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Title: Modelagem matemática e experimental da perda de injetividade em poços canhoneados
Authors: Gomes, Vanessa Limeira Azevedo
Keywords: Filtração profunda;Reboco externo;Poços canhoneados;Dano à formação;Injetividade
Issue Date: 20-Nov-2015
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: GOMES, Vanessa Limeira Azevedo. Modelagem matemática e experimental da perda de injetividade em poços canhoneados. 2015. 109f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Abstract: Water injection in oil reservoirs is a recovery technique widely used for oil recovery. However, the injected water contains suspended particles that can be trapped, causing formation damage and injectivity decline. In such cases, it is necessary to stimulate the damaged formation looking forward to restore the injectivity of the injection wells. Injectivity decline causes a major negative impact to the economy of oil production, which is why, it is important to foresee the injectivity behavior for a good waterflooding management project. Mathematical models for injectivity losses allow studying the effect of the injected water quality, also the well and formation characteristics. Therefore, a mathematical model of injectivity losses for perforated injection wells was developed. The scientific novelty of this work relates to the modeling and prediction of injectivity decline in perforated injection wells, considering deep filtration and the formation of external cake in spheroidal perforations. The classic modeling for deep filtration was rewritten using spheroidal coordinates. The solution to the concentration of suspended particles was obtained analytically and the concentration of the retained particles, which cause formation damage, was solved numerically. The acquisition of the solution to impedance assumed a constant injection rate and the modified Darcy´s Law, defined as being the inverse of the normalized injectivity by the inverse of the initial injectivity. Finally, classic linear flow injectivity tests were performed within Berea sandstone samples, and within perforated samples. The parameters of the model, filtration and formation damage coefficients, obtained from the data, were used to verify the proposed modeling. The simulations showed a good fit to the experimental data, it was observed that the ratio between the particle size and pore has a large influence on the behavior of injectivity decline.
Portuguese Abstract: A injeção de água em reservatórios de petróleo é uma técnica de recuperação amplamente utilizada para a recuperação de óleo. No entanto, a água injetada contém partículas suspensas que podem ser retidas, causando dano à formação e perda de injetividade. Nesses casos, é necessário estimular a formação danificada com o intuito de restaurar a injetividade dos poços injetores. A perda de injetividade causa um grande impacto negativo à economia de produção de petróleo e, por isso, prever a injetividade é importante para o gerenciamento de projetos de injeção de água. Modelos matemáticos para perda de injetividade permitem estudar o efeito da qualidade da água injetada bem como das características do poço e da formação. Dessa forma, foi desenvolvido um modelo matemático da perda de injetividade para poços injetores canhoneados. A novidade científica deste trabalho refere-se à modelagem e previsão da perda de injetividade em poços canhoneados injetores, considerando a filtração profunda e formação do reboco externo em canhoneados esferoidais. A modelagem clássica para a filtração profunda foi reescrita em coordenadas esferoidais. A solução para a concentração de partículas em suspensão foi obtida analiticamente e a concentração de partículas retidas, que causam dano à formação, foi resolvida numericamente. Considerando uma vazão injetada constante e utilizando a lei de Darcy modificada, estimamos a impedância, definida como sendo o inverso da injetividade normalizada pelo inverso da injetividade inicial. Finalmente, foram realizados testes de injetividade clássicos para fluxo linear, em amostras de Arenito Berea, e também em amostras "canhoneadas". Os parâmetros do modelo, coeficientes de filtração e de dano à formação, obtidos a partir do tratamento dos dados, foram utilizados para a verificação da modelagem proposta. As simulações mostraram um bom ajuste aos dados experimentais, sendo observado que a razão entre o tamanho das partículas e dos poros tem grande influência no comportamento da perda de injetividade.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20693
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