Simulação composicional de reservatório contendo CO2: estratégias de lumping e estocagem em aquíferos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, Arthur Reys Carvalho de
Orientador(a): Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Simulação de reservatório
Mistura de hidrocarbonetos
CO2
Pseudocomponentes
Armazenamento de CO2
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73163
Resumo: OLIVEIRA, Arthur Reys Carvalho de. Simulação composicional de reservatório contendo CO2: estratégias de lumping e estocagem em aquíferos. 2023. 159f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
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In this way, through an algorithm proposed by NIETO-DRAGHI and other researchers (2008), a program was created to group the compounds of the mixture through the method called dynamical cluster, in order to perform the lumping of fluids automatically at from some of its properties, such as critical pressure, temperature and volume, acentric factor and molecular mass. An analysis, called sensitivity test, was carried out to evaluate the influence of each parameter considered in the program, using experimental tests and application of fluids with different CO2 contents to verify the impact, on the results, of the change in its composition. A study of the variation in the number of pseudocomponents for oils with different CO2 compositions was carried out, in which six arrangements (5, 7, 9, 11, 15 and 24 pseudo-components) were compared and, in each one, the equations were applied of Peng Robinson (PR) and Soave Redlich Kwong (SRK). Reservoir tests were carried out to evaluate the behavior of vari-ables, using two production fluids, in 9 different arrangements, with and without experimental data (the latter, called the theoretical case), in a reservoir model found in the literature, the in order to compare and show the efficiency of the results presented by the phase envelopes and the algorithm. In addition, the accuracy of CMG thermodynamic database, the different production scenarios with gas or water injection and the impact of the occurrence of chemical reactions on the storage of CO2 in oil reservoirs and/or aquifers were also analyzed. Thus, all the variables necessary to calculate the properties of the pseudocomponents proved to be relevant in the lumping results, with greater rele-vance for the critical pressure, with errors of up to 2%. Regarding the reduction in the number of pseudocomponents, the analyzes indicated a better performance of the curves with 9 pseudocompo-nents (when compared to those obtained by the mixture with 24 components) and it was not obser-ved a direct relationship between the number of components and the quality of the results. In the reservoir test, from the different fluids and arrangements studied and the use of the thermodynamic database, it was found that, regardless of the number of pseudocomponents, optimistic results for the theoretical cases (analyses without experimental data), with a factor of recovery (FR) of, appro-ximately, 48%. As for the cases with experimental data, the reductions from 24 to 9 and to 15 pseu-docomponents provided differences in the results, with more satisfactory behavior for the two oils with 9 pseudocomponents (FR of 49% and 41% for fluids with 8.24% and 3.55% of CO2, respecti-vely) and use of the Peng-Robinson equation, this divergence is justified by the difference in the CO2 composition. Finally, in the study of the impact of the occurrence of chemical reactions in the storage of CO2 in an aquifer, the importance and contribution of the reaction parameters were noti-ceable, with favorable results of CO2 mineralization for the tests with higher temperature values (130 °C) and salinity (200,000 ppm).Um trabalho altamente complexo consiste na simulação de reservatório contendo uma mistura de hidrocarbonetos com alto teor de CO2, associando, simultaneamente, a precisão, velocidade e eco-nomia em processos computacionais com os recursos atuais disponíveis. Desta maneira, por meio de um algoritmo proposto por NIETO-DRAGHI e outros pesquisadores (2008), criou-se um programa para agrupar os compostos da mistura através do método denominado dynamical cluster, com finalidade de realizar o lumping de fluidos de forma automática a partir de algumas de suas propriedades, tais como pressão, temperatura e volume críticos, fator acêntrico e massa molecular. Realizou-se uma análise, denominada teste de sensibilidade, para avaliar a influência de cada parâ-metro considerado no programa, com uso de testes experimentais e aplicação de fluidos com dife-rentes teores de CO2 para verificar o impacto, nos resultados, da mudança da sua composição. Rea-lizou-se um estudo da variação do número de pseudocomponentes para óleos com diferentes com-posições de CO2, em que seis arranjos (5, 7, 9, 11, 15 e 24 pseudocomponentes) foram comparados e, em cada um, aplicaram-se as equações de estado de Peng Robinson (PR) e Soave Redlich Kwong (SRK). Fizeram-se testes em reservatório para avaliar o comportamento de variáveis, utilizando dois fluidos de produção, em 9 diferentes arranjos, com e sem dados experimentais (esse último, denominou-se caso teórico), em um modelo de reservatório encontrado na literatura, a fim de com-parar e mostrar a eficiência dos resultados apresentados pelos envelopes de fase e do algoritmo. Além disso, também foram analisados a precisão do banco de dados termodinâmico do CMG, os diferentes cenários de produção com injeção de gás ou água e o impacto da ocorrência de reações químicas no armazenamento de CO2 em reservatórios de petróleo e/ou aquíferos. Assim, todas as variáveis necessárias para o cálculo das propriedades dos pseudocomponentes mostraram-se rele-vantes nos resultados de lumping, com maior relevância para a pressão crítica, com erros de até 2%. Em relação a redução do número de pseudocomponentes, as análises indicaram um melhor desem-penho das curvas com 9 pseudocomponentes (quando comparadas às obtidas pela mistura com 24 componentes) e não foi observada uma relação direta entre o número de componentes e a qualidade dos resultados. No teste em reservatório, a partir dos diferentes fluidos e arranjos estudados e uso do banco de dados termodinâmico, verificou-se que, independentemente do número de pseudocomponentes, foram obtidos resultados otimistas para os casos teóricos (análises sem dados experimentais), com fator de recuperação (FR) de, aproximadamente, 48%. Já para os casos com dados experimentais, as reduções de 24 para 9 e para 15 pseudocomponentes proporcionaram diferenças nos resultados, com comportamentos mais satisfatórios para os dois óleos com 9 pseudocomponentes (FR de 49% e 41% para os fluidos com 8,24% e 3,55% de CO2, respectivamente) e uso da equação de Peng-Robinson, sendo essa divergência justificada pela diferença da composição de CO2. Por fim, no estudo do impacto da ocorrência de reações químicas no armazenamento de CO2 em aquífero, foram perceptíveis a importância e contribuição dos parâmetros de reação, com resultados favoráveis de mineralização de CO2 para os testes com maiores valores de temperatura (130 °C) e salinidade (200000 ppm).Simulação de reservatórioMistura de hidrocarbonetosCO2PseudocomponentesArmazenamento de CO2Simulação composicional de reservatório contendo CO2: estratégias de lumping e estocagem em aquíferosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2023_tese_arcoliveira.pdf2023_tese_arcoliveira.pdfapplication/pdf10778230http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73163/3/2023_tese_arcoliveira.pdf465b10d2b302190e8a1fec9d4ae73138MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/73163/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/731632023-06-29 10:23:42.25oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2023-06-29T13:23:42Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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