Numerical simulation of gas reservoir incorporating the effects of slippage and adsorption

Simulação numérica de reservatórios de gás incorporando os efeitos do escorregamento e da adsorçãoa

Autores

Palavras-chave:

Adsorption and Slippage, Apparent permeability, Natural gas reservoirs, Transient Well Index, Well-reservoir coupling

Resumo

In this work, we incorporated the effects of slippage and adsorption into the transient productivity index to determine the pressure in horizontal wells in the simulation of natural gas reservoirs. We modeled the gas slippage by introducing an apparent permeability, a function of the Knudsen number, while the adsorption is incorporated using the Langmuir isotherm. As for the productivity index, we included the transient effects using one of the classic Peaceman reservoir-coupling models, in which we determine the integral exponential function using a polynomial approximation with a wide range of applications. We studied different production scenarios, and the transient productivity index leads to a mitigation of numerical storage. Besides, we showed that the adsorption, slippage, and the horizontal well influence the natural gas production in reservoirs with low permeability.

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Biografia do Autor

Rebeca do Rosário, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Graduada em Licenciatura Plena em Matemática pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, onde foi bolsista de Iniciação Científica pelo CNPq, obtendo experiência em Matemática, com ênfase em Simulação Numérica da Equação de Richards e do Transporte de Solutos no Solo Não-Saturado. Em 2013 teve a oportunidade de mostrar sua pesquisa no Congresso de Iniciação Científica da UENF, onde foi contemplada com Premio destaque de Iniciação Científica do V CONFICT/UENF. Mestre no programa de pós-graduação em Modelagem Computacional do Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2016), obtendo experiência em Simulador Numérico de Reservatório, com ênfase no acoplamento poço-reservatório na incorporação de efeitos transientes no índice de produtividade (bolsista pela CAPES). Concluiu o doutorado em 2020 no programa de pós-graduação em Modelagem Computacional, na mesma instituição, na área de simulação numérica, com foco na simulação de reservatórios de gás natural incorporando os efeitos de escorregamento e de adsorção.

Mayksoel de Freitas, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Possui Doutorado em Modelagem Computacional pelo Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2017), Mestrado em Modelagem Computacional pelo Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2013) e Graduação em Engenharia Mecânica pelo Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2011). Tem experiência na área de Modelagem Computacional, com ênfase em Fenômenos de Transporte, atuando principalmente nos seguintes temas: dinâmica dos fluidos, escoamentos monofásicos e multifásicos em meios porosos utilizando o método dos volumes finitos, método de diferenças finitas e o método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), e no desenvolvimento científico de códigos computacionais nas linguangens C/C++ e Python. Profissionalmente, já atuou como professor substituto na Universidade do Estado do Rio de Janeiro nos cursos de Engenharia Mecânica e Engenharia de Computação e como professor na Universidade Candido Mendes nos cursos de Engenharia Civil e de Engenharia Produção. Atuou na Universidade Federal do Oeste da Bahia (UFOB), regime de 40 h com dedicação exclusiva e atualmente é Professor Adjunto na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).

Grazione de Souza, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Grazione de Souza é Engenheiro Mecânico, com ênfase em Termofluidodinâmica. Durante a Graduação teve duas experiências de Iniciação Científica. A primeira na área de Química dos Materiais, com foco em Materiais Cerâmicos. A segunda, na área de Métodos Numéricos, tendo estudado métodos para problemas de transporte convectivo não-linear. Na área de Métodos Numéricos também realizou seu Projeto de Graduação, tratando do escoamento bifásico água-óleo em meios porosos. Também é Mestre em Modelagem Computacional na linha de pesquisa de Matemática Aplicada e Computação Científica, sendo o foco da Dissertação a simulação de escoamentos bifásicos água-óleo em reservatórios heterogêneos portadores de hidrocarbonetos. Concluiu Doutorado em Engenharia de Reservatórios e Exploração, na linha de pesquisa de Engenharia de Reservatórios, na área de Simulação Numérica, com foco na modelagem do escoamento acoplado poço-reservatório em reservatórios portadores de gás natural. Em seguida, realizou estágio de Pós-doutorado no tema de simulação de escoamentos em reservatórios naturalmente fraturados portadores de gás natural. Atualmente, Grazione de Souza é Professor Adjunto da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, atuando na Área de Matemática Aplicada, realizando pesquisas no Laboratório de Modelagem Multi-escala e Transporte de Partículas (LABTRAN, www.labtran.iprj.uerj.br), com foco na simulação de escoamentos em meios porosos (em principal, recuperação de hidrocarbonetos). Também é Advisor Professor do Student Chapter da Society of Petroleum Engineers na UERJ e faz parte do corpo docente do Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional, no IPRJ/UERJ, atuando no oferecimento de disciplinas e na orientação de dissertações e de teses.

Helio Pedro Souto, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal Fluminense (1983), Diplôme d'Etudes Approfondies (Engenharia Mecânica) - Institut National Polytechnique de Lorraine (1989), mestrado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1987) e doutorado em Mécanique Et Energétique - Institut National Polytechnique de Lorraine (1993). Atualmente é Professor Titular da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Fenômenos de Transporte, atuando principalmente nos seguintes temas: escoamentos multifásicos em meios porosos, transporte de contaminantes em meios porosos e método dos volumes finitos para leis de conservação.

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Publicado

2023-06-23

Edição

2023: Collaborative Visions

Seção

Articles