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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Methodology for the development of carbonate reservoirs with CO2-WAG = Metodologia de desenvolvimiento de campos de petróleo carbonáticos com CO2-WAG
Title Alternative: Metodologia de desenvolvimiento de campos de petróleo carbonáticos com CO2-WAG
Author: Torrez Camacho, Luz Diana, 1985-
Advisor: Schiozer, Denis José, 1963-
Abstract: Resumo: A técnica CO2-WAG é um dos processos EOR avaliados para os reservatórios brasileiros do Pré-sal. Há muitos desafios de desenvolvimento do reservatório devido às características de heterogeneidade dos carbonatos e à complexidade do processo (como simulador composicional, numerosas variáveis de decisão, entre outros). Schiozer et al. (2015) propuseram uma metodologia de doze etapas que abordasse os aspectos relevantes do desenvolvimento e gerenciamento de campo, cobrindo a caracterização do reservatório, quantificação de incerteza, seleção de modelos representativos (RM), definição da estratégia de produção e curva de risco. Esta metodologia contempla a seleção da estratégia de produção para cada RM, portanto, é importante ter um procedimento de otimização determinística eficiente. De tal modo, o objetivo deste trabalho é alcançar um procedimento de otimização determinística para um esquema de desenvolvimento empregando a técnica de CO2-WAG. O procedimento de otimização baseia-se na metodologia proposta por Gaspar et al. (2014). As variáveis de decisão são adaptadas de acordo com o esquema de desenvolvimento e a maximização do valor presente líquido (NPV) é a função objetivo. O modelo black-oil é usado como modelo substituto do composicional em parte do processo para acelerá-lo. A avaliação do comportamento adaptativo e a avaliação do processo de otimização foram desenvolvidas através da etapa de simulações cruzadas (Lamas, 2014). A metodologia é testada em um caso de referência com características típicas ao pré-sal, reservatório de eficiência de recuperação desafiante, altamente heterogêneo, reservatório de carbonato de molhabilidade intermediária, sistema fraturado e com conteúdo considerável de CO2. Neste modelo, são avaliados dois casos miscíveis de CO2-WAG de injeção de CO2; O primeiro envolve o emprego da produção do campo de CO2 e o segundo considera fontes adicionais externas de CO2. Os dois casos WAG conseguem uma injeção total e contínua de CO2 alternando os ciclos dos injetores WAG. A resposta de cada caso WAG é comparada ao esquema de injeção de água. O procedimento alcançado para o esquema de CO2-WAG contempla as variáveis de decisão envolvidas na seleção da estratégia de produção e a compreensão do desempenho WAG. O ganho de tempo computacional para a definição da estratégia WAG foi alcançado graças ao uso de um modelo black-oil como um modelo substituto do composicional. Cinco controladores comuns de WAG foram identificados para o processo de otimização; daqueles, dois são empregados como variáveis WAG operacionais (tamanho do banco e vazão de injeção). A resposta dessas variáveis mostra que tamanhos de bancos menores e maiores vazões de injeção de gás antecipam a produção; no entanto, valores inadequados para estes, resulta em uma resposta pobre do esquema, e em alguns casos mesmo menor do que a injeção de água. Finalmente, em ambos os casos de WAG, o conteúdo de CO2 é aproveitado através da reinjeção. Os resultados mostram um ganho em termos de VPL de 63 e 183 milhões de dólares em comparação com o esquema de inundação de água (ambos os casos consideram o investimento adicional para a implementação do WAG)

Abstract: CO2-WAG technique is one of the EOR process appraised for Brazilian Pre-salt reservoirs. There are many reservoir development challenges due to the heterogeneity of carbonates and complexity of the process (such as compositional simulator, numerous decision variables, among others). Schiozer et al. (2015) proposed a twelve-steps methodology that addresses the relevant aspects of field development and management covering reservoir characterization, uncertainty quantification, representative models (RM) selection, production strategy definition and risk curve. This methodology contemplates the production strategy selection for each RM. Thus, it is important to have an efficient deterministic optimization procedure. Therefore, the objective of this work is to achieve a deterministic optimization procedure to CO2-WAG development scheme. The optimization procedure is based on the proposed methodology of Gaspar et al. (2014). Decision variables are adapted according to the development scheme and maximization of the net present value (NPV) is the objective function. A black-oil model is used as a surrogate of the compositional model in part of the process to speed it up. Adaptive behavior assessment and valuation of the optimization process is developed through a cross-simulation stage (Lamas, 2014). The methodology is tested in a benchmark case with typical characteristics to offshore pre-salt, challenging recovery efficiency reservoir, highly heterogeneous, intermediate water-wet carbonate reservoir and fractured system with considerable CO2 content. In this model, two miscible CO2-WAG cases are evaluated; the first involves the employment of CO2 field production and the second considers additional external CO2 sources. Both WAG cases get a total and continuous CO2 injection by alternating the cycles of WAG injectors. The response of each WAG case is compared to the water flooding scheme. The attained procedure for CO2-WAG contemplates the decision variables involved in the selection of production strategy and the comprehension of WAG performance. Computational time gain to WAG strategy definition was achieved thank the use of a black-oil model as a surrogate of the compositional model. Five common WAG controllers were identified for the optimization process; from those, two were employed as operational WAG variables (slug size and injection rate). The response of these variables shows that smaller half-cycle slug sizes and higher gas injection rates accelerated the production; however, inadequate values for these, results in a poor scheme response, even lower than water flooding. Finally, in both WAG cases, the CO2 content is harnessed through reinjection. The results showed a respectively NPV gain of 63 and 183 million USD compared to the water flooding scheme (both cases consider the additional investment for WAG implementation)
Subject: Engenharia de petróleo
Reservatórios (Simulação)
Recuperação avançada de petróleo
Otimização
Rochas carbonaticas
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: TORREZ CAMACHO, Luz Diana. Methodology for the development of carbonate reservoirs with CO2-WAG = Metodologia de desenvolvimiento de campos de petróleo carbonáticos com CO2-WAG. 2017. 1 recurso online (141 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/330924>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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