Modelagem numérica dos efeitos da razão de viscosidade no processo de recuperação terciária de reservatórios de petróleo

Abstract

A utilização de fluidos com características melhoradas para a realização do processo de recuperação de óleos em reservatórios de petróleo tem aumentado em consequência dos processos convencionais, como a injeção de água, não atingirem patamares economicamente viáveis de fatores de recuperação, especialmente em reservatórios que contém óleos de elevada viscosidade. A compreensão dos fenômenos relacionados ao processo de deslocamento de óleos em reservatórios pode auxiliar na seleção do fluido de injeção adequado para que seja atingida a recuperação esperada. Utilizando a dinâmica de fluidos computacional (CFD), este estudo objetiva analisar os efeitos da relação entre a viscosidade do óleo recuperado e do fluido injetado (razão de viscosidade) no processo de deslocamento de um óleo contido em um meio poroso, injetando um fluido newtoniano para deslocá-lo. As simulações foram realizadas utilizando o aplicativo Ansys FLUENT® 16.0, com faixa de número de capilaridade 1,3 10-03 < Ca < 4,0 10-03. O modelo Porous Media foi empregado para a representação do meio poroso e a interação entre os fluidos foi representada pelo modelo multifásico Volume of Fluid (VOF). Além da análise de parâmetros como massa perdida e a resistência oferecida pelos fluidos para a realização do processo, o estudo numérico permite a visualização dos padrões dos fingers no meio poroso. É verificado que menores razões de viscosidade apresentam menores valores de massa perdida no meio poroso, isto é, maior a fração de óleo recuperado, variando de 1,58% de massa de óleo residual para a razão de viscosidade de 0,02 até 83,60% de óleo residual para razão de viscosidade de 500. Porém, para valores de razão de viscosidade suficientemente baixos, a massa perdida passa a sofrer pouca variação com a diminuição da razão de viscosidade, ao passo que a resistência oferecida pelos fluidos aumenta drasticamente, necessitando um maior dispêndio energético para o deslocamento do fluido, sem que seja alterado o volume de óleo recuperado.