MODELAGEM DE UM SISTEMA DE INJEÇÃO CÍCLICA DE VAPOR COM PRODUÇÃO ALTERNADA COM SELO DE ÁGUA PARA RECUPERAÇÃO DE PETRÓLEO UTILIZANDO CFD
Recuperação de petróleo, Injeção cíclica de vapor, ICVPA, CFD, Modelagem, Troca térmica
Os reservatórios, cujos mecanismos são pouco eficientes e que, por consequência, retêm grandes quantidades de hidrocarbonetos após a exaustão de sua energia natural, são fortes candidatos ao emprego de uma série de processos que visam à obtenção de uma recuperação adicional. Esses processos são chamados de métodos de recuperação e objetivam interferir nas características do reservatório. A injeção cíclica de vapor é um método especial de recuperação caracterizado pela redução da viscosidade do óleo após injeção de vapor no poço. Ele é composto por três etapas (injeção de vapor no poço, período de soaking e produção), sendo necessária intervenção de sonda na montagem do sistema de injeção e, novamente, para a composição do sistema de produção. Considerando este problema, a empresa brasileira ENGEPET desenvolveu e patenteou o sistema ICVPA (Injeção Cíclica de Vapor Com Produção Alternada), o qual tem o sistema de elevação BPZ (Bombeio Pneumático do Tipo Z) acoplado ao sistema de injeção de vapor, excluindo a necessidade de intervenção de sonda. Porém, como em qualquer método térmico, a introdução de calor na formação pode causar estresse e deformação no revestimento. Com o intuito de solucionar este problema, o sistema ICVPA foi modificado, visando eliminar junta e packer térmico ao utilizar um fluxo de água tratada para servir de selo e controlar a temperatura do revestimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é modelar a troca térmica entre os fluxos de água e de vapor no ICVPA visando o controle da temperatura do revestimento no poço, utilizando a Fluidodinâmica Computacional (CFD). Afim de diminuir o esforço computacional, foram testados modelos considerando interface entre domínios, axissimetria e fracionamento do comprimento do poço. Os resultados obtidos através do software CFX para vapor superaquecido foram comparados com outros dois modelos desenvolvidos no Matlab®, um com consideração de mudança de fase do vapor saturado e outro com mudança de fase e perda de carga do vapor. Em geral, os resultados mostram que o CFX é inadequado para o estudo do sistema por não possibilitar a modelagem da condensação e da qualidade do vapor que são de extrema importância para o processo. Além disso, verificou-se que a perda de carga não influenciou significativamente o perfil de temperatura da água e do vapor