engenharia de petróleo.

Principais características

O núcleo numérico desenvolvido pela equipe do SINMEC foi desenvolvido em linguagem de programação C++ e possui como principais caracteríscticas:

• Simulação da recuperação primária e secundária
• Número arbitrário de poços injetores e produtores
• Simulador implícito trifásico
• Rocha/fluido compressíveis
• Meio heterogêneo e anisotrópico
• Modelo black oil padrão
• Pressões capilares informadas por meio de tabelas
• Permeabilidades relativas calculadas pelos modelos de Corey, Chierici, tipo Pistão ou informadas por meio de tabelas
• Modelo Stone II para a permeabilidade relativa do óleo
• Suporte a malhas Corner Point, NNC, Pinch Out e blocos inativos
• Importação de malha e propriedades de rocha proveniente de modelos de entrada do IMEX (.dat) e ECLIPSE (.egrid).

Simulação no reservatório

A solução do escoamento no reservatório através do aplicativo WellRes compreende a simulação de um escoamento tridimensional multifásico de água, óleo e gás através do emprego do método de solução totalmente implícito (FIM - Fully Implicity Method), com a flexibilidade de se poder utilizar todos os tipos de malhas corner-point. O Aplicativo permite inserir modelos de propriedades de rocha, fluidos, rocha-fluido, bem como condições iniciais e de contorno. O modelo de escoamento no reservatório é regido pelas equações do modelo Black Oil padrão discretizadas pelo método de volumes finitos utilizando-se da definição de transmissibilidades normalmente utilizada em softwares de simulação de reservatórios.

Simulação no poço

A simulação do escoamento no poço considera um escoamento unidimensional transiente trifásico, com um modelo de mistura homogêneo do tipo drift-flux. As condições de operações podem ser de vazão prescrita e pressão prescrita, em ambas as condições a variável livre pode ser limitada por um limite máximo.

Uma característica numérica de grande importância é a definição da trajetória do poço, bem como seu refino de malha totalmente independente da malha do reservatório. Esta característica, que não é encontrada em aplicativos comerciais utilizados pela industria de petróleo, está disponível no WellRes. O aplicativo também permite que os poços sejam divididos em várias regiões, onde nestas podem ser escolhidos diferentes refinos (pontos de pressão discretos) e diferentes completações entre outras caracteristicas, como densidade de furos e se há ou não fraturamento hidráulico.

Acoplamento poço-reservatório

O algoritmo de acoplamento entre o poço e o reservatório suporta poços com qualquer trajetória, como poços curvos, inclinados, horizontais, ondulados entre outros. O acoplamento é realizado de forma generalizada considerando a parcela de cada segmento do poço contida nos blocos do reservatório que são interceptados pela trajetória. 

O modelo de fraturamento hidráulico implementado (CINCO-LEY - 1981) considera efeitos de superfície, canhoneamento, dano e etc. Todos esses fatores são considerados através do skin factor associado ao tipo de completação dos poços.

Ferramentas de saída de dados

O aplicativo apresenta um conjunto de ferramentas de saida de dados que permite ao usuário obter informações nos poços e no reservatório. Estas ferramentas podem ser usadas para obter campos tridimensionais no reservatório bem como curvas de produção e propriedades nos poços, sendo consideradas tanto variações espaciais quanto temporais.

Interface gráfica

A interface gráfica do aplicativo WellRes foi concebida de maneira a permitir que o usuário facilmente obtenha uma visão geral dos dados necessários para a simulação e o oriente no melhor workflow para a conclusão do estudo. Assim, além de ser um instrumento de interação entre o usuário e o simulador numérico no núcleo do aplicativo, a interface gráfica possui uma série de opções de pré e pós-processamento.

Equipe de desenvolvimento

• Prof. Clovis R. Maliska
• Prof. António F. C. da Silva
• Maurício Pereira Tada
• Leonardo Karpinski
• Arthur Besen Soprano
• Aymar A. V. B. Pescador Jr.
• Gustavo Gondran Ribeiro
• Victor A. P. Magri 

Período de desenvolvimento

• 2009-2013