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  • COMPARAO DA PREVISO DO COMPORTAMENTO DE

    RESERVATRIOS DE LEO PRODUZINDO SOB INFLUXO DE

    GUA UTILIZANDO A EQUAO DO BALANO DE

    MATERIAIS E SIMULAO NUMRICA

    Ivan Landim Frota Leito Junior

    Projeto de Graduao apresentado ao Curso de

    Engenharia de Petrleo da Escola Politcnica,

    Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

    parte dos requisitos necessrios obteno do

    ttulo de Engenheiro.

    Orientadores: Paulo Couto

    Abelardo de S Neto

    RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

    FEVEREIRO, 2010

  • ii

    COMPARAO DA PREVISO DO COMPORTAMENTO DE

    RESERVATRIOS DE LEO PRODUZINDO SOB INFLUXO DE

    GUA UTILIZANDO A EQUAO DO BALANO DE

    MATERIAIS E SIMULAO NUMRICA

    Ivan Landim Frota Leito Junior

    PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

    ENGENHARIA DO PETRLEO DA ESCOLA POLITCNICA DA

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE

    INTEGRANTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO

    GRAU DE ENGENHEIRO DO PETRLEO.

    Aprovado por:

    __________________________________________

    Prof. Paulo Couto, Dr. Eng. (Orientador)

    __________________________________________ Prof. Abelardo de S Neto, Ph.D.

    (Co-orientador)

    __________________________________________ Prof. Armando Celestino Gonalves Neto, D. Sc.

    RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

    FEVEREIRO, 2010

  • iii

    Leito Junior, Ivan Landim Frota

    Comparao da Previso do Comportamento de

    Reservatrios de leo Produzindo Sob Influxo de gua

    Utilizando a Equao do Balano de Materiais e Simulao

    Numrica / Ivan Landim Frota Leito Junior. Rio de

    Janeiro: UFRJ/ Escola Politcnica, 2010.

    XIII, 39p.: il.; 29,7 cm.

    Orientadores: Paulo Couto, Abelardo de S Neto

    Projeto de Graduao UFRJ/ Escola Politcnica/

    Curso de Engenharia do Petrleo, 2010.

    Referencias Bibliogrficas: p. 39.

    1. Modelagem de Reservatrios. 2. Reservatrio com Influxo de gua. 3. Comparao com Modelagem computacional. I. Couto, Paulo et al. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politcnica, Curso de Engenharia do Petrleo. III. Titulo.

  • iv

    Agradecimentos

    minha famlia, por acreditar em mim todo o momento e sempre me apoiar,

    mesmo quando discordavam da deciso.

    Computer Modeling Group (CMG Canad), pelo suporte dado a este

    trabalho atravs da cesso da sute de softwares de simulao de reservatrios.

    Aos professores Paulo Couto e Abelardo S, por estarem sempre a disposio,

    terem pacincia e confiana em mim e por todos os ensinamentos que me foram

    passados.

    todos da turma de Engenharia de Petrleo, por terem feito os cinco anos da

    faculdade serem inesquecveis, por tudo que me ensinaram, no s sobre engenharia, e

    ainda vo ensinar.

    todos que participaram do CR, por tudo que estudamos, decoramos e

    esquecemos juntos, por me tornarem a pessoa que sou hoje e por me ensinarem o

    companheirismo.

  • v

    Resumo do Projeto de Graduao apresentado Escola Politcnica/ UFRJ como parte

    dos requisitos necessrios para a obteno do grau de Engenheiro de Petrleo.

    Comparao da Previso do Comportamento de Reservatrios de leo Produzindo Sob

    Influxo de gua Utilizando a Equao do Balano de Materiais e Simulao Numrica

    Ivan Landim Frota Leito Junior

    Fevereiro/2010

    Orientadores: Paulo Couto

    Abelardo de S Neto

    Curso: Engenharia do Petrleo

    No Brasil a quantidade de reservatrios que produzem sob influxo de gua grande.

    funo do engenheiro de reservatrios realizar a anlise dos mesmos para previso do

    comportamento. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo analisar as equaes de

    previso de produo para um reservatrio com mecanismo de influxo de gua,

    verificando sua consistncia entre elas e em comparao com um caso prximo ao real.

    Para criao desse caso foi utilizado o simulador comercial IMEX da CMG (Computer

    Modeling Group Canada). A verso utilizada a 2008.10. Os resultados encontrados

    so debatidos de maneira a analisar as limitaes do modelo de clculo.

    Palavras-chave: Equao do Balano de Materiais, Influxo de gua, Previso da

    Produo, Simulao numrica.

  • vi

    Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of

    the requirements for the degree of Engineer.

    Comparison of Production Forecast of a Oil Reservoir Producing by Water Influx

    Using Material Balance Equation and Numerical Simulation

    Ivan Landim Frota Leito Junior

    February/2010

    Advisor: Paulo Couto

    Abelardo de S Neto

    Course: Petroleum Engineering

    In Brazil there is a large number of reservoirs producing by water influx. The reservoir

    engineer is the responsible for production forecast. This work has the objective to

    analyze the equations of production forecast for water influx reservoir, verifying there

    consistency with themselves and with a case near to real. For this case it was used the

    IMEX of CMG (Computer Modeling Group Canada). The version used is the 2008.10.

    The results are discussed analyzing the limitations of the math model.

    Keywords: Material Balance Equation, Water Influx, Production Forecast, Numeric

    Simulation.

  • vii

    Sumrio

    Lista de Figuras.......................................................................................................... ix

    Lista de Tabelas ......................................................................................................... xi

    Nomenclatura ............................................................................................................ xii

    1. Introduo ........................................................................................................... 1

    1.1. Relevncia do tema........................................................................................ 1

    1.2. Objetivos e metodologia ................................................................................ 1

    1.3. Estrutura ........................................................................................................ 2

    2. Engenharia de Reservatrios .............................................................................. 3

    2.1. Mecanismos de Produo de Reservatrios .................................................... 3

    2.1.1. Mecanismo de Influxo de gua ............................................................. 3

    2.2. Equao de Balano de Materiais .................................................................. 5

    2.3. Clculo do Influxo de gua ........................................................................... 6

    2.3.1. Modelo de van Everdingen & Hurst ....................................................... 6

    2.3.1.1. Equao da Difusividade Hidrulica .................................................. 7

    2.3.1.2. Influxo de gua ............................................................................... 10

    2.3.1.3. Superposio de Efeitos ................................................................... 11

    2.3.2. Modelo de Carter-Tracy ....................................................................... 12

    2.3.3. Comparao entre Modelos .................................................................. 12

    2.3.4. Previso da Diferena de Presso no Contato ....................................... 15

    3. Simulao Numrica no IMEX ......................................................................... 17

    3.1. Simulador .................................................................................................... 17

    3.2. Builder ........................................................................................................ 17

  • viii

    3.2.1. Reservatrio......................................................................................... 17

    3.2.2. Componentes ....................................................................................... 19

    3.2.3. Interao Rocha-Fluido ........................................................................ 21

    3.2.4. Condies Iniciais ................................................................................ 23

    3.2.5. Poos e Recorrentes ............................................................................. 23

    3.3. IMEX .......................................................................................................... 23

    3.4. Results......................................................................................................... 23

    4. Comparao Entre a EBM e a Simulao Numrica ....................................... 26

    4.1. Dados de Entrada......................................................................................... 26

    4.2. Clculos da EBM do Reservatrio ............................................................... 29

    4.3. Simulao do Reservatrio .......................................................................... 32

    4.4. Comparao ................................................................................................ 35

    5. Concluses ......................................................................................................... 37

    6. Referncias Bibliogrficas................................................................................. 39

  • ix

    Lista de Figuras

    Figura 2.1 - Reservatrio com Mecanismo de Influxo de gua (Rosa et al., 2006) ........ 4

    Figura 2.2 - Modelo de Aqfero Radial (Rosa et al., 2006) .......................................... 7

    Figura 2.3 - Grfico da presso adimensional em funo do raio e do tempo

    adimensionais. ( 10eDr = ) ....................................................................................... 9

    Figura 2.4 - Grfico do influxo adimensional em funo do tempo adimensional para

    diferentes raios do aqfero. ................................................................................ 11

    Figura 2.5 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    21,91Dt = . ........................................................................................................ 13

    Figura 2.6 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    4,382Dt = . ....................................................................................................... 14

    Figura 2.7 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    1,0955Dt = . ...................................................................................................... 14

    Figura 2.8 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    0, 4382Dt = . ..................................................................................................... 15

    Figura 3.1 Vista superior de um reservatrio com Grid Top ..................................... 18

    Figura 3.2 Vista tridimensional de um reservatrio com Grid Top ............................ 18

    Figura 3.3 Grfico da razo de solubilidade (sR ) e do fator volume-formao do leo (

    oB ) em funo da presso ( p ) ............................................................................ 19

    Figura 3.4 Grfico do fator de expanso do gs (g

    E ) em funo da presso ( p ) ...... 20

    Figura 3.5 Grfico das viscosidades do leo e do gs (o e g ) em funo da presso

    ( p ) ..................................................................................................................... 20

    Figura 3.6 Grfico da permeabilidade relativa da gua (rwk ) e do leo em relao

    gua (rowk ) em funo da saturao de gua ( wS ) ................................................ 21

    Figura 3.7 Grfico da permeabilidade relativa do gs (rg

    k ) e do leo em relao ao gs

    (rog

    k ) em funo da saturao de lquido ( lS )...................................................... 22

  • x

    Figura 3.8 Grfico de 3 fases com a permeabilidade relativa do leo (rok ) em funo

    das saturaes (wS , gS e oS ) ............................................................................... 22

    Figura 3.9 Exemplo de grfico do Results Graph ...................................................... 24

    Figura 3.10 Exemplo de grfico do Results 3D ......................................................... 25

    Figura 4.1 Vista superior do modelo de comparao com Grid Top .......................... 27

    Figura 4.2 Vista tridimensional do modelo de comparao com Grid Top ................ 27

    Figura 4.3 Grfico da vazo obtida pelo mtodo de clculo ...................................... 32

    Figura 4.4 Grfico da vazo obtida pelo IMEX ........................................................ 35

    Figura 4.5 Grfico de vazes para comparao entre mtodos .................................. 36

  • xi

    Lista de Tabelas

    Tabela 2-1 Variao da presso com o tempo ........................................................... 13

    Tabela 4-1 Dados utilizados na soluo da EBM ...................................................... 28

    Tabela 4-2 Tabela PVT ............................................................................................ 29

    Tabela 4-3 Resultados da EBM ................................................................................ 31

    Tabela 4-4 Resultados da simulao numrica .......................................................... 34

  • xii

    Nomenclatura

    B Fator volume-formao ..............................................................................[]

    c Compressibilidade .................................................................... [(kgf/cm2)-1]

    dg Densidade do gs .......................................................................................[]

    E Expanso em soluo .................................................................................[]

    F Total de fluidos produzidos e injetados ................................................. [m3]

    G Volume de gs ...................................................................................... [m3]

    h Espessura ................................................................................................ [m]

    IPinicial ndice de produtividade inicial .............................................................. [mD]

    k Permeabilidade .................................................................................... [mD]

    kr Permeabilidade relativa ..............................................................................[]

    m Quociente entre volume original da capa de gs e de leo ..........................[]

    N Volume de leo total ............................................................................. [m3]

    p Presso ......................................................................................... [kgf/cm2]

    pb Presso de bolha ............................................................................ [kgf/cm2]

    pb Presso mnima do poo ................................................................ [kgf/cm2]

    q Vazo ............................................................................................. [m3/dia]

    R Razo de solubilidade ................................................................................[]

    r Coordenada radial ................................................................................... [m]

    W Volume de gua .................................................................................... [m3]

    We Volume do influxo de gua ................................................................... [m3]

    S Saturao ................................................................................................ [m]

    T Temperatura ........................................................................................... [K]

  • xiii

    t Tempo .................................................................................................. [dia]

    U Constante de influxo de gua do aqfero ............................... [m3/(kgf/cm2)]

    Smbolos Gregos:

    Diferena ............................................................................................... [psi]

    Porosidade .................................................................................................[]

    Viscosidade ........................................................................................... [cp]

    Massa especfica .................................................................................. [ppg]

    Subscritos:

    ( )D Adimensional

    ( )e Aqufero

    ( )i Condies Iniciais

    ( )w Fase gua

    ( )g Fase gs

    ( ) o Fase leo

    ( ) f Fase formao

    ( )inj Injetado

    ( )p Produzido

    ( )t Total

  • 1

    1. Introduo

    1.1. Relevncia do tema

    Atualmente, o mundo se encontra em uma grande dependncia das energias

    fsseis, principalmente o petrleo. Para melhorar obter essa energia e possibilitar o

    desenvolvimento necessrio o estudo aprofundado de suas formas de produo para

    prev-las e otimiz-las.

    No setor de E&P existe uma grande incerteza sobre a produo total dos poos.

    Sendo assim de grande importncia qualquer informao que possibilite a obteno de

    parmetros nos reservatrios de leo. No Brasil um grande nmero de reservatrios tem

    como mecanismo o influxo de gua, tornando-se essencial seu estudo. O

    desenvolvimento destas tcnicas pode trazer desenvolvimento para a rea e um aumento

    na produo de poos desse tipo.

    Uma das funes do engenheiro de petrleo a engenharia de reservatrios, que

    tem como objetivo a previso do comportamento do reservatrio, principalmente prever

    a produo do mesmo, e a otimizao desta. Devido s diferenas entre os vrios tipos

    de reservatrios, esse estudo focar nos reservatrios com influxo de gua, principal

    ocorrncia na Bacia de Campos.

    Com as vrias equaes, que se encontram nos livros, e softwares, que se esto

    no mercado, a verificao destes essencial antes da utilizao. de extrema

    importncia que se confie nas equaes e softwares utilizados. No caso de um erro na

    sada desses dados milhes de dlares podem ser perdidos devido uma previso mal

    realizada.

    1.2. Objetivos e metodologia

    O principal objetivo do estudo a checagem das equaes do balano de materiais

    mais utilizadas para previso do comportamento de reservatrios com influxo de gua.

  • 2

    Uma comparao entre equaes tambm realizada. Para isso, o software Wolfram

    Mathematica, verso 7.0, utilizado.

    Para a comparao com o caso que se aproxime do real utilizado um simulador

    comercial para gerar dados sintticos de produo. utilizado o software IMEX da

    CMG (Computer Modeling Group Canada). A verso utilizada a 2008.10.

    Obtendo-se os resultados tanto para a Equao do Balano de Materiais e a

    Simulao Numrica sero comparadas os dados de sada para verificar essa previso, e

    verificar a confiabilidade dos clculos com um caso mais prximo do real possvel.

    As diferenas de resultados sero discutidas buscando-se encontrar o motivo para

    essa limitao. Esse motivo pode ser tanto uma incerteza devido limitao de dados de

    entrada, como algo que no estava previsto no modelo.

    1.3. Estrutura

    A estrutura utilizada para organizao do trabalho feita seguindo a diviso de

    captulos, que sero detalhados abaixo.

    O Captulo 2 apresenta e explica todos os modelos e equaes que sero utilizadas

    para os clculos. Nele tambm sero comparados diferentes mtodos de soluo entre si,

    para verificar-se a preciso dos mtodos.

    O Captulo 3 resume a metodologia adotada para a implementao do modelo e

    mostra os dados de entrada que so necessrios, permitindo notar a preciso do mesmo

    em relao ao modelo de clculo. Desta forma, os resultados da simulao tambm so

    apresentados, mostrando assim a estrutura que se utiliza.

    O Captulo 4 mostra uma comparao entre os modelos. Uma situao prtica

    apresentada e ambos os modelos so utilizados para obteno de resultados. Esses

    resultados so comparados e justificativas so apresentadas.

    O Captulo 5 expe as concluses encontradas em todo o trabalho, fechando assim

    a discusso.

  • 3

    2. Engenharia de Reservatrios

    2.1. Mecanismos de Produo de Reservatrios

    Um reservatrio de petrleo, normalmente, possui um mecanismo primrio de

    produo. Esses mecanismos so naturais e so resultantes de todas as circunstncias

    pelas quais a jazida passou.

    Os cinco mecanismos primrios de produo, como explicado em Rosa et al.,

    2006, so:

    I. Mecanismo de Gs em Soluo;

    II. Mecanismo de Capa de Gs;

    III. Mecanismo de Influxo de gua;

    IV. Mecanismo Combinado;

    V. Mecanismo de Segregao Gravitacional.

    Neste trabalho somente ser descrito o mecanismo de influxo de gua.

    2.1.1. Mecanismo de Influxo de gua

    Para que este tipo de mecanismo ocorra necessrio que a formao que contem

    o leo esteja ligada a uma grande acumulao de gua.

  • 4

    Figura 2.1 - Reservatrio com Mecanismo de Influxo de gua (Rosa et al., 2006)

    A influncia do aqfero no reservatrio se d com a queda de presso do

    mesmo. Quando isso ocorre, a gua sofre uma expanso tomando parte do espao que

    antes era ocupado pelo leo.

    Vale ressaltar que a compressibilidade da gua muito pequena e a influncia

    do aqfero s relevante quando esse de grandes propores.

    O aqfero pode ser classificado de diferentes maneiras dependendo do seu

    tamanho e da sua interao com o exterior.

    I. Aqfero Infinito: quando a proporo do aqfero muito maior que a do

    reservatrio de leo.

    II. Aqfero Finito Selado: quando o aqfero proporcional ao reservatrio.

    Como mostrado na Figura 2.1.

    III. Aqfero Finito Realimentado: quando o aqfero proporcional ao

    reservatrio, porm existe uma entrada externa de gua que o alimenta

    quando sua presso cai.

    O aqfero aqui citado ser o finito selado, por ser mais freqente e, alm disso,

    poder ser facilmente extrapolado para o aqfero infinito.

  • 5

    2.2. Equao de Balano de Materiais

    Como explicado em Rosa et al., 2006, uma das equaes mais importantes para

    previso do comportamento de um reservatrio a Equao de Balano de Materiais

    (EBM). Dela pode-se obter o volume total de leo tendo conhecimento das principais

    propriedades do reservatrio e do fluido, alm de seu histrico de produo e de

    presso.

    ,( )o g f w eF N E mE E W= + + + (1)

    Sabemos que

    [ ( ) ]p t p si g p w inj winj inj ginj

    F N B R R B W B W B G B= + + (2)

    onde, N o volume de leo total, oE a expanso do leo e do gs em soluo, m o

    quociente entre o volume original da capa de gs e o volume de leo, g

    E a expanso

    do gs na capa, ,f wE a expanso da formao e da gua conata e eW o influxo de

    gua. F a representao dos fluidos produzidos e injetados no reservatrio.

    pN o volume de leo produzida, tB o fator volume-formao total do leo,

    pR razo gs/leo acumulado, siR a razo gs/leo de soluo inicial, gB o fator

    volume-formao do gs, pW o volume de gua produzido, wB o fator volume-

    formao da gua, inj

    W o volume de gua injetado, winj

    B o fator volume-formao da

    gua injetada, inj

    G o volume de gs injetado e ginj

    B o fator volume-formao do gs

    injetado.

    No caso estudado pode-se simplificar a equao removendo a existncia de capa

    de gs ( 0m = ) e desconsiderando a compressibilidade da formao e da gua conata

    ( , 0f wE ).

    eo o

    WFN

    E E= + (3)

  • 6

    Considerando que no poo no temos nenhuma espcie de injeo ( 0inj

    W = e

    0inj

    G = ) e o gs em soluo irrelevante em considerao ao influxo e se mantm

    constante durante toda a produo (si s p

    R R R= = ). Alm disso, o fator volume de

    formao total pode ser escrito da forma:

    ( )t o si s g

    B B R R B= + (4)

    onde oB o fator volume-formao do leo. Ento, pode-se dizer que:

    t oB B= (5)

    O que define o sistema de fluidos do reservatrio de forma:

    p o p w

    F N B W B= + (6)

    Juntando as equaes (3) e (6) tem-se:

    p o p w e

    o o

    N B W B WN

    E E

    += + (7)

    2.3. Clculo do Influxo de gua

    Vale lembrar que todos os modelos apresentados adiante so uma forma de

    soluo para a EBM, eles so fontes de estudos e testes que possuem validaes que

    podem ser checadas em suas referncias.

    2.3.1. Modelo de van Everdingen & Hurst

    O modelo de van Everdingen & Hurst, foi criado pelos prprios em van

    Everdingen & Hurst, 1949 e considerado o mais preciso para o clculo do influxo de

    gua. Para sua soluo utiliza-se a Equao da Difusividade Hidrulica prevendo assim

    a queda de presso e conseqente movimentao dos fluidos no interior no reservatrio

    de petrleo.

  • 7

    2.3.1.1. Equao da Difusividade Hidrulica

    A Equao da Difusividade Hidrulica uma Equao Diferencial Parcial

    (E.D.P.) que prev a alterao da presso em funo do raio e do tempo. Para

    simplificao ser utilizado a equao com as variveis adimensionais.

    O modelo adimensional modelo gerado por algumas operaes matemticas de

    maneira que simplifique e generalize a Equao da Difusividade Hidrulica. Dessa

    forma, ela fica s em funo da presso adimensional (Dp ), do raio adimensional ( Dr ) e

    do tempo adimensional (Dt ).

    Figura 2.2 - Modelo de Aqfero Radial (Rosa et al., 2006)

    iD

    o

    p pp

    p

    =

    (8)

    D

    o

    rr

    r= (9)

    2D

    t o

    ktt

    c r= (10)

    onde, ip a presso inicial no reservatrio, op a queda de presso no contato leo-

    gua e p a varivel da presso. or o raio do reservatrio de leo e r a varivel

  • 8

    radial. k a permeabilidade, a porosidade da formao, a viscosidade do leo,

    tc a compressibilidade total ( t w fc c c= + , soma da compressibilidade da gua e da

    formao) e t a varivel do tempo.

    A Equao da Difusividade Hidrulica fica:

    2

    2

    1D D D

    D D D D

    p p p

    r r r t

    + =

    (11)

    Para solucionar a E.D.P. utiliza-se a Condio Inicial, que impem no incio

    ( 0t = ) a presso no reservatrio sendo a inicial (ip p= ), a Condio de Contorno

    Interna, que assume a diferena de presso no contato igual queda de presso no

    contato ( ( )i o op p r p = ).

    ( ; 0) 0D D Dp r t = = (12)

    ( 1; ) 1D D Dp r t= = (13)

    Alm dessas condies utilize-se a Condio de Contorno Externa, essa varia

    nos trs diferentes tipos de aqferos. No caso utilizaremos a condio para aqfero

    finito selado, que impem a inexistncia de fluxo no limite externo do reservatrio.

    1e

    Do

    D

    rD rr

    p

    r=

    =

    (14)

    Para resolver a E.D.P. foi utilizado a mtodo de Laplace em relao ao tempo

    adimensional, deixando a equao da forma:

    2

    2

    1D DD

    D D D

    ps pss ps

    r r r

    + =

    (15)

    sendo Dps a presso transformada e sendo funo somente do raio adimensional ( Dr )

    e s a varivel de Laplace. A Equao (15) conhecida como Equao Modificada de

    Bessel e sua soluo no domnio de frequncias conhecida na literatura (Ozisik, 1968):

    ( ) 1 2, (0, ) (0, )D D D Dps r s BesselI r s C BesselK r s C= + (16)

  • 9

    onde 1C e 2C so constantes obtidas pela aplicao das condio de contorno.

    Para inverso de Laplace utiliza-se o mtodo de Stehfest, como pode ser visto

    em Stehfest, 1970. A soluo da forma:

    ( ) ( )1

    (2) (2), , ,

    Ni

    D D D D D

    iD D

    Ln Lnp r t V i Ni ps r i

    t t=

    =

    (17)

    onde

    ( ) ( )( )

    ( ) ( )

    , 12 2

    2

    21int

    2

    2 !, 1

    ! ! ( )! 2 !2

    Ni NiMin i

    Nii

    ik

    k kV i Ni

    Nik i k k i

    k

    +

    +

    + =

    =

    (18)

    onde k e i so simplesmente contadores e Ni uma constante entre 8 e 16, no caso foi

    utilizada como 8.

    Desta soluo obteve-se o grfico da presso adimensional em funo do raio e

    do tempo adimensionais, como na Figura 2.3. Esse grfico diferente para cada raio

    adimensional do aqfero (eDr ).

    Figura 2.3 - Grfico da presso adimensional em funo do raio e do tempo

    adimensionais. ( 10eDr = )

  • 10

    2.3.1.2. Influxo de gua

    O influxo de gua fica dependente de sua forma adimensional, da queda no

    contato leo-gua e da constante de influxo de gua do aqfero (U ).

    ( )e o D DW U p W t= (19)

    22t o

    U c hr= (20)

    0

    1

    D

    D

    tD

    D D D

    D r

    pW r dt

    r=

    =

    (21)

    Para soluo da equao (21) necessrio resolver da mesma maneira que a

    presso, utilizando a Transformada de Laplace a transformada do influxo fica da forma:

    ( ) 1, D

    D

    D r

    D D

    ps

    rWs r s

    s

    =

    = (22)

    onde DWs a transformada do influxo.

    O mtodo de Stehfest tambm utilizado para a inverso da Transformada de

    Laplace.

    ( ) ( )1

    (2) (2), , ,

    Ni

    D D D D D

    iD D

    Ln LnW r t V i Ni Ws r i

    t t=

    =

    (23)

    onde

    ( ) ( )( )

    ( ) ( )

    , 12 2

    2

    21int

    2

    2 !, 1

    ! ! ( )! 2 !2

    Ni NiMin i

    Nii

    ik

    k kV i Ni

    Nik i k k i

    k

    +

    +

    + =

    =

    (24)

    Pode-se analisar o comportamento do influxo adimensional em funo do tempo

    para diferentes raios adimensionais do aqfero. Como se pode observar na Figura 2.4.

  • 11

    Figura 2.4 - Grfico do influxo adimensional em funo do tempo adimensional para

    diferentes raios do aqfero.

    Com isso pode-se calcular o influxo do aqfero, contudo, a considerao

    utilizada de que a queda de presso no contato leo gua no pode ser feita, sendo assim

    ser corrigida pelo princpio da superposio.

    2.3.1.3. Superposio de Efeitos

    O Princpio da Superposio de Efeitos realiza a soma dos diferentes influxos

    para cada tempo. Isso ocorre devido alterao da presso no contato.

    0

    ( ) ( )Dt

    e D D D D DW U W t p d = (25)

    Temos que DW a vazo adimensional (a derivada do influxo adimensional) e

    ( ) ( )ip t p p t = a variao entre a presso inicial e a presso do contato no tempo t .

  • 12

    2.3.2. Modelo de Carter-Tracy

    O modelo de Carter-Tracy, como apresentado em Carter & Tracy, 1960,

    derivado do modelo de van Everdingen & Hurst, j considerando a superposio de

    efeito. Porm, devido suas aproximaes a forma de clculo extremamente mais

    simples e rpida.

    Esse modelo no se restringe a uma geometria especfica de reservatrio, sendo

    somente necessrio saber o comportamento da presso adimensional em funo do

    tempo, o que varia com o tipo de fluxo e geometria. Essas equaes da presso

    adimensional podem ser encontradas como soluo da Equao de Difusividade

    Hidrulica.

    O clculo do influxo de gua no modelo de Carter-Tracy da forma

    11 11

    ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

    ( ) ( )Dj e Dj D Dj

    e Dj e Dj Dj Dj

    D Dj Dj D Dj

    U p t W t p tW t W t t t

    p t t p t

    = +

    (26)

    Precisa-se, contudo, determinar o melhor time step (Dt ) a ser usado, pois isso

    afetar a preciso do modelo. Para a comparao sero utilizados diferentes tempos

    adimensionais.

    2.3.3. Comparao entre Modelos

    Os dois modelos apresentados sero comparados na resoluo de um caso

    especfico, no modelo de Carter-Tracy sero checados diferentes time steps.

    Os dados foram tirados de Rosa et al., 2006 e so:

    6096er m=

    762or m=

    18,3h m=

    0, 22 =

  • 13

    100k md=

    0,30cp =

    ( )16 299,6 10 /tc kgf cm

    =

    Tabela 2-1 Variao da presso com o tempo

    ( )t d 0 100 200 300 400 500

    ( )2/p kgf cm 246,13 245,43 244,44 243,18 242,19 240,51

    Figura 2.5 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    21,91Dt = .

  • 14

    Figura 2.6 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    4,382Dt = .

    Figura 2.7 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    1,0955Dt = .

  • 15

    Figura 2.8 - Comparao entre os modelos de Everdingen & Hurst e Carter-Tracy para

    0, 4382Dt = .

    A instabilidade existente nos grficos para tempos muito pequenos gerada pelo

    modelo de Everdingen & Hurst. Essa instabilidade devido ao mtodo de Stehfest

    utilizado, que para tempos muito pequenos gera problemas com o somatrio presente

    neste.

    Pode-se notar uma grande diferena entre os dois modelos para 21,91Dt = ,

    contudo ela diminui com a diminuio de Dt , sendo mnima j em 1,0955Dt = .

    Contudo, nota-se pouca diferena, quando se compara 4,382Dt = e 1,0955Dt = .

    Sendo assim utilizou-se, no mnimo, 4,382Dt = para as anlises seguintes.

    2.3.4. Previso da Diferena de Presso no Contato

    O modelo de Carter-Tracy, assim como os outros, possui uma maneira de prever

    a diferena de presso no contato leo/gua (op ) em funo do tempo. Isso

    importante, pois permite que se obtenha o influxo (eW ) e a presso ( p ) tendo como

    entrada a produo de leo, pN .

  • 16

    1

    1

    1

    1

    ( ) ( )( ) ( ) ( )

    ( ) ( )( )

    ( )( ) ( )

    D Dj Dj D Dj

    p Dj oi p Dj e Dj

    D Dj Dj D Dj

    Dj

    Dj Dj

    oi eo p Dj o

    D Dj Dj D Dj

    p t t p tN t B W t W t

    p t t p tp t

    t tB Nc N t c U

    p t t p t

    +

    =

    +

    (27)

    onde oiB o fator volume de formao inicial, eoc a compressibilidade efetiva do leo

    e dada pela equao:

    1

    o o w w f

    eo

    w

    c S c S cc

    S

    + +=

    (28)

    onde oS a saturao de leo, wS a saturao de gua, oc a compressibilidade do

    leo e wc a compressibilidade da gua.

  • 17

    3. Simulao Numrica no IMEX

    Para realizao da simulao numrica utilizaremos o software IMEX da CMG

    (Computer Modeling Group Canada) verso 2008.10. Para isso ser necessrio a

    preparao do modelo anteriormente discutido no software.

    3.1. Simulador

    O software da CMG possui trs simuladores nele:

    IMEX;

    GEM;

    STARS.

    Como a produo ser realizada devido ao influxo de gua, o simulador

    utilizado ser o IMEX. Os outros simuladores servem para mtodos de recuperao

    especiais, como injeo de vapor ou surfactantes.

    3.2. Builder

    Para rodar o simulador da CMG necessrio preparar o reservatrio em um

    software chamado de Builder. Nesse software damos entrada a todas as propriedades e

    configurao do reservatrio.

    3.2.1. Reservatrio

    O formato do reservatrio e as subdivises utilizadas (grid) o primeiro dado de

    entrada pedido pelo Builder. Os dados de permeabilidade e porosidade entram na etapa

    de determinao do reservatrio, assim como o tipo de aqfero simulado.

  • 18

    Figura 3.1 Vista superior de um reservatrio com Grid Top

    Figura 3.2 Vista tridimensional de um reservatrio com Grid Top

  • 19

    3.2.2. Componentes

    Para definir os componentes utilizados precisa-se escolher o modelo que ser

    utilizado para os clculos. No caso o modelo o Black Oil, j que simula-se um

    reservatrio de leo, com o influxo de gua. A outra opo seria Gas/Water, caso fosse

    um reservatrio de gs.

    Nesse ponto necessrio entrar com propriedades dos fluidos envolvidos, leo,

    gs e gua. Como o modelo Black Oil est sendo utilizado, as propriedades requeridas

    no so as composies, mas densidades e temperatura, por exemplo.

    Dos dados de entrada o prprio programa imprime a tabela PVT do leo e do

    gs. Disponibilizando a razo de solubilidade (sR ), o fator volume-formao do leo (

    oB ), o fator de expanso do gs ( gE ), as viscosidades do leo e do gs ( o e g ) e a

    compressibilidade do leo (oc ) para diferentes valores de presso ( p ).

    Abaixo seguem alguns exemplos dos grficos gerados pelo Builder.

    Figura 3.3 Grfico da razo de solubilidade (sR ) e do fator volume-formao do leo (

    oB ) em funo da presso ( p )

  • 20

    Figura 3.4 Grfico do fator de expanso do gs (gE ) em funo da presso ( p )

    Figura 3.5 Grfico das viscosidades do leo e do gs (o e g ) em funo da presso

    ( p )

  • 21

    3.2.3. Interao Rocha-Fluido

    Nesta etapa os dados de saturao e permeabilidades relativas so acrescentados

    a simulao. comum, nesta etapa, a entrada de dados para alimentar correlaes que

    fornecem as permeabilidades relativas em funo das saturaes.

    Figura 3.6 Grfico da permeabilidade relativa da gua (rwk ) e do leo em relao

    gua (rowk ) em funo da saturao de gua ( wS )

  • 22

    Figura 3.7 Grfico da permeabilidade relativa do gs ( rgk ) e do leo em relao ao gs

    (rogk ) em funo da saturao de lquido ( lS )

    Figura 3.8 Grfico de 3 fases com a permeabilidade relativa do leo (rok ) em funo

    das saturaes (wS , gS e oS )

  • 23

    3.2.4. Condies Iniciais

    As condies iniciais so estabelecidas de acordo com os fluidos no reservatrio,

    no caso, somente leo e gua. Os dados de entrada so a presso original do

    reservatrio, a profundidade e a profundidade do contato leo/gua, alm de definir o

    ponto de bolha.

    3.2.5. Poos e Recorrentes

    Nesta fase so definidas as posies dos poos, que no caso somente um, e as

    datas onde ocorrem eventos, por exemplo, abertura ou fechamento de um determinado

    poo. Nesse momento se definem em quais camadas o poo vai produzir, sua vazo

    mxima e presso mnima.

    3.3. IMEX

    Aps a construo do modelo no Builder, gerando um arquivo com extenso dat,

    se passa o arquivo para o IMEX e esse ser simulado. A simulao realizada vai at a

    ltima data definida na parte de Poos e Recorrentes, sendo assim importante defini-la

    com ateno.

    O IMEX libera trs arquivos de sada, com as extenses irf, mrf e out. O arquivo

    com extenso irf utilizado para ver os grficos desejados e o out para verificao de

    dados especficos de cada perodo.

    O arquivo de extenso out pode ser visualizado pelo bloco de notas do

    Windows, no possuindo nenhuma dificuldade. O arquivo irf precisa ser aberto em um

    programa do CMG chamado Results.

    3.4. Results

  • 24

    Existem dois tipos de arquivos para a leitura dos dados com extenso irf, seus

    nomes so Results Graph e Results 3D. O Results Graph apresenta os grficos do

    reservatrio possuindo, por exemplo, vazo e produo acumulada. O Results 3D

    permite a visualizao do reservatrio em 3D e a alterao dos parmetros com o

    tempo, por exemplo, saturao dos fluidos e presso em cada regio.

    Figura 3.9 Exemplo de grfico do Results Graph

  • 25

    Figura 3.10 Exemplo de grfico do Results 3D

  • 26

    4. Comparao Entre a EBM e a Simulao Numrica

    Para realizao da comparao, ser utilizado um modelo simples. Esse modelo

    foi escolhido por permitir uma melhor comparao com a equao dado que a mesma

    regida para tal tipo de interao. Como a inteno estudar de maneira mais exata

    possvel a frmula de Carter-Tracy no se utilizou mais de um poo, que ampliaria os

    erros e incertezas na anlise.

    4.1. Dados de Entrada

    O caso utilizado foi gerado no IMEX e preparado para clculo na EBM. Os

    dados utilizados para o modelo esto apresentados a seguir.

    A Figura 4.1 mostra o reservatrio em vista superior, vale ressaltar que o IMEX

    no representa o aqfero, ficando assim s com a zona de leo. A Figura 4.2 uma

    representao tridimensional do reservatrio. Ambas as figuras so de Grid Top, que a

    profundidade onde se encontra a parte superior do grid.

  • 27

    Figura 4.1 Vista superior do modelo de comparao com Grid Top

    Figura 4.2 Vista tridimensional do modelo de comparao com Grid Top

  • 28

    Tabela 4-1 Dados utilizados na soluo da EBM

    er 6092m

    or 750m

    h

    8,0m

    0,22

    k

    100md

    w 0,75cp

    fc ( )16 248,3 10 /kgf cm

    wc ( )16 242, 45 10 /kgf cm

    ( 0)p t =

    2246,13 /kgf cm

    o 3813 /kg m

    w 31097 /kg m

    gd 0,834

    wB 1,01

    bp 2101,97 /kgf cm

    min pp 22,039 /kgf cm

    IPinicial

    3 20,2( / ( ( / ))m d kgf cm

  • 29

    Tabela 4-2 Tabela PVT

    P (kPa) P (kgf/cm2) Bo o (cp)

    10000 101,97 1,25 0,649

    11000 112,16 1,27 0,614

    12000 122,36 1,28 0,579

    13000 132,56 1,31 0,517

    14000 142,76 1,32 0,506333

    15000 152,95 1,33 0,495667

    16000 163,15 1,34 0,485

    17000 173,35 1,35 0,474333

    18000 183,54 1,36 0,463667

    19000 193,74 1,37 0,453

    20000 203,94 1,38 0,442333

    25000 254,92 1,43 0,389

    27500 280,41 1,46 0,362333

    30000 305,90 1,48 0,335667

    35000 356,89 1,53 0,2823333

    No foi utilizada uma vazo de produo mxima devido ao ndice de

    Produtividade ( IPinicial ) muito pequeno e porque a inteno dessa anlise puramente

    terica.

    O modelo apresentado ser rodado por 30 anos. Sendo os dados obtidos anuais,

    para ambos os mtodos, tanto pelo clculo quanto pelo simulador.

    A produo acumulada de gua ( pW ) ser desconsiderada por ser insignificante

    em um modelo de tal simplicidade.

    4.2. Clculos da EBM do Reservatrio

    Para realizao dos clculos do reservatrio sero realizadas algumas iteraes

    da seguinte maneira.

  • 30

    Primeiro ser calculado o p , usando como entrada a pN do tempo anterior.

    Com isso, se calcula ep para o clculo da q , pela equao de Darcy. Com a vazo

    calcula-se pN ( pN qdt= ). Isso se repete at a variao de p ser suficientemente

    pequena. Aps encontrar p , acha-se eW e o ltimo pN . Esses clculos sero

    realizados para cada tempo, que no caso anual.

    Os resultados das contas se encontram a seguir:

  • 31

    Tabela 4-3 Resultados da EBM

    Ano Vazo de leo

    (m3/d) Np (m3) Delta P (kgf/cm2) P (kgf/cm2) We (m3)

    1 48,36 17651 1,559 244,570 23800

    2 48,27 35272 1,846 244,28 48616

    3 48,23 52878 1,987 244,14 73530

    4 48,20 70474 2,084 244,04 98466

    5 48,18 88061 2,158 243,97 123410

    6 48,16 105642 2,219 243,91 148356

    7 48,15 123218 2,270 243,86 173303

    8 48,14 140789 2,314 243,81 198249

    9 48,12 158356 2,352 243,77 223193

    10 48,11 175920 2,387 243,74 248136

    11 48,10 193480 2,418 243,71 273077

    12 48,10 211037 2,446 243,68 298016

    13 48,09 228591 2,473 243,65 322953

    14 48,08 246142 2,497 243,63 347888

    15 48,08 263692 2,519 243,61 372821

    16 48,07 281239 2,540 243,58 397752

    17 48,06 298783 2,560 243,56 422682

    18 48,06 316326 2,579 243,55 447609

    19 48,05 333867 2,596 243,53 472535

    20 48,05 351407 2,613 243,51 497459

    21 48,04 368944 2,629 243,50 522381

    22 48,04 386480 2,644 243,48 547303

    23 48,03 404014 2,660 243,46 572230

    24 48,03 421547 2,677 243,45 597192

    25 48,02 439077 2,696 243,43 622205

    26 48,02 456606 2,712 243,41 647254

    27 48,01 474133 2,728 243,40 672334

    28 48,01 491658 2,745 243,38 697466

    29 48,01 509182 2,758 243,37 722615

    30 48,01 526705 2,768 243,36 747754

  • 32

    O grfico da vazo ser utilizado para comparaes por ser o mais preciso. Sabe-

    se que o mais importante saber a produo acumulada, porm a produo ter uma

    discrepncia cada vez maior, devido s vazes diferentes. Como essa diferena s

    gerada pela vazo ser utilizado esse grfico.

    Figura 4.3 Grfico da vazo obtida pelo mtodo de clculo

    Pode-se notar uma queda muito sutil na vazo e de maneira continua, no

    apresentando distores.

    4.3. Simulao do Reservatrio

    Poucos dados foram inseridos no simulador, usando-se o modelo simples para a

    comparao. A nica diferena a unidade de presso que o simulador utiliza como

    kPa. A converso utilizada foi 21 / 98,07kgf cm kPa= .

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Va

    zo

    (m

    3/d

    )

    Tempo (anos)

    Vazo pela EBM

  • 33

    Os resultados encontrados se apresentam na tabela abaixo. O foco foi dado na

    vazo e na produo acumulada.

  • 34

    Tabela 4-4 Resultados da simulao numrica

    Ano Vazo de leo (m3/d) Np (m3)

    1 45,91 16765

    2 45,90 33520

    3 45,89 50272

    4 45,88 67067

    5 45,88 83813

    6 45,87 100558

    7 45,87 117301

    8 45,87 134089

    9 45,86 150829

    10 45,86 167569

    11 45,86 184307

    12 45,86 201091

    13 45,85 217827

    14 45,85 234563

    15 45,85 251298

    16 45,85 268078

    17 45,84 284812

    18 45,84 301545

    19 45,84 318278

    20 45,84 335056

    21 45,84 351788

    22 45,84 368519

    23 45,84 385249

    24 45,84 402025

    25 45,83 418755

    26 45,83 435484

    27 45,83 452213

    28 45,83 468987

    29 45,83 485715

    30 45,83 502443

  • 35

    J se pode notar a diferena entre as vazes dos dois modelos.

    Figura 4.4 Grfico da vazo obtida pelo IMEX

    4.4. Comparao

    Antes de qualquer comentrio importante a visualizao das duas vazes em

    um mesmo grfico, de maneira que se facilite a comparao.

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Va

    zo

    (m

    3/d

    )

    Tempo (anos)

    Vazo pelo Simulador

  • 36

    Figura 4.5 Grfico de vazes para comparao entre mtodos

    Pode-se perceber que o mtodo de clculo funcionou praticamente como o

    esperado. A diferena que se apresenta no to grande se compararmos a capacidade

    de resoluo de variveis que o simulador tem em comparao com os clculos simples

    apresentados no outro mtodo. Essa diferena produto de uma melhor preciso que o

    simulador possui por receber mais variveis.

    Nota-se que a queda na vazo praticamente a mesma, o que s demonstra a

    capacidade de resoluo do problema.

    Dessa forma checou-se a preciso do mtodo existente em comparao com o

    simulador que j consagrado na indstria.

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Va

    zo

    (m

    3/d

    )

    Tempo (anos)

    Vazes Comparadas

    Vazo dada pelo simulador numrico Vazo dada pela EBM

  • 37

    5. Concluses

    Para escolha de modelos para influxo de gua o modelo de Carter-Tracy se

    mostrou bastante preciso comparando-se com o modelo de Everdingen & Hurst. Os

    clculos realizados posteriormente fazendo parte do modelo criavam a possibilidade de

    uma iterao para obteno dos dados desejados. Utilizando um nmero razovel de

    perodos de tempo os clculos pelo modelo tornavam-se quase to exatos quanto o mais

    preciso.

    Comparando-se os resultados encontrados nos clculos e no simulador pode-se

    notar que o modelo de Carter-Tracy cumpre perfeitamente seu objetivo, dando de

    maneira aproximada o que se propem a prever.

    possvel se utilizar o Carter-Tracy, sem nenhuma dvida, mas necessrio

    saber as limitaes do modelo e utilizar outro modelo caso seja necessrio. Um estudo

    prvio, verificando essas limitaes necessrio para todas as simulaes que forem

    feitas.

    O simulador apresentou os dados com preciso, mostrando ser condizente com o

    esperado e com as equaes consagradas. Assim a confiabilidade do simulador

    manteve-se em alta.

    Por no possuir dados reais no se pde checar o simulador, porm seus

    resultados atuaram de maneira esperada, dando assim credibilidade ao mesmo. A

    quantidade de dados de entrada mostra a preciso com que os clculos devem estar

    sendo feitos.

    possvel prosseguir com esses estudos analisando todos os parmetros por

    algumas vises diferentes e principalmente de maneira mais prtica. Verificando no s

    o estudo at o momento, como ampliando os horizontes do mesmo.

    A possibilidade de anlise para mais poo uma maneira interessante de

    verificar o comportamento do Mtodo de Carter-Tracy, sofrendo interferncia dos poos

    prximos.

  • 38

    Verificar como Carter-Tracy se comporta em modelos de diferentes formatos

    pode ser uma opo para o estudo, verificando o quanto confivel o mesmo. Pode-se

    tambm alterar o tipo de aqfero, para infinito e para realimentado, verificando as

    limitaes.

    Esse mesmo estudo poderia ser feito para os diferentes mtodos existentes, j

    que se sabe que o mtodo de van Everdingen & Hurst e o Carter-Tracy no so os

    nicos utilizados.

    Uma anlise de um reservatrio real comparando-se ambos os modelos seria

    uma oportunidade para chegar no s como Carter-Tracy segue a EBM, como tambm

    de verificar a simulao do IMEX. Certamente teria que ser um poo bem conhecido,

    para garantir que nenhum dado de entrada estivesse errado, mesmo assim essa

    experincia daria credibilidade aos resultados.

    Por ltimo, seria de grande importncia um mtodo que utiliza-se as equaes

    apresentadas para realizar uma regresso, obtendo-se os parmetros de entrada.

    comum, para licitao de poos marginais que a empresa s possua os dados de

    produo, isso permitiria que pela regresso esta obtivesse dados que de maneira

    contrria precisaria de testes de formao que custariam muito mais, alm de diminuir o

    risco j que esses dados podem ser obtidos antes de ser feito o leilo para concesso do

    bloco.

  • 39

    6. Referncias Bibliogrficas

    CARTER, R. D. & TRACY, G. W. An Improved Method for Calculating Water

    Influx. J. Pet. Tech., 1960.

    OZISIK, N. M. Boundary Value Problems of Heat Conduction. Dover Phoenix

    Editions, International Textbook Co., 1968.

    ROSA, A. J., CARVALHO, R. S., XAVIER, J. A. D. Engenharia de Reservatrios de

    Petrleo. 1. ed. Rio de Janeiro: Editora Intercincia, 2006.

    STEHFEST, H. Algorithm 386, Numerical Inversion of Laplace Transforms D5.

    Communications of the ACM, 1970.

    THOMAS, J. E. (org.) Fundamentos de Engenharia de Petrleo. 2. ed. Rio de

    Janeiro: Editora Intercincia, 2004.

    VAN EVERDINGEN, A. F. & HURST, W. The Application of the Laplace

    Transformation to Flow Problems in Reservoirs. Trans. AIME, 1949.

  • ANEXO 1

  • In[1]:= Off@General::spellDOff@General::spell1D

    In[3]:= SetDirectory@"C:\\Users\\Owner\\Desktop\\Faculdade\\Projeto Final\\Aquiferos\\Comparao Everdingen

    Carter"DOut[3]= C:\Users\Owner\Desktop\Faculdade\Projeto Final\Aquiferos\Comparao Everdingen Carter

    Definio do problema

    Considerando que rE e rO so constantes. Preferi defin-los agora.

    In[4]:= EDP = rD,rDPD@rD, tDD +1

    rD rDPD@rD, tDD tDPD@rD, tDD;

    In[5]:= CI = PD@rD, tDD 0 . tD 0;

    In[6]:= CCI = PD@rD, tDD 1 . rD 1;

    In[7]:= CCE = rDPD@rD, tDD 0 . rD reD;

    Vamos aplicar Laplace.

    In[8]:= LaplaceTransform@EDP, tD, sD

    Out[8]=

    LaplaceTransformAPDH1,0L@rD, tDD, tD, sErD

    + LaplaceTransformAPDH2,0L@rD, tDD, tD, sE

    s LaplaceTransform@PD@rD, tDD, tD, sD PD@rD, 0D

    In[9]:= Unprotect@LaplaceTransformD;LaplaceTransform@PD@rD_, tD_D, tD_, sD := PS@rDDLaplaceTransform@Derivative@n_, 0D@PDD@rD_, tD_D, tD_, sD := Derivative@nD@PSD@rDD;Protect@LaplaceTransformD;

    In[13]:= EDPs = LaplaceTransform@EDP, tD, sD . ToRules@CID;

    In[14]:= EDP

    Out[14]=

    PDH1,0L@rD, tDDrD

    + PDH2,0L@rD, tDD PDH0,1L@rD, tDD

    In[15]:= EDPs

    Out[15]=

    PS@rDDrD

    + PS@rDD s PS@rDD

    In[16]:= CCIs = LaplaceTransform@CCI, tD, sDCCEs = LaplaceTransform@CCE, tD, sD

    Out[16]= PS@1D 1

    s

    Out[17]= PS@reDD 0

    In[18]:= DSolve@EDPs, PS@rDD, rDD FullSimplify

    Out[18]= ::PS@rDD BesselIB0, rD s F C@1D + BesselYB0, rD s F C@2D>>

  • In[19]:= Unprotect@BesselYD;BesselYBn_, rD_ s_ F := BesselKBn, rD s F;Protect@BesselYD;

    In[22]:= Sol = DSolve@EDPs, PS@rDD, rDD FullSimplify Flatten

    Out[22]= :PS@rDD BesselIB0, rD s F C@1D + BesselKB0, rD s F C@2D>

    In[23]:= PS1@rD_D = PS@rDD . Sol

    Out[23]= BesselIB0, rD s F C@1D + BesselKB0, rD s F C@2D

    In[24]:= PS1@1D

    Out[24]= BesselIB0, s F C@1D + BesselKB0, s F C@2D

    In[25]:= Plot@BesselI@0, xD, 8x, 0, 10

  • Mtodo Stehfest

    In[29]:= Ni = 8;

    In[30]:= V@i_, NN_D =

    H1Li+NN2 k=Floor@Hi+1L2D

    Min@i,NN2DIk1+NN2 H2 kL!M IHNN 2 kL! Hk!L2 Hi kL! H2 k iL!M;

    In[31]:= PD@rD_, reD_, tD_D = Log@2D tD i=1

    Ni

    V@i, NiD PSf@rD, reD, HLog@2D tDL iD;

    In[32]:= PDrDtD = Plot3D@PD@rD, 10, tDD, 8rD, 1, 10

  • In[43]:= P1 = LogLinearPlot@WD@t, 1.5D, 8t, 0.1, 100

  • In[53]:= Pa = Interpolation@DadosPD;

    In[54]:= P2 = Plot@Pa@txD, 8tx, 0, 550

  • In[81]:= PEverdingen = Plot@We@t 0.2191, reDD, 8t, 0, 500

  • In[188]:= PCarter = Plot@WeaCT@jD, 8j, 0, Jmax tCT

  • ANEXO 2

  • Off@General::spellDOff@General::spell1D

    SetDirectory@"C:\\Users\\Ivan\\Desktop\\Outro PC\\Faculdade\\Projeto Final\\Parte Escrita"D

    C:\Users\Ivan\Desktop\Outro PC\Faculdade\Projeto Final\Parte Escrita

    Pini = 246.13;

    API = 60;

    Nori = 3.1953 106;

    Tres = 70;

    = 0.22;

    Sw = 0.2;

    k = 100;

    IPini = 0.2;

    Pwfmin = 2.039;

    Bo = [email protected], 1.53

  • Plot@Bo@PD, 8P, 61.93, 356.89

  • U = 2 h ct ro2

    564.497

    tD@t_D :=0.0003484 k t H365 24L

    @P@tDD ct ro2

    pD@tDv_D =1

    2 HLog@tDvD + 0.80907L

    1

    2H0.80907 + Log@tDvDL

    tDv pD@tDvD

    1

    2 tDv

    t = 1;

    ttotal = 30;

    We@0D = 0;Np@0D = 0;p@0D = 0;

    Wp = InterpolationA980, 0

  • Tabela = TableForm@Table@8cont, qw@cont tD, Np@cont tD,Wp@cont tD, p@contD, P@cont tD, We@contD