Otimização de alternativas de explotação de um campo petrolífero submetido à injeção de água utilizando o algoritmo NSGA-II

The development of an oil field can be understood as the set of actions necessary to put the field into production: drilling, injection systems, platforms, etc. This development the way will be made defines an alternative. Set a development of an oil field alternative is one of the most important ta...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Francisca de Fátima do Nascimento
Outros Autores: Doria Neto, Adrião Duarte
Formato: doctoralThesis
Idioma:por
Publicado em: Brasil
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Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23658
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Otimização multiobjetivo
Algoritmo genético NSGA -II
Produção de óleo
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Otimização de alternativas de explotação de um campo petrolífero submetido à injeção de água utilizando o algoritmo NSGA-II
description The development of an oil field can be understood as the set of actions necessary to put the field into production: drilling, injection systems, platforms, etc. This development the way will be made defines an alternative. Set a development of an oil field alternative is one of the most important tasks in the reservoir area, given that this definition affects the reservoir behavior, future decisions, economic analysis and consequently the resulting attractiveness of the defined project. This paper presents the implementation of a system based on genetic algorithm multiobjective optimizer NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), which offers a decision support tool and automates the search for alternatives to the development of the oilfield submitted to water injection process. Each alternative refers to how an oil field, known and defined, is put into production, that is, with respect to the determination of number and the disposition of producers wells and injectors in the field. The implementation of the algorithm is to find the production settings, in the long run, which provide the highest net present value (NPV), obtained from the initial investment cost, the price of oil, oil production and operation costs paid during the production time, considering the operational conditions economically viable, reducing operating costs and the time in the decision-making process. With the obtained results it was possible to observe that in many cases the application of the lines of action enabled relevant rise on the net present value (NPV) and also in the Recovery Factor, both seen in the end of the project. Considering the Case_36 of the mesh that has 300m, the Recovery Factor increased from 45,66% to 50,24%, a rise of almost 5 percentage points on the volume of oil recovered. In the light of what was presented, it may be perceived that the operations that alter (ascending or descending) the flow of water injection or that change the mesh’s layout on the field improve the profitability, reducing costs from the water injection, treatment and disposal of the produced water, increasing the duration of viability of the project. However, it is important to highlight that, in some cases, applying the lines of action, the final recovery factor is lower, but still the reductions of the operational costs will make the operation viable.
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Set a development of an oil field alternative is one of the most important tasks in the reservoir area, given that this definition affects the reservoir behavior, future decisions, economic analysis and consequently the resulting attractiveness of the defined project. This paper presents the implementation of a system based on genetic algorithm multiobjective optimizer NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), which offers a decision support tool and automates the search for alternatives to the development of the oilfield submitted to water injection process. Each alternative refers to how an oil field, known and defined, is put into production, that is, with respect to the determination of number and the disposition of producers wells and injectors in the field. The implementation of the algorithm is to find the production settings, in the long run, which provide the highest net present value (NPV), obtained from the initial investment cost, the price of oil, oil production and operation costs paid during the production time, considering the operational conditions economically viable, reducing operating costs and the time in the decision-making process. With the obtained results it was possible to observe that in many cases the application of the lines of action enabled relevant rise on the net present value (NPV) and also in the Recovery Factor, both seen in the end of the project. Considering the Case_36 of the mesh that has 300m, the Recovery Factor increased from 45,66% to 50,24%, a rise of almost 5 percentage points on the volume of oil recovered. In the light of what was presented, it may be perceived that the operations that alter (ascending or descending) the flow of water injection or that change the mesh’s layout on the field improve the profitability, reducing costs from the water injection, treatment and disposal of the produced water, increasing the duration of viability of the project. However, it is important to highlight that, in some cases, applying the lines of action, the final recovery factor is lower, but still the reductions of the operational costs will make the operation viable. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O desenvolvimento de um campo petrolífero pode ser entendido como o conjunto de ações necessárias para colocar o campo em produção: perfurações, sistemas de injeção, plataformas, etc. A forma como será feito este desenvolvimento define uma ou mais alternativas. Assim, definir alternativas de desenvolvimento de um campo petrolífero é uma das tarefas mais importantes na área de reservatórios, dado que estas definições afetam o comportamento do reservatório, decisões futuras, análises econômicas e, consequentemente, a atratividade resultante dos projetos definidos. Este trabalho apresenta a implementação de um sistema otimizador multiobjetivo baseado no algoritmo genético NSGA-II (Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm), que oferece uma ferramenta de suporte à decisão e automatiza a busca de alternativas para o desenvolvimento de campos petrolíferos submetidos ao processo de injeção de água. Cada alternativa refere-se à forma como um campo petrolífero, conhecido e delimitado, é colocado em produção, isto é, diz respeito à determinação do número e a disposição dos poços produtores e injetores no campo. A aplicação do algoritmo consiste em encontrar as configurações de produção que, em longo prazo, forneçam o maior Valor Presente Líquido (VPL), obtido a partir do custo de investimento inicial, do preço do petróleo, da produção de óleo e dos custos de operação pagos durante o tempo de produção, ou seja, a condição operacional mais viável economicamente, reduzindo o tempo do processo de tomada de decisão. Com os resultados apresentados foi possível observar que em vários casos as aplicações das linhas de ação possibilitaram aumentos significativos no VPL e no Fator de Recuperação ao final do projeto. Considerando o Caso_36 de dimensão de malha de 300m, o Fator de Recuperação aumentou de 45,66% para 50,24%, um aumento de quase 5 pontos percentuais no volume de óleo recuperado. Diante do exposto, observa-se que as intervenções operacionais de alterar (aumentar ou diminuir) a vazão de injeção de água inicial ou mudar o layout de malha no campo melhoram a rentabilidade, reduzindo os custos com a injeção de água, tratamento e descarte da água produzida, aumentando o tempo de viabilidade do projeto. Por outro lado, é importante destacar também que, em alguns casos, ao aplicar as linhas de ação, o Fator de recuperação final é menor, mas ainda sim as reduções dos custos operacionais viabilizam a operação. 2017-07-19T11:55:56Z 2017-07-19T11:55:56Z 2017-03-06 doctoralThesis SILVA, Francisca de Fátima do Nascimento. Otimização de alternativas de explotação de um campo petrolífero submetido à injeção de água utilizando o algoritmo NSGA-II. 2017. 122f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23658 por Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO