Simulação numérica de fraturamento hidráulico em meios porosos naturalmente fraturados utilizando elementos de interface com elevada razão de aspecto - Barbosa, Lucas Guarnieri [UNESP] (2024)
O fraturamento hidráulico e uma técnica utilizada na indústria de petróleo e gás para estimular reservatórios e contornar a baixa permeabilidade de reservatórios não convencionais. Sua aplicação consiste na injeção de um fluido sob alta pressão no poco de modo a induzir a propagação de fraturas hidráulicas (FH), otimizando a recuperação dos hidrocarbonetos através do aumento da permeabilidade da rocha. Contudo, diferentes aspectos envolvendo a rocha reservatório, como a presença de fraturas naturais (FN), estado de tensão in situ, abertura da FN e angulo de aproximação entre fraturas, dificultam estudos mais aprofundados dessa técnica, pois adicionam mais parâmetros na análise. Nesse contexto, essa dissertação apresenta um estudo numérico, via elementos de interface com elevada razão de aspecto (HAR-IE), para descrever os efeitos das interações entre FH e FN no processo de aplicação da técnica do fraturamento hidráulico. As equações governantes consideram o meio poroso deformável, sendo o fluxo de fluido regido pela Lei de Darcy. A propagação da fratura e descrita por um modelo de dano a tração e o escoamento de fluido em seu interior e governado pela clássica lei cubica. As analises demonstram, satisfatoriamente, como o comprimento, angulo de aproximação e a abertura da FN, assim como o estado de tensões in situ e os diferentes regimes de propagação de fraturas, influenciam a propagação da FH. Além disso, os estudos realizados também indicam que os HAR-IEs são eficientes em reproduzir diferentes interações entre FHs e FNs para diferentes cenários.