Implementação via algoritmo implícito de modelos de fluência de rochas salinas em programa de elementos finitos

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: José Minervino da Silva, Inaldo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Evaporito; LUBBY2; Elementos finitos; Integração implícita; Fluência
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5380

Esta dissertação apresenta os resultados obtidos a partir de uma modelagem matemática e computacional via método dos elementos finitos para simular a fluência de rochas evaporíticas que são comumente encontradas nas indústrias de petróleo e mineração. Evaporitos são rochas sedimentares formadas pela precipitação de sais presentes em uma solução aquosa concentrada. Eles têm baixa permeabilidade e porosidade, sendo assim, uma rocha selante por excelência. Alguns dos depósitos de minerais evaporíticos têm grande importância econômica, sendo o mais conhecido deles a halita (cloreto de sódio). Na linearização do modelo matemático utilizamos uma integração implícita de tensões do modelo constitutivo para rochas salinas que descreve as fases de fluência transiente e estacionária, possibilitando a dedução de um modelo mais preciso e realista, principalmente a curto prazo, situação onde os modelos clássicos só quantificam a fase estacionária. Nesse sentido, foi implementado o modelo LUBBY2 (que contempla a fluência estacionária e transiente) e comparado com o modelo mecanismo duplo de deformação, de fluência estacionária, no programa de elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation BRIne Gas and Heat Transport). Mostrou-se neste trabalho que no curto prazo as análises de deslocamentos causados pela fluência de evaporitos devem ser consideradas para evitar problemas de aprisionamento de coluna de perfuração em poços de petróleo. O êxito da simulação computacional via o método dos elementos finitos foi alcançado através da obtenção de uma matriz Jacobiana consistente. Dessa forma obteve-se uma convergência quadrática do método de Newton-Raphson para a linearização da equação de equilíbrio envolvendo modelos de fluência de rochas evaporíticas. Também foram simulados ensaios triaxiais e apresentou-se um modelo de deformação em resposta ao processo de escavação em mina de sal. As análises apresentaram resultados consistentes, possibilitando o conhecimento do comportamento de fluência das rochas salinas em situações realistas. Além disso, as análises demonstraram a viabilidade da aplicação do modelo LUBBY2 em projetos de Engenharia com a aplicação da metodologia proposta