- Docente: Villiam Bortolotti
- Crediti formativi: 3
- SSD: ING-IND/30
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria per l'ambiente e il territorio (cod. 0939)
Conoscenze e abilità da conseguire
Fornire le nozioni necessarie per la simulazione di giacimenti di idrocarburi e bacini geotermici durante il loro sviluppo: filosofia e metodologia della simulazione numerica; equazioni differenziali che governano il moto dei fluidi in mezzo poroso per flusso bi e trifasico; discretizzazione delle equazioni differenziali e loro integrazione numerica; studio dellarchitettura tipica dei codici numerici di simulazione utilizzati in ambito industriale.
Contenuti
Introduzione generale allo studio del comportamento
dinamico di giacimenti (di idrocarburi, acqua e geotermici)
mediante simulazione numerica. Definizioni, relazioni e
classificazione dei sistemi e dei modelli. L'equazione di bilancio
di massa. La legge di Darcy per flusso multifase. Equazione di
trasporto del calore: bilancio energetico per sistemi aperti.
Modello matematico di un giacimento: equazione per il flusso
radiale attraverso un mezzo poroso di un fluido monofase debolmente
comprimibile. Classificazione dei modelli matematici dei giacimenti
mediante la geometria e il numero delle fasi mobili. Modello per il
flusso di gas. Modello per flusso bi e trifase senza scambio di
massa tra le fasi. Modello black-oil per giacimenti di olio
pesante. Modello per olio volatile. Modello di flusso multifase
composizionale. Modello per falda confinata. Modello per falda non
confinata. Cenni ai modelli non isotermici di flusso multifase e
multicomponente nei mezzi porosi fratturati.
Concetti base sulla tecnica di discretizzazione alle differenze
finite (FD) per l'integrazione numerica delle equazioni
differenziali alle derivate parziali. Elementi di convergenza,
consistenza e stabilità dello schema FD. Errori di troncamento.
Livello di impliticità nella simulazione con modelli multifase:
pressione implicita saturazione esplicita (IMPES), metodo
sequenziale (SEQ), metodo totalmente implicito (SIMULTANEUS).
Soluzione di sistemi di equazioni lineari: metodi diretti (metodo
di gauss, metodo della fattorizzazione, metodo di Thomas), metodi
iterativi (Jacobi, Gauss-Siedel, PSOR, LSOR).
Il problema diretto e inverso. Calibrazione del modello: history
matching. Analisi di sensitività.
Testi/Bibliografia
1- Dispensa del docente.
2- W. Kinzelbach. Groundwater modeling - An introduction with
sample programs in BASIC, Elsevier, New York, 1986.
3- G. L. Chierici. Principi Di Ingegneria Dei Giacimenti
Petroliferi, vol. 1-2, ENI, Milano, 1991.
4- D.S.Oliver, A.C. Reynolds and N. Liu. Inverse theory for
petroleum reservoir characterization and history matching.
Cambridge University press, Cambridge, 2008.
5- J. Bear, Y. Bachmat. Introduction to Modelling of Transport
Phenomena in Porous Media, Kluwer Academic Publ., Dordrecht,
1990.
Metodi didattici
Le lezioni saranno di tipo tradizionale con dimostrazioni svolte alla lavagna e con esercitazioni, anche mediante software dedicato, riguardanti gli argomenti trattati durante le lezioni.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame finale (orale).
Strumenti a supporto della didattica
Lavagna luminosa, Proiettore, Personal computer.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Villiam Bortolotti