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Workshop reúne especialistas em simulações para reservatórios de petróleo

Evento faz parte de colaboração entre CeMEAI e Petrobras

 

workshop petrobras

 

Nesta semana, pesquisadores de várias instituições se reuniram no workshop “Métodos multiescala para simulação numérica de reservatórios de petróleo” para apresentarem a evolução dos trabalhos que têm desenvolvido na área.

O evento é anual e foi realizado entre terça e quarta-feira no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos. As atividades fazem parte de um convênio entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e a Petrobras.

O convênio é voltado para o desenvolvimento de novos métodos computacionais para a simulação da produção de petróleo nos campos do pré-sal brasileiro. "Inicialmente, o projeto tinha como objetivo resolver problemas com grande número de células. No caso do pré-sal brasileiro, é necessário estar preparado para enfrentar problemas com alguns bilhões de células. Agora, já estamos caminhando para um outro projeto, em que o desafio é aplicar as técnicas que foram desenvolvidas nos reservatórios do pré-sal que têm formações muito complexas, como túneis, por onde os fluidos transitam, e nesses casos a modelagem usual de reservatórios de petróleo e escoamento dos fluidos não se aplica", explica Luis Felipe Feres Pereira, professor da UT Dallas.

Os dois dias de evento somaram 13 apresentações, que incluíram membros da USP, da UNICAMP, do CENPES/Petrobras e do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC). 

"Esses projetos são de grande importância para nós. Os trabalhos apresentados aqui são excelentes, de alto nível, e atacam problemas reais da indústria. Estamos entrando no projeto porque estão surgindo novas demandas da Petrobras e vamos unir o conhecimento do LNCC com os das outras instituições para resolver esse problema mais específico" comenta Marcio Borges, pesquisador do LNCC.

“O evento foi muito produtivo. Foram dois dias de apresentações que foram muito bem recebidas pelo pessoal da Petrobras e provavelmente vamos firmar um acordo de renovação para esse projeto”, completa Fabrício Simeoni de Sousa, pesquisador do CeMEAI e coordenador do projeto. Além dele, representaram o Centro os pesquisadores Gustavo Buscaglia e Roberto Ausas.

“Durante esse período inicial de colaboração, os pesquisadores conseguiram resultados expressivos em relação a desempenho de simulação utilizando os métodos que eles desenvolveram. A ideia é desenvolver ainda mais essas técnicas para atender esse desafio da companhia. Estamos discutindo a renovação do projeto num escopo onde identificamos que o grupo é capacitado e competente para atender a nossa demanda”, finaliza Rafael Moraes, Engenheiro de Reservatórios da Petrobras.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Como a modelagem matemática contribui com soluções para problemas do coração

Norberto Mangiavacchi, da UERJ, apresentou palestra sobre o tema no ICMC/USP

 

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30% das mortes no mundo são causadas por doenças cardiovasculares. A matemática tenta minimizar este índice colaborando, entre outras formas, com simulações numéricas de escoamento e transporte em stents farmacológicos. Tema de uma palestra apresentada no ICMC/USP São Carlos com o professor Norberto Mangiavacchi, da UERJ nesta quarta-feira,27.

A apresentação é parte de um trabalho de colaboração internacional com o Professor Sean McKee, da University of Strathclyde Glasglow, com objetivo de desenvolver modelos matemáticos que permitam aprimorar os stents para que se adaptem a cada paciente, explica Norberto.

“Os stents são dispositivos projetados para funcionar como uma malha, a qual, após se expandir, força a abertura do lúmen arterial ocluso pelas placas de gordura e libera o fluxo sanguíneo. Por intermédio da modelagem, a matemática colabora com a melhor geometria ou até mesmo a formulação para liberação de fármacos para o processo de cicatrização das artérias”, explicou o professor, ressaltando a minimização de problemas pós-intervenção.

Segundo ele, a apresentação reestabelece novas possibilidades de parcerias com a comunidade cientifica da USP/São Carlos em torno do tema e outros projetos desenvolvidos em modelagem na área de Mecânica dos Fluidos Computacional.

Norberto foi orientador do pesquisador do CEPID-CeMEAI Fabricio Simeoni de Sousa. “Essa troca de experiências traz conhecimentos em novas aplicações na área de saúde e demonstra os desafios de transformar imagens médicas neste trabalho”, comentou Fabrício.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Palestra discutirá stents farmacológicos

Palestra discutirá stents farmacológicos

Norberto Mangiavacchi, da UERJ, apresentará evento no ICMC/USP

 

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Com o título “Simulação numérica de escoamento e transporte em stents farmacológicos”, o prof. Norberto Mangiavacchi, da UERJ, proferirá palestra nesta quarta-feira, 27 de fevereiro, a partir das 14h30 na sala 4-112 (Sala da Congregação do ICMC/USP).

Os interessados poderão comparecer sem necessidade de prévia inscrição. O convite partiu do pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) Fabricio Simeoni de Sousa. Segundo ele, Norberto Mangiavacchi coordena no Rio de Janeiro o Grupo Gesar, ligado à UERJ, Grupo de estudos e simulações em reservatórios.

“O infarto agudo do miocárdio e a doença arterial coronariana (DAC) são os principais causadores de mortes em países da América do Sul. A DAC decorre do bloqueio arterial (estenose) em virtude da formação de ateromas (placas de gordura que se instalam nas paredes arteriais) que dificultam o livre escoamento do sangue pelo lúmen arterial. O stent é um dispositivo projetado para funcionar como uma malha, a qual, após se expandir, força a abertura do lúmen arterial ocluso pelas placas de gordura e libera o fluxo sanguíneo. Ao longo dos anos, pesquisadores têm se dedicado ao projeto de uma nova geração de stents que se adapte ao organismo de indivíduos que sofram de problemas do coração”, explica o palestrante.

Nesta palestra é apresentada uma metodologia desenvolvida para a simulação do transporte de fármacos no revestimento polimérico do stent, no lúmen e na parede arterial. Os modelos empregados para a dissolução do fármaco no polímero, e ligação em receptores específicos e não específicos na parede arterial são apresentados. O efeito da anisotropia na difusão do fármaco é mostrado, destacando a importância de se modelar de forma apropriada a orientação das fibras do tecido arterial e consequentemente, a anisotropia do tensor difusão nos tecidos da artéria deformados pela inserção do stent.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

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Simulação da produção de petróleo no pré-sal

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Pesquisadores

Fabrício Simeoni de Sousa

O convênio entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI) e a Petrobras resultará no desenvolvimento de novos métodos computacionais para a simulação da produção de petróleo nos campos do pré-sal brasileiro.

CeMEAI e Petrobras firmam convênio

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O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da FAPESP, firmou convênio com a Petrobras que prevê o desenvolvimento de novos métodos computacionais para a simulação da produção de petróleo nos campos do pré-sal brasileiro.

 

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Um supercomputador e 14 pesquisadores multiplicados por quatro anos de trabalho. A conta resume o convênio firmado entre a Petrobras e o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), em São Carlos (SP), para gerar métodos capazes de simular a produção no pré-sal brasileiro e aumentar a eficiência da extração de petróleo.

 

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CeMEAI e Petrobras firmam convênio

CeMEAI e Petrobras firmam convênio

Parceria resultará novas tecnologias nos reservatórios do pré-sal

 

Um convênio recém firmado entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI) e a Petrobras irá resultar no desenvolvimento de novos métodos computacionais para a simulação da produção de petróleo nos campos do pré-sal brasileiro.

Segundo o coordenador do projeto, Fabrício Simeoni de Sousa, os campos do pré-sal brasileiro são bastante profundos. As reservas de petróleo descobertas na região do litoral de Santa Catarina ao litoral do Espírito Santo, por exemplo, podem estar em camadas de 5 a 7 mil metros de profundidade abaixo do nível do mar, com aproximadamente 700-800 quilômetros de extensão por 150-200 quilômetros de largura, podendo alcançar mais de 1 km de espessura.

Fabrício também explica que neste tipo de reservatório, óleo, água e gás estão presos nos poros (espaço vazio) da rocha o que dificulta a extração. Para que sejam extraídos, é necessário “despressurizar” o sistema reservatório e esperar que os fluidos sejam deslocados até os poços produtores, ou, como segunda opção, utiliza-se muitas vezes injeção de água para pressurizar e deslocar o óleo num sistema “pistão”, e por último, injeta-se compostos químicos ou mesmo polímeros para aumentar a mobilidade dos fluidos dentro do sistema poroso e facilitar sua extração nos poços. Ao primeiro procedimento dá-se o nome de recuperação primária ou natural; ao segundo, recuperação secundária ou improvisada e ao último, recuperação terciária ou melhorada. Independentemente do mecanismo de recuperação, a resposta dinâmica do sistema reservatório sobre os vários componentes envolvidos (água, óleo e gás) ante a variação de pressão é chamada de escoamento multifásico.

“Assim, a simulação computacional de escoamentos multifásicos em reservatórios irá permitir aos engenheiros e geocientistas definirem as melhores estratégias para otimizar em espaço e tempo a alocação de poços, as vazões de produção e injeção e o dimensionamento do sistema submarino e de plataformas ao longo do tempo de vida do campo”, explicou.

 

 

O problema A simulação computacional eficiente rápida e precisa do escoamento multifásico nos reservatórios do pré-sal apresenta novos desafios, ligados aos problemas computacionais de grande porte, que não são resolvidos adequadamente por simuladores comerciais disponíveis no mercado. Estes simuladores, que foram desenvolvidos com o objetivo de realizar simulações numéricas de modelos 3D de reservatórios consideravelmente menores que os encontrados no pré-sal, são muito lentos quando utilizados em modelos de reservatório do pré-sal. As dimensões destes reservatórios levam a modelos computacionais muito maiores, escalonando a quantidade de incógnitas a serem resolvidas, de centenas de milhares para bilhões. Problemas dessa ordem de magnitude só podem ser resolvidos em paralelo em equipamentos de computação de alto desempenho, como o cluster Euler, adquirido via FAPESP recentemente pelo CEPID-CeMEAI. “Os novos simuladores devem fazer uso de métodos numéricos inovadores, capazes de tirar proveito de arquiteturas computacionais de última geração, permitindo a simulação eficiente de problemas de recuperação de petróleo de grande porte”.

Desafios – Um dos desafios da pesquisa é avançar com a fronteira do conhecimento científico em métodos numéricos especializados para lidar com fenômenos que envolvem diferentes escalas de grandeza como acontece no problema da simulação de reservatórios de petróleo. “Para se ter uma ideia da diferença destas escalas, enquanto os reservatórios de petróleo do pré-sal possuem centenas de quilômetros de extensão, os poros de rochas onde o petróleo é normalmente encontrado, possuem diâmetros que podem chegar a poucos micrômetros (milésimos de milímetro). Essa diferença brutal de escalas de comprimento leva a uma série de desafios na modelagem matemática e computacional do problema, que devem ser atacados durante o desenvolvimento deste projeto”, explica o pesquisador.

Resultados  As negociações começaram em 2014 e o projeto foi iniciado em dezembro de 2016. O convênio estipula prazo de quatro anos para que os resultados sejam apresentados. Há participação dos pesquisadores do ICMC/USP Roberto F. Ausas e Gustavo C. Buscaglia, e colaboração de Eduardo Abreu, do IMECC/UNICAMP, além de uma colaboração internacional com o prof. Felipe Pereira, da University of Texas at Dallas especialista em métodos numéricos multiescala para escoamentos em meios porosos. “Temos uma equipe de pesquisadores altamente qualificados e já possuímos alunos alocados ao projeto. A expectativa é de uma boa interação com a equipe técnica da Petrobras hoje atuando no Centro de Pesquisa da Petrobras (CENPES). Esta será uma excelente oportunidade de interação com problemas industriais atuais e relevantes para o desenvolvimento do país. Acredito que essa realização só vem trazer benefícios para o CeMEAI e ICMC/USP, e os resultados são muito promissores para o aprimoramento das técnicas de produção praticadas atualmente pela Petrobras”, concluiu.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Sobre a Petrobras

Empresa de capital aberto, cujo acionista majoritário é o Governo do Brasil, sendo, portanto, uma empresa estatal de economia mista. Com sede no Rio de Janeiro, opera em cerca de 25 países, no segmento de energia, prioritariamente nas áreas de exploração, produção, refino, comercialização e transporte de petróleo, gás natural e seus derivados.

Instituída em 3 de outubro de 1953, deixou de monopolizar a indústria petroleira no Brasil em 1997, mas continua a ser uma importante produtora do produto, com uma produção diária de mais de 2 milhões de barris (320 mil metros cúbicos). A Petrobras é líder mundial no desenvolvimento de tecnologia avançada para a exploração petrolífera em águas profundas e ultraprofundas.

 

Raquel Vieira- Comunicação CeMEAI

 

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