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Type: Tese
Title: Formulações de elementos finitos bi e tridimensionais para simulação em paralelo de escoamentos em reservatórios de petróleo
Other Titles: Two and three dimensional finite elements formulations to parallel simulation of petroleum reservoir flows
Author(s)/Inventor(s): Garcia, Eduardo Lúcio Mendes
Advisor: Landau, Luiz
Abstract: São propostos e analisados formulações de elementos finitos para simulação de escoamentos miscíveis incompressíveis em meios porosos rígidos utilizando computadores paralelos de memória distribuída, com aplicação na engenharia de reservatórios de petróleo. O modelo matemático é composto por um sistema de equações diferenciais parciais composto por um sub-sistema elíptico, que fornece a pressão e a velocidade total da mistura, e uma equação de convecção-difusão, que fornece em cada instante de tempo o valor da concentração do fluido injetado. A variável de maior interesse é. sem d úvida, a concentração do fluido injetado, entretanto, em se tratando de escoamentos predominantemente convectivos, é crucial a determinação precisa da velocidade. Atenção especial é dada à aproximação da velocidade através de técnicas de pós-processamento globais e locais. Para a equação da concentração é utilizada uma formulação de Petrov-Galerkin (SUPG), para discretização espacial, combinada com uma aproximação implícita de diferenças finitas no tempo. A metodologia proposta foi implementada em computadores paralelos de memória distribuída utilizando métodos iterativos para resolução dos sistemas de equações combinado com uma técnica de elemento-por-elemento para armazenamento das matrizes. Esta implementação mostrou-se bastante eficiente para resolução de problemas de grande porte. São apresentados resultados de simulações de processos de injeção contínua com razão de mobilidade adversa e injeção de traçadores em reservatórios de petróleo em duas e três dimensões.
Abstract: Finite element formulations oriented to distributed memory parallel machines are proposed and analized to simulate incompressible miscible flow in porous media with applicationto petroleum reservoir engineering. The mathematical model consists in a system of a partial differential equations given by an elliptic subsystem which describes the pressure and the velocity of mixture, and a convection-diffusion equation which describes the concentration of the injected fluid. Global and local post-processing techniques are employed to accurately compute the velocity field. A stabilized consistent Petrov-Galerkin method is applied to the concentration equation combined with a implicit finite difference scheme in time. To solve the large systems of linear equations iterative Krylov projection type methods combined with an element-by-element strategy are implemented in a parallel machine. Numerical results for two and three dimensional simulations of tracer injection and tertiary recover processes are carried out showing the good performance of the proposed numerical formulations and efficiency of parallel implementation.
Keywords: Método dos elementos finitos
Programação paralela
Modelos matemáticos
Petróleo
Escoamento multifásico
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-1997
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Civil

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