Simulação Numérica de Escoamento não Isotérmico em Reservatório de Óleo com Poços Aquecedores

Resumo

A recuperação aprimorada de reservatórios de óleo pesado só ocorre mediante um método de suplementação de energia, tal como a injeção de água ou a aplicação de um procedimento térmico. Para procedimento térmicos, tradicionalmente há injeção de vapor, injeção de água quente e combustão {\it in-situ}. No entanto, os procedimento térmicos denominados não convencionais, como o aquecimento eletromagnético, formam um novo grupo de técnicas de recuperação de óleo. Neste trabalho, utilizamos simulação numérica de reservatórios para estudar um procedimento térmico não convencional usando os chamados aquecedores de poços. Consideramos um fluxo monofásico não-isotérmico bidimensional de óleo ligeiramente compressível. Para determinar a pressão e a temperatura do reservatório, empregamos o método das diferenças finitas, além de um esquema numérico totalmente implícito e um fracionamento de etapas. Os resultados mostram que a técnica de aquecimento considerada pode ser usada para melhorar a recuperação de petróleo pesado, mantendo a pressão do reservatório alta por um longo período em comparação com as outras estratégias.

Palavras-chave: Método das diferenças finitas, fluxo não-isotérmico, fracionamento de etapas, simulação de reservatório, aquecedores de poços.

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Enhanced recovery for heavy oil reservoirs only occurs using a method of energy supplementation, like water injection or a thermal method. For thermal methods, traditionally there are steam injection, hot water injection and the {\it in-situ} combustion. However, thermal methods named non-conventional, such as electromagnetic heating, form a new group of oil recovery methods. In this work, we use numerical reservoir simulation in order to study a non-conventional thermal method using the so-called well heaters. We consider a two-dimensional non-isothermal single-phase flow of slightly compressible oil. In order to determine the pressure and temperature of the reservoir, we employ the finite differences method, a totally implicit numerical scheme, and an operator splitting. The results show that the heating technique considered can be used to enhance heavy oil recovery by maintaining the reservoir pressure high for a long period when compared to the other strategies.

Key words: Finite differences method, non-isothermal flow, operator splitting, reservoir simulation, well heaters.