Modelagem, Caracterização e Simulação de Reservatórios

Caracterização e modelagem de reservatórios é um ramo da indústria de petróleo e gás que tem por objetivo determinar as características de um reservatório de petróleo atráves de modelos computacionais. Tamanho, forma, tipos de rocha e propriedades petrofísicas são, por exemplo, algumas delas. Essas características permitem-nos formar um “retrato” virtual de um reservatório que, após manipulações e ajustes devidos, pode tornar-se similar a um reservatório real.

A caracterização de reservatórios é geralmente precedida por estudos sísmicos e geológicos, cujo objetivo principal é coletar uma série de dados que revelam aspectos litológicos e morfológicos de uma formação. As análises sísmicas amparam-se, por exemplo, na teoria das ondas. A resposta da propagação delas no meio poroso dão indícios sobre a existência de regiões onde fluidos podem se acumular. Essas regiões, chamadas de “armadilhas”, são responsáveis por constituir as reservas de petróleo.

Atingir a subsuperfície é uma tarefa que demanda desafios enormes. Em geral, processos de estratigrafia e perfilagem são conduzidos nas atividades de explotação para que poços de recuperação sejam alocados com alta precisão, de modo a maximizar a atividade produtiva. Análise de testemunhos (amostras de rocha que são retiradas da formação geológica) são também conduzidas em laboratório como uma tarefa que auxilia a interpretar as propriedades do meio poroso.

Uma vez disponíveis esses “dados de campo” (estratigrafia, catalogação de eletrofácies, perfilagem, análise de testemunhos, estimativas de porosidade e permeabilidade, etc.), pode-se partir para a modelagem efetiva de um reservatório aplicando-se técnicas avançadas que envolvem probabilidade e estatística, tais como cálculos estocásticos, krigagem e variografia, as quais, de um modo geral, tendem a criar o “retrato” de um reservatório real por meio de extensas realizações geoestatísticas.

Desempenhando papel fundamental na modelagem computacional, as simulações numéricas passaram a ser uma etapa preparatória de qualquer projeto que tem por objetivo a construção e criação de um produto ou mecanismo físico para utilização não apenas pela sociedade, mas também por cientistas e pesquisadores executando testes e desenvolvimento.

O advento do computador, somado aos frequentes avanços da tecnologia, que abrangem desde linguagens de programação cada vez mais simplificadas e robustas até a computação paralela e de alto-desempenho, têm proporcionado um poder de processamento de dados jamais visto na história da ciência. Já é possível encontrarmos supercomputadores operando em escalas de petaflops (1015 operações de ponto-flutuante por segundo), e a tendência é de evolução.

Em engenharia de petróleo, simulações numéricas são essenciais. Simulações que visam a recuperação de óleo são quase uma prioridade, uma vez que possibilitam aos engenheiros uma visão prévia sobre o comportamento de uma diversidade de parâmetros. Perguntas que indagam sobre onde se deve perfurar um poço, ou qual a factibilidade de uma certa estratégia de produção são respondidas com um certo grau de confiabilidade através de simulações numéricas.

No LaMEP, esta linha de pesquisa incorpora os seguintes temas:

  • Estratégias para posicionamento de poços 
  • Otimização de layouts e padrões de produção 
  • Modelagem de sistemas de upstream
  • Processamento de imagens de microestrutura em meios porosos