SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA INJEÇÃO DE CO2 DISSOLVIDO EM ÁGUA EM AMOSTRAS DE ROCHAS CARBONÁTICAS DE RESERVATÓRIO DE PETRÓLEO

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA INJEÇÃO DE CO2 DISSOLVIDO EM ÁGUA EM AMOSTRAS DE ROCHAS CARBONÁTICAS DE RESERVATÓRIO DE PETRÓLEO

MACHADO, A. V. L.; YAMAMOTO, C. I.; TAKESHITA, E. V.; LUZ JR, L. F. L.

Artigo:

Em rochas carbonáticas, como é o caso da formação chamada Pré-Sal no Brasil, a injeção de soluções ácidas pode provocar dissolução ou precipitação de minerais, levando a uma alteração de porosidade e permeabilidade do meio. A modelagem deste fenômeno é importante para a aplicação de tecnologias como a recuperação avançada de óleo e para armazenamento geológico de CO2. Este trabalho apresenta uma metodologia numérica para simulação da injeção de CO2 dissolvido em água em amostras de rochas carbonáticas. A modelagem contínua proposta inclui os efeitos da heterogeneidade de porosidade e permeabilidade do meio, da taxa de reação química e dos fenômenos de transporte. A simulação foi realizada no software de CFD Ansys Fluent, utilizando o método de volumes finitos. A formação de caminhos preferenciais, comum nestes meios, é capturada pela simulação numérica e, portanto, pode ser utilizada para definir condições operacionais de forma a incrementar a produção e realizar tratamentos uniformes.

Em rochas carbonáticas, como é o caso da formação chamada Pré-Sal no Brasil, a injeção de soluções ácidas pode provocar dissolução ou precipitação de minerais, levando a uma alteração de porosidade e permeabilidade do meio. A modelagem deste fenômeno é importante para a aplicação de tecnologias como a recuperação avançada de óleo e para armazenamento geológico de CO2. Este trabalho apresenta uma metodologia numérica para simulação da injeção de CO2 dissolvido em água em amostras de rochas carbonáticas. A modelagem contínua proposta inclui os efeitos da heterogeneidade de porosidade e permeabilidade do meio, da taxa de reação química e dos fenômenos de transporte. A simulação foi realizada no software de CFD Ansys Fluent, utilizando o método de volumes finitos. A formação de caminhos preferenciais, comum nestes meios, é capturada pela simulação numérica e, portanto, pode ser utilizada para definir condições operacionais de forma a incrementar a produção e realizar tratamentos uniformes.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0092-27083-154970

Referências bibliográficas

• [1] AGADA, S.; CHEN , F.; GEIGER, S.; TOIGULOVA, G.; AGAR, S.; SHEKHAR, R.; BENSON, G.; HEHMEYER, O.; AMOUR, F.; MUTTI, M.; CHRIST, N.; IMMENHAUSER A. Numerical simulation of fluid-flow processes in a 3D high-resolution carbonate reservoir analogue. Pet. Geo., 20(1):125, 2014.
• [2] BLUNT, M; FAYERS, F.; ORR, F.M. Carbon dioxide in enhanced oil recovery, Ene. Conv. and M. v. 34(9-11), p. 1197-1204, 1993.
• [3] CHOU, L.; GARRELS, R. M.; AND WOLLAST, R. Comparative study of the kinetics and mechanisms of dissolution of carbonate minerals, Chem. Geol. 78, 269–282, 1989.
• [4] FREDD, C. N.; FOGLER, H.S. Influence of transport and reaction on wormhole formation in porous media. Fluid MechTransp Phenom, (44:1933–49), 1998.
• [5] GOLFIER, F.; ZARCONE, C.; BAZIN, B.; LENORMAND, R.; LASSEUX, D.; QUINTARD, M. On the ability of a Darcy-scale model to capture wormhole formation during the dissolution of a porous medium. J Fluid Mech, 457:213–54, 2002.
• [6] HAO, Y.; SMITH, M.; SHOLOKHOVA, Y.; CARROLL, S. CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part II: Numerical modeling of experiments, Adv. in Water R., v. 62 C, 2013.
• [7] HOLLOWAY S. Underground sequestration of carbon dioxide—a viable greenhouse gas mitigation option, Energy, 30(11–12), p. 2318-2333, 2005.
• [8] LIU, X.; ORMOND, A.; BARTKO, K.; LI, Y.; ORTOLEVA, P. A geochemical reaction-transport simulator for matrix acidizing analysis and design. J. of Pet. Sci. and Eng, 17 (181-196), 1997.
• [9] PANGA, M. K. R.; ZIAUDDIN, M.; BALAKOTAIAH, V. Two-scale continuum model for simulation of wormholes in carbonate acidization, AIChE J. 51, 2005.
• [10] NOIRIEL, C; LUQUOT, L; MADÉ, B; RAIMBAULT, L; GOUZE, P; VAN DER LEE, J. Changes in reactive surface area during limestone dissolution: an experimental and modelling study. Chem Geol, 265:160–70, 2009.
• [11] SMITH, M.; SHOLOKHOVA, Y.; HAO, Y.; CARROLL, S. CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part I: Characterization and experiments, Adv. in Water R., v. 62 C, 2013.
• [12] STEVENS, S.H. e GALE, J., Geologic CO2 Sequestration may benefit upstream industry, OilAndamp; Gas J., p. 40, 2000.
• [13] STRELLA, G. Pre-salt production development in Brazil, 20th World Petroleum Congress, Qatar, 2011.

Como citar:

MACHADO, A. V. L.; YAMAMOTO, C. I.; TAKESHITA, E. V.; LUZ JR, L. F. L.; "SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA INJEÇÃO DE CO2 DISSOLVIDO EM ÁGUA EM AMOSTRAS DE ROCHAS CARBONÁTICAS DE RESERVATÓRIO DE PETRÓLEO", p-11222-11229. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0092-27083-154970