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Example of better sweep efficiency due to polymer flooding.
Figura - Locus crítico de um componente puro hipotético. Fonte: Whitson e Brulé (2000)

Diversas das atividades e das etapas do processo de Análise de Decisão a partir da simulação de reservatórios tradicionalmente se baseiam em uma formulação mais simples de simulador, a formulação “Black-oil”, de três componentes e três fases, que geralmente atende adequadamente a todas as necessidades de previsão e modelagem de reservatórios nos casos mais comuns de reservatórios de gás seco ou reservatórios de óleo não-volátil sob depleção primária, sob injeção de água e sob injeção de gás imiscível, dentre outros. Quando o fluido de reservatório envolvido é um condensado retrógrado (com comportamento na região crítica de mistura), ou o reservatório é de um óleo sujeito à recuperação avançada por métodos miscíveis ou reativos, a física do processo torna a simulação “Black-oil” muito menos confiável, e deve-se avaliar o impacto na modelagem do reservatório com um modelo mais avançado de equilíbrio de fases, fundamentado em equações de estado, dados experimentais detalhados, fenômenos de transporte de massa, cinética química e termodinâmica rigorosa.

Por causa de necessitar de certo conhecimento termodinâmico e químico, a simulação composicional possui maior interface com a engenharia química que a sua contraparte, a simulação “Black-oil”. Porém, esse processo possui um grande custo computacional, pois o número de equações a serem resolvidos por bloco cresce geometricamente com o número de componentes empregado, e esse número de componentes tipicamente vai de 5 a 12 ou mais, dos quais um ou mais são componentes falsos representando as frações do petróleo.

O avanço das áreas experimental, de caracterização de reservatórios, de modelagem e dos computadores (hardware e software) tem proporcionado grandes evoluções na velocidade e confiabilidade do processo de simulação composicional dos modelos de reservatórios, permitindo a sua disseminação mais recente.

Tudo o que pode ser feito para reservatórios tradicionais nas etapas da Análise de Decisão para um reservatório com simuladores “Black-oil”, com o devido poder computacional e eficiência numérica, pode ser feito para reservatórios usando essas ferramentas composicionais, quando a física do processo assim exigir.

Um aspecto importante a ser destacado é que as pesquisas desenvolvidas no UNISIM têm como principal objetivo o desenvolvimento de metodologias com potencial de aplicação em casos práticos. De uma forma geral, os principais aspectos norteadores das pesquisas composicionais são (1) o entendimento físico e químico do problema da injeção alternada de água e gás miscível (WAG) sob o ponto de vista da Engenharia de Reservatórios, importante para o pré-sal (2) a integração de dados experimentais fenomenológicos em modelos de simulador composicionais (mecanicistas) (3) o estudo de casos reais ou com características próximas a casos reais para situações composicionais e (4) a modelagem e validação de modelos do equilíbrio de fases de petróleo em software para diversas aplicações.

Um conceito muito importante envolvido na área composicional é a integração, pois se trata de uma atividade bastante multidisciplinar. Dessa forma, tem-se buscado por meio das pesquisas, maneiras de promover uma integração mais efetiva com as áreas de caracterização de reservatórios, a análise de incertezas de fluido e a cooperação com a pesquisa focada em sistemas de produção acoplados com reservatórios.