Simulação de fraturamento hidráulico em rochas naturalmente fraturadas usando a Técnica de Fragmentação da Malha com acoplamento hidromecânico
O fraturamento hidráulico é uma técnica de estimulação de reservatórios principalmente utilizada na indústria de petróleo. A técnica consiste em injetar um fluido altamente pressurizado no poço com o objetivo de induzir fraturas no reservatório facilitando o escoamento do hidrocarboneto e, consequen...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UNESP |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unesp.br:11449/193619 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/11449/193619 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Fraturamento hidráulico Elementos de interface com elevada razão de aspecto Técnica de fragmentação da malha Método dos elementos finitos Hydraulic fracturing High aspect ratio interface elements Mesh fragmentation technique Finite element method |
| Resumo: | O fraturamento hidráulico é uma técnica de estimulação de reservatórios principalmente utilizada na indústria de petróleo. A técnica consiste em injetar um fluido altamente pressurizado no poço com o objetivo de induzir fraturas no reservatório facilitando o escoamento do hidrocarboneto e, consequentemente, aprimorando a produção. Entretanto, esse é um processo complexo que pode ser influenciado por condições adversas, tais como: variações nas tensões in situ, perda de fluido da fratura para a matriz porosa e interações entre fraturas induzidas e preexistentes. Esse trabalho apresenta um novo método numérico para modelagem e simulação de fraturamento hidráulico em meios porosos deformáveis com base na Aproximação Contínua de Descontinuidades Fortes, onde elementos de interface com elevada razão de aspecto são utilizados para descrever o comportamento da fratura. O modelo constitutivo mecânico de tais elementos é baseado em um modelo de dano à tração escalar isotrópico e o escoamento de fluido na fratura é estabelecido pela lei cúbica. Dentre as vantagens do método proposto, destaca-se sua incorporação relativamente simples em códigos que já utilizam o Método dos Elementos Finitos. As análises realizadas foram validadas com soluções analíticas e demonstraram que os elementos de interface com elevada razão de aspecto podem ser aplicados a cenários 2D e 3D. Tal metodologia não necessita de um elevado grau de refinamento de malha para reproduzir a formação e propagação de fraturas induzidas hidraulicamente. Além disso, associando os elementos de interface com elevada razão de aspecto à Técnica de Fragmentação da Malha, é possível simular a evolução de múltiplas fraturas. |
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