Simulação numérica da penetração de fluido de perfuração em reservatórios de petróleo

Agência Nacional de Petróleo - Programa de Recursos HumanosA perfuração de poços é uma operação bastante comum na indústria do petróleo em tempos de descobertas de novos reservatórios. Esta etapa envolve o conhecimento de parâmetros operacionais, com o intuito de reduzir os custos de perfuração, elevados por natureza, minimizar a possibilidade de acidentes e evitar danos ao reservatório, como a invasão do fluido de perfuração utilizado no processo. Por isto, é extremamente importante o conhecimento dos parâmetros relacionados à formação (reservatório) e reologia dos fluidos utilizados no processo. Mediante a escassez de dados experimentais e a complexidade dos problemas envolvendo a perfuração de poços, torna-se atrativa o uso de técnicas envolvendo simulações numéricas, que apresentam custos sensivelmente menores e trazem resultados satisfatórios na previsão dos fenômenos presentes quando da perfuração. O problema abordado neste texto foi simulado através do uso de um software de simulação (CFX 11.0, da ANSYS) para analisar o comportamento da frente de invasão de dois fluidos de perfuração distintos e monitorar parâmetros inerentes ao reservatório, como pressão, velocidades e tensões de cisalhamento, em pontos de controle localizados em regiões específicas da formação. Para tornar o problema abrangente, foram analisadas duas vazões características de injeção de fluidos de perfuração pela broca e quatro reservatórios com propriedades diferentes, totalizando dezesseis simulações. Os resultados obtidos permitem concluir que a vazão de injeção de lama de perfuração tem influência desprezível no tempo de saturação e no perfil da frente de invasão de fluido na formação. Considerando reservatório com permeabilidade isotrópica e baseando-se em um modelo simples de queda de permeabilidade com o tempo, pode-se observar que os fluidos de perfuração invadem a formação com um perfil bem definido e coerente. Além disso, constatou-se, como esperado, que a frente de invasão do fluido de perfuração de menor viscosidade aparente, que escoa em regime turbulento, avança mais rapidamente na formação que a frente do fluido mais viscoso, que escoa em regime laminar, e também que o aumento da permeabilidade e da porosidade proporciona tempos de saturação da formação menores, isto é a invasão completa da porção de formação analisada ocorre mais rapidamente