Otimização da recuperação melhorada de petróleo em carbonatos através de injeção de LS-WAG-CO2 usando modelos de proxy

Resumo

Devido à alta concentração de dióxido de carbono (CO2) como contaminante, combinada à alta taxa de GOR (gás-óleo) dos fluidos presentes nos reservatórios brasileiros do pré-sal e por razões ambientais, pesquisas sobre técnicas avançadas de recuperação como a injeção de água alternada com CO2 (WAG-CO2) tornaram-se altamente relevantes no cenário nacional. De fato, esse método é aplicado pela Petrobras no campo de Lula desde 2011 e cujo aumento esperado no fator de recuperação ainda é desconhecido pela empresa. Isso também acontecerá com as outras empresas que operarão no cluster do pré-sal. Recentemente, um novo método de recuperação foi proposto juntando a injeção de água de baixa salinidade à injeção de água alternada com CO2 (WAG), resultando no LS-WAG-CO2, combinando as vantagens de ambos os métodos para a recuperação nos reservatórios de carbonatos (Teklu et al., 2016). Resultados preliminares indicam que a alta solubilidade do CO2 na água com baixa salinidade é o principal motivo da mobilização do óleo residual quando comparado ao WAG convencional. No entanto, os resultados apresentados ainda são muito escassos e requerem mais pesquisas nessa área. Devido à complexidade do problema, uma vez que a operação de muitos poços e parâmetros críticos envolve muitas variáveis de controle no processo de otimização e, somada ao alto tempo de processamento da simulação composicional, essa metodologia busca eficiência e robustez no processo de modelagem e otimização. Para isso, a metodologia proposta envolve o desenvolvimento de um fluxo de trabalho eficiente dos parâmetros de otimização, considerando no processo: 1) variáveis relacionadas às injeções de LS-WAG-CO2 como concentração de salinidade, ciclo e razão WAG, entre outras; 2) integração entre todos eles e eficiência no fluxo de trabalho de otimização; 3) gerar um modelo de proxy usando aprendizado de máquina e 4) integração entre o método de otimização com o proxy criado. O método de otimização a ser testado é o método baseado em ensemble (Chen & Reynolds, 2015), destacado na literatura recente. Uma vez alcançada maior eficiência e alta velocidade no processo de otimização, um modelo de benchmark como o UNISIM-II (Correia et al., 2015) será usado para aplicar a metodologia. Ao final deste trabalho, espera-se obter uma metodologia que forneça os melhores parâmetros para a operação avançada de recuperação por meio da injeção de água com baixa salinidade alternada à injeção de CO2, maximizando o VPL, buscando entender os principais mecanismos que governam esse novo método de EOR, com tempo de simulação razoável. Isso pode preencher uma lacuna importante na literatura e em aplicações reais, o que significa que muitas empresas falham em avaliar claramente os reais benefícios e vantagens da operação em condições ideais de injeção por LS-WAG-CO2. (AU)