masterThesis
Desenvolvimento de ferramenta para caracterização de meios fraturados empregando técnica de scanline e análise topológica de imagens
Autor
SILVA, Jefferson Pedro dos Santos
Institución
Resumen
Várias técnicas têm sido desenvolvidas e aperfeiçoadas para caracterização, modelagem e simulação de reservatórios naturalmente fraturados, devido a necessidade da produção de hidrocarbonetos da forma mais eficiente, uma vez que as fraturas têm influência direta sobre a permeabilidade e porosidade da rocha e sobre o fluxo de fluidos no seu interior. A adoção de estudos aplicados a afloramentos de reservatórios análogos tem sido largamente considerada devido à possibilidade de uma melhor caracterização da rocha em relação aos reservatórios em subsuperfície. Há diversas formas de coleta de dados na etapa de caracterização do meio fraturado como, por exemplo, imagens de satélite e fotografias aéreas com veículos aéreos não tripulados (UAVs), tecnologia de varredura de laser (LIDAR) entre outras, possibilitando a obtenção de grande quantidade de dados, estes devem ser processados por programas que possibilitem extrair informações acerca da região de estudo de forma eficaz. A partir destes dados de imagem grande parte dos programas disponíveis como FraNEP, FracPaq e DigiFract, entre outros, obtêm as informações geométricas do meio, porém apenas o FracPaq considera a topologia das fraturas que tem grande importância sobre o fluxo. Desta forma o presente trabalho visa a construção de um programa que obtêm, a partir de imagens/vídeos, as informações geométricas e também as topológicas, caracterizando o meio a partir de scanline linear e topologicamente, este programa é intitulado de TopoScan. Além da caracterização, as informações geradas pelo programa foram utilizadas para a construção de modelos computacionais para simulações numéricas de fluxo de fluido, permitindo validar, para determinados padrões topológicos, quais são as relações com a permeabilidade equivalente do meio. Quatro sistemas artificiais de redes de fraturas foram construídos, com parâmetros de abertura e comprimento definidos previamente, para os diferentes padrões topológicos X, Y, I e XYI, permitindo calibrar, validar e simular o fluxo de fluido para cada caso, identificando as relações topológicos com a permeabilidade equivalente do meio. Para o caso prático foi utilizadoa imagem de campo no Granito do Cabo, litoral de Pernambuco, caracterizando o meio e simulando o fluxo de fluido. Os casos apresentados demostram que a ferramenta construída obteve bons resultados nas caracterizações além de possibilitar com as informações geradas fazer simulações numéricas de fluxo de fluido identificando como as relações topológicas influenciam na permeabilidade equivalente do meio. Several techniques have been developed and improved for the characterization, modeling and simulation of naturally fractured reservoirs, due to the need of hydrocarbon production in a more efficient manner, since the fractures have a direct influence on the permeability and porosity of the rock and fluid flow through it. Studies applied to outcrops of analogue reservoirs has been widely considered in the study of fractured media, due to the possibility of a better characterization of the rock in relation to the subsurface reservoirs. There are several ways of collecting data in the characterization stage of the fractured media: satellite images and aerial photographs with unmanned aerial vehicles (UAVs), laser-scanning technology (LIDAR), among others. These make it possible to obtain a large amount of data, which must be processed by programs that make it possible to extract information about the studed region in an effective way. From this image data, most of the available programs such as FraNEP, FracPaq and DigiFract, among others, obtain the geometric information of the media, but only FracPaq considers the topology of the fractures that has great importance on the flow. The present work aims the construction of a program that obtains, from images / videos, the geometric and the topological information, characterizing the medium from linear scanline and topologically, this program is named TopoScan. In addition to the characterization, the information generated by the program were used to construct computational models for numerical fluid flow simulations, allowing validation, for certain topological patterns, of the relations with the equivalent permeability of the medium. Four artificial systems of fracture networks were constructed with previously defined opening and length parameters for the different topological patterns X, Y, I and XYI, allowing to calibrate, validate and simulate the fluid flow for each case, identifying the topological relationships with the equivalent permeability of the medium. For the practical case, the field image on the Cape Granite was used, characterizing the medium and simulating the fluid flow. The cases presented demonstrate that the tool constructed obtained good results in the characterizations, besides enabling the generated information to make numerical simulations of fluid flow, identifying how the topological relations influence the equivalent permeability of the media.