Estudo das forças capilar, viscosa e gravitacional através de grupos adimensionais na simulação da drenagem gravitacional assistida por gás (GAGD)

The distribution and mobilization of fluid in a porous medium depend on the capillary, gravity, and viscous forces. In oil field, the processes of enhanced oil recovery involve change and importance of these forces to increase the oil recovery factor. In the case of gas assisted gravity drainage (GAGD) process is important to understand the physical mechanisms to mobilize oil through the interaction of these forces. For this reason, several authors have developed physical models in laboratory and core floods of GAGD to study the performance of these forces through dimensionless groups. These models showed conclusive results. However, numerical simulation models have not been used for this type of study. Therefore, the objective of this work is to study the performance of capillary, viscous and gravity forces on GAGD process and its influence on the oil recovery factor through a 2D numerical simulation model. To analyze the interplay of these forces, dimensionless groups reported in the literature have been used such as Capillary Number (Nc), Bond number (Nb) and Gravity Number (Ng). This was done to determine the effectiveness of each force related to the other one. A comparison of the results obtained from the numerical simulation was also carried out with the results reported in the literature. The results showed that before breakthrough time, the lower is the injection flow rate, oil recovery is increased by capillary force, and after breakthrough time, the higher is the injection flow rate, oil recovery is increased by gravity force. A good relationship was found between the results obtained in this research with those published in the literature. The simulation results indicated that before the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Nc and Nb and, after the gas breakthrough, higher oil recoveries were obtained at lower Ng. The numerical models are consistent with the reported results in the literature

A distribuição e mobilização ou não dos fluidos num meio poroso dependem das forças capilar, viscosa e gravitacional. Em campo, os processos de recuperação avançada de óleo envolvem a importância e a alteração destas forças para incrementar o fator de recuperação de óleo. No caso do processo de drenagem gravitacional assistida por gás (GAGD – GasAssisted Gravity Drainage) é importante entender a física e mecanismos que mobilizam o óleo através da interação destas forças. Para isso, vários autores desenvolveram modelos físicos em escala de laboratório e testemunhos do GAGD para estudar o desempenho destas forças através de grupos adimensionais. Estes modelos apresentaram resultados conclusivos. Porém, modelos de simulação numérica foram pouco usados. O objetivo deste trabalho é estudar a inter-relação das forças capilar, viscosa e gravitacional no GAGD e suas influências no fator de recuperação de óleo através de um modelo de simulação numérica 2D. Para analisar cada uma dessas forças, foram usados os grupos adimensionais reportados na literatura, Número Capilar (Nc), Número de Bond (Nb) e Número Gravitacional (Ng). Uma comparação dos resultados obtidos neste trabalho também foi realizada com os resultados da literatura. Os resultados mostraram que antes da erupção do gás injetado, quanto menor é o Nc e Nb, maior é a recuperação de óleo, e após da erupção, quanto menor é o Ng, maior é a recuperação de óleo no GAGD. Uma boa relação foi encontrada entre os resultados deste trabalho e os resultados publicados na literatura