BR112013006777A2

BR112013006777A2 - Método de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cártica, produto de programa de computador de simulação de fenômenos de carticação em uma região cártica de dispositivo de simulação de fenômeno de cartificação em uma região cárstica

Info

Publication number: BR112013006777A2
Application number: BR112013006777-2A
Authority: BR
Inventors: Massonnat Gérard; Morandini Francis
Original assignee: Total Sa
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2020-02-18
Also published as: RU2013119639A; RU2565357C2; EP2622385A2; WO2012045936A2; US9589081B2; WO2012045936A3; EP2622385B1; BR112013006777B1; US20130185043A1

Abstract

método de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cárstica, produto de programa de computador de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cárstica e dispositivo de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cárstica a invenção refere-se a um método de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cárstica, compreendendo a) a definição de um modelo geológico em grade da região cárstica, para modelar uma pluralidade de ambientes incluindo um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica, e um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós de grade, b) a simulação de deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula sendo calculada levando em consideração valores que descrevem o ambiente dentro do qual o deslocamento é realizado, e c) a modificação dos valores que descrevem o primeiro e/ou o segundo ambiente de acordo com os cursos tomados pelas partículas.

Description

MÉTODO DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA E DISPOSITIVO DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA

A invenção refere-se ao campo da simulação de processos geológicos para estudo do subsolo. O interesse está particularmente concentrado em fenômenos de carstificação em uma região cárstica.

A carstificação de uma rocha é o fenômeno pelo qual esta rocha é conformada pela dissolução de carbonatos na água. A água se infiltra pelos interstícios da rocha, por exemplo, poros ou fraturas, e esta infiltração aumenta o tamanho destes interstícios em virtude da dissolução de carbonatos da rocha na água infiltrada. Fraturas e cavidades podem ser, assim, formadas.

A água pode tipicamente ser água de chuva tornada ácida pelo dióxido de carbono da atmosfera ou do solo. A água pode, dentre outras coisas, se originar, por exemplo, de elevações hidrotérmicas.

A rocha pode, por exemplo, compreender calcário.

É uma prática conhecida para modelagem de uma região cárstica estaticamente, ao utilizar observações, em particular, observações geológicas e sísmicas. Ao perfurar um poço, os dados medidos através do poço, chamados dados de poço, podem ser utilizados para se fazer ajustes posteriores ao modelo da região cárstica. Entretanto, esta abordagem tradicional é limitada em que ela não reproduz dinamicamente os processos geológicos e hidrológicos que levam à formação do carste, e em que o ajuste do modelo aos dados de poços pode ser relativamente complexo e às vezes instável.

O artigo por O. Jaquet et al., Stochastic discrete model of karstic networks, Advances in Water Resources 27

2/17 (2004), 751 a 760, descreve um método de simulação de fenômenos de carstificação com base em uma abordagem estocástica. Uma região cárstica é modelada como uma rede de tubos correspondente a fraturas que são mais ou menos amplas dependendo do diâmetro do tubo. Partículas correspondentes a goticulas de água são introduzidas, e seu deslocamento ao

longo da	rede	é submetido	às leis do	tipo passeio
aleatório'	Há uma	necessidade	de melhorar a	qualidade da
simulação.	De acordo com um pr	imeiro aspecto,	o assunto da
invenção	é um	método de	simulação de	fenômenos de
carstificação em	uma região	cárstica, compreendendo as

seguintes etapas:

a) definir um modelo geológico em grade da região cárstica, para modelar uma pluralidade de ambientes compreendendo um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica, e um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós da grade,

b) simular deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula sendo calculada ao levar em

consideração	valores descrevendo	o	ambiente no qual	o
deslocamento é	realizado, e
c)	modificar os ditos	valores descrevendo	o
primeiro e/ou tomados pelas	o segundo ambiente partículas.	de	acordo com os cursos

As partículas podem corresponder à água infiltrando os interstícios da rocha.

Com tal abordagem de gás-sobre-rede, o tipo de modelo geológico adotado parcialmente determina a qualidade da simulação.

3/17

O modelo geológico representa pelo menos dois ambientes, um correspondente a um fluxo de água dentro da rocha através de poros, e outro correspondente a um fluxo de água através de descontinuidades que podem ser modeladas por tubos, por exemplo. O modelo geológico incorpora tanto estresses hidráulicos quanto geológicos, de modo que a simulação dependa de uma modelagem que é de melhor qualidade e mais realistica que a da técnica anterior.

Além disso, esta simulação pode levar em consideração, na etapa c) , o fato de que a infiltração de água aumenta o tamanho dos interstícios.

Obviamente, um terceiro ambiente ou mais podem ser providos, descritos por outros parâmetros.

Vantajosamente, na etapa b), um gradiente hidráulico pré-estabelecido que é uma função da região na qual o deslocamento é realizado também é levado em consideração. Por exemplo, se o deslocamento considerado ocorrer em uma região de elevações hidrotérmicas, o gradiente hidráulico pode ser direcionado em direção ao céu.

A invenção não é, de modo algum, limitada pelo fato de que o gradiente hidráulico é levado em consideração.

Vantajosamente, na etapa b) , para pelo menos um deslocamento no primeiro ambiente, um valor de parâmetro equivalente é estimado a partir dos valores de parâmetros geológicos de grades compreendendo uma borda correspondente a este deslocamento, por exemplo, ao tirar a média destes valores.

Assim, é possível alternar de uma descrição orientada ao volume do primeiro ambiente a uma caracterização dos deslocamentos considerados.

A invenção obviamente não é limitada a esta característica. É possível, por exemplo, prover a escolha de um parâmetro equivalente igual a um parâmetro geológico de

4/17 uma das grades compreendendo uma borda correspondente a este deslocamento.

Vantajosamente, na etapa b) , para pelo menos um deslocamento no segundo ambiente, um valor de parâmetro 5 equivalente é estimado a partir do valor de parâmetro de borda correspondente a este deslocamento.

Este valor de parâmetro equivalente pode tornar possível a avaliação de uma probabilidade de deslocamento.

Assim, embora as descrições dos primeiro e segundo 10 ambiente serem relativamente diferentes, as probabilidades de deslocamento nos primeiro e segundo ambientes pode obedecer a leis relativamente similares, na medida em que estas probabilidades em ambos os casos dependam de parâmetros equivalentes.

Obviamente, a invenção não é limitada por uma estimativa de valores de parâmetros equivalentes. Pode ser feita uma provisão para as probabilidades de deslocamento nos primeiro e segundo ambientes para obedecer a leis relativamente diferentes.

Pode ser feita uma provisão para que os deslocamentos simulados sejam advectivos e/ou dispersivos, apesar da invenção não ser limitada pelo tipo de deslocamentos previstos.

Pode ser feita uma provisão para oferecer a 25 possibilidade, na etapa b), de levar em consideração os valores descrevendo somente os primeiro e segundo ambientes, o que torna possível uma melhor quantificação da sensibilidade às condições iniciais (por exemplo, um número de fraturas introduzidas).

Em particular, pode ser proposto a um usuário que somente os valores que descrevem o primeiro ambiente sejam levados em consideração durante a simulação.

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A invenção, obviamente, não é limitada a esta opção. Vantajosamente, observações da região cárstica são realizadas, e estas observações são utilizadas, em particular, para definir, na etapa a) , o modelo geológico em grade da região cárstica.

Por exemplo, amostras de núcleo são obtidas em diversos lugares na região cárstica. Estas amostras de núcleo tornam possível a provisão de informações sobre a região cárstica real, em particular, os posicionamentos irregulares de diversas camadas que formam a região cárstica, e para cada camada, as fácies da camada. Tais informações podem ser utilizadas para definir o modelo geológico em grade. Assim, o ponto de partida é um modelo geológico que é relativamente próximo da região cárstica real, o que torna possível aumentar a confiabilidade dos resultados da simulação.

Obviamente, a invenção não é limitada por estas observações da região cárstica. É possível, por exemplo, aplicar o método de acordo com um aspecto da invenção para os propósitos de estudar fenômenos de carstificação, ao partir de modelos geológicos deliberadamente fictícios.

Vantajosamente, o primeiro ambiente é descrito por valores de permeabilidade de grade. A permeabilidade é, na verdade, um parâmetro envolvido no deslocamento das partículas de água na rocha.

primeiro ambiente pode ser descrito por outros parâmetros, tais como, por exemplo, a porosidade.

A invenção não é limitada às redes que formam uma grade do tipo caixa de açúcar. Geometrias de grade mais complexas podem, por exemplo, ser providas.

De acordo com outro aspecto, o assunto da invenção é um produto de programa de computador para simular fenômenos de carstificação em uma região cárstica, o programa de computador sendo destinado para ser armazenado em uma memória

6/17 de uma unidade de processamento central, e/ou armazenado em um meio de memória destinado para cooperar com uma unidade da unidade de processamento central e/ou descarregado através de uma rede de telecomunicação, caracterizado por compreender instruções para executar as etapas de método explicadas acima.

De acordo com ainda outro aspecto, o assunto da invenção é um dispositivo de simulação de fenômenos de carstificação em uma região cárstica. Este dispositivo compreende uma memória para armazenar um modelo geológico em grade da região cárstica, o modelo compreendendo uma descrição de um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica, e de um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós da grade. Meios de processamento, por exemplo, um processador, possibilitam simular deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula sendo calculada ao levar em consideração a descrição do ambiente no qual o deslocamento é realizado. Os meios de processamento também tornam possível a modificação dos valores das descrições de acordo com os caminhos tomados pelas partículas.

Este dispositivo pode, por exemplo, compreender um computador, uma unidade de processamento central de um computador, um processador, ou até mesmo um computador dedicado a simular fenômenos de carstificação.

Outras características e vantagens da presente invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição.

A Figura 1 mostra uma região cárstica exemplar.

A Figura 2 esquematicamente representa um modelo geológico em grade exemplar de acordo com uma realização da invenção.

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A Figura 3 é um gráfico da probabilidade de deslocamento advectivo de uma partícula em função da permeabilidade equivalente, de acordo com uma realização da invenção.

A Figura 4 é um diagrama de fluxo simples de um método que pode ser executado por um dispositivo de simulação de acordo com uma realização da invenção.

A Figura 5 mostra um dispositivo exemplar de simulação de fenômenos de carstificação, de acordo com uma realização da invenção.

A Figura 1 mostra uma região cárstica exemplar 1. Esta região 1 compreende fraturas 2, 6, e cavidades 3, 5 em uma rocha. Uma vez que a região 1 é parcialmente inundada, por exemplo, devido à proximidade de um lençol freático 4, as fraturas 6 e as cavidades 5 podem ser preenchidas de água.

A rocha pode, por exemplo, compreender calcário.

A água de chuva, ou até mesmo água do lençol freático ou de elevações hidrotérmicas, pode se infiltrar através dos interstícios, por exemplo, os poros da rocha, as fraturas 2, 6, e/ou as cavidades 3, 5. Esta infiltração aumenta o tamanho destes interstícios em virtude da dissolução de carbonates da rocha na água infiltrada, o que pode levar à formação de cavidades.

A Figura 2 esquematicamente mostra um modelo geológico em grade exemplar de acordo com uma realização da invenção. Este modelo pode ser utilizado para simular fenômenos de carstificação, de acordo com uma abordagem de gás sobre a rede. O deslocamento estocástico de partículas por toda a rede é simulado. As partículas representam a água infiltrada na rocha. Cada partícula pode, por exemplo, corresponder a uma gota d'água, a um grão de água, ou semelhante.

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O modelo geologico em grade pode ser bidimensional, como no exemplo ilustrado pela Figura 2 para maior clareza, ou, vantajosamente, tridimensional.

Este modelo compreende as grades Mu, M_i2, M₂i,..., M₄₆.

Nesta realização, é feita uma provisão para atribuir por padrão a cada grade Mij um valor de parâmetro de grade geológica, aqui, um valor de permeabilidade Kíj. As variáveis i e j são utilizadas para indexar as posições das grades.

Assim cada grade Mu, M₁₂ possui um valor de permeabilidade correspondente Ku, K₁₂,..., Estes valores de permeabilidade são utilizados para descrever um primeiro ambiente.

A probabilidade do deslocamento estocástico de uma partícula no primeiro ambiente é calculada ao levar em consideração estes valores de permeabilidade, de modo a simular um fluxo em uma rocha porosa, também chamados de matriz.

Um segundo ambiente é descrito por valores de parâmetro de borda, por exemplo, diâmetros de tubos d_24v... entre dois nós N₂₄, N₃₄.

A probabilidade do deslocamento estocástico de uma partícula no segundo ambiente é calculada ao levar em consideração estes valores de diâmetro de tubo d_24v..., de modo a simular um fluxo de água através das fraturas.

Um exemplo de simulação dos deslocamentos estocásticos por toda a rede é descrito a seguir.

As partículas podem ser introduzidas em um dado nó, por exemplo, Nu, ou então em um número de nós. As partículas podem ser introduzidas com uma dada periodicidade.

Para os propósitos de simplificação, pode ser feita uma provisão para que as partículas não interajam entre si,

9/17 isto e, para que o deslocamento de uma partícula seja independente das localizações das outras partículas.

Nesta realização, é considerado que as partículas sejam submetidas a dois tipos de deslocamentos: um deslocamento advectivo ou sistemático, e um deslocamento dispersivo.

Para uma dada grade, o deslocamento advectivo provavelmente ocorrerá ao longo de uma linha e em uma direção dada por um gradiente hidráulico correspondente à região modelada, ao fato de que esta região é saturada ou não, ou algum outro fator. Por exemplo, para as grades representadas na Figura 2, o deslocamento advectivo provavelmente ocorrerá ao longo da linha e na direção do vetor gravidade. Para uma cavidade saturada, o deslocamento advectivo provavelmente ocorrerá ao longo da linha e na direção do fluxo. Para grades correspondentes a uma região de elevações hidrotérmicas, o deslocamento advectivo pode possuir um componente contrário à força da gravidade.

A este possível deslocamento advectivo, é adicionado o deslocamento dispersivo, o que provavelmente ocorre ao longo de uma pluralidade de linhas.

Durante a simulação do deslocamento de uma partícula situada em uma grade, uma probabilidade de deslocamento advectivo é estimada. Um sorteio ponderado por

esta probabilidade estimada é,	em seguida,	realizado, e	o
deslocamento advectivo ocorre	ou não, de	acordo com	o
resultado do sorteio.
Esta probabilidade é	estimada em	função de	um

parâmetro de permeabilidade equivalente K_eq.

Para um deslocamento entre dois nós de um primeiro ambiente, pode ser feita uma provisão para calcular uma permeabilidade equivalente K_eq a partir dos valores de permeabilidade das grades compreendendo estes dois nós. Por

10/17 exemplo, para um deslocamento do nó Ni₄ ao nó N24, uma permeabilidade equivalente é calculada a partir dos valores K13, K14. No caso de uma rede tridimensional, a permeabilidade equivalente seria calculada a partir de quatro valores de permeabilidade. Há, assim, uma transição de um modelo orientado ao volume a um modelo de grade (voxcet).

A permeabilidade equivalente para um dado deslocamento no primeiro ambiente pode, em particular, ser uma média, por exemplo, uma média aritmética ou geométrica, das permeabilidades das grades compreendendo uma borda correspondente a este deslocamento. Para um deslocamento no segundo ambiente, isto é, um deslocamento ao longo de um tubo, por exemplo, do nó N₂₄ ao nó N₃₄, um valor de permeabilidade equivalente K_eq pode ser deduzido, a partir do diâmetro de tubo d correspondente a este deslocamento, de acordo com, por exemplo:

1.9 ,-----K„=21og(—)j2& r l

r sendo relativo à rugosidade relativa, tipicamente igual a 0,2, e g a aceleração da gravidade.

A probabilidade do deslocamento advectivo Prob_Adv, também chamada de módulo de velocidade, é estimada a partir dos valores de permeabilidade equivalentes, de acordo com:

Proô Adv(K_e„) = Q

- ^eq se K_eq for menor que K_mi_n,

Proò Adv(K ) = 1 , _v

- ^eq se K_eq for maior que K_max maior que

Kmin e

Prob_Adv(K_eq) = nos outros casos.

11/17

A Figura 3 é um gráfico da probabilidade do deslocamento advectivo em função da permeabilidade equivalente do primeiro ambiente.

Os valores K_max e K_mi_n são diferentes dependendo do

fato	da	localização ser	0 primeiro	ambiente ou 0	segundo
ambiente	, do fato de que	0 ambiente	é saturado	de	água ou
não, Kmin	ou algum outro fator. Em particular, e K_max para 0 primeiro	é possível prover que ambiente estejam menos	os limiares próximos um

do outro do que os limiares K_miri e K_max para o segundo ambiente. Um gráfico da probabilidade Prob_Adv em função do logaritmo de K para o segundo ambiente iria, assim, parecer igual ao gráfico da Figura 3, exceto pelo fato de que a inclinação seria mais acentuada.

Um sorteio ponderado por esta probabilidade Prob_Adv é, em seguida, realizado, e o deslocamento advectivo ocorre ou não, dependendo do resultado do sorteio.

A este possível deslocamento advectivo, é adicionado um deslocamento dispersivo, provavelmente ocorrendo ao longo de um número de linhas.

Por exemplo, retornando à Figura 2, ao permitir um deslocamento advectivo entre os nós Ni« e N24, existem três possibilidades de deslocamento dispersivo disponíveis à partícula: em direção ao nó N23, em direção ao nó Ns₄ ou em direção ao nó N25. A possibilidade de um deslocamento advectivo na direção contrária ao gradiente hidráulico é excluída.

Para cada uma destas possibilidades em direção a um nó Njj, uma probabilidade Prob_Disp_ij, é estimada, de acordo com:

Proi Disp ¢/(^) =

- Σΐο₈(κ;ρ

12/17 em que ^eq designa a permeabilidade equivalente para o deslocamento do nó N₂4 para o nó Nij, estimada no primeiro ambiente a partir dos valores de permeabilidade das grades que possuem uma borda correspondente a este deslocamento, e no segundo ambiente, a partir do diâmetro do tubo correspondente a este deslocamento,

Σιθ8(^;/) e em que a soma '/ é realizada para todas as diversas possibilidades do deslocamento dispersivo. Retornando ao exemplo da Figura 2, esta soma compreende três termos. Em uma rede tridimensional, esta soma compreendería cinco termos.

No caso em questão, os valores ^eq e ^eq seriam calculados a partir dos valores K13, K23, e K14, K24, ^3,4 respectivamente, enquanto que o valor ^eq correspondente a um deslocamento ao longo de um tubo seria calculado a partir do valor d_24v.

Um sorteio ponderado por estas probabilidades Prob_Disp_ij é, em seguida, realizado, e o deslocamento advectivo ocorre ao longo da linha e na direção dada pelo resultado do sorteio. Considerando a permeabilidade geral e valores de diâmetro de tubo, o deslocamento possui chances relativamente altas de ser realizado no segundo ambiente (fratura), isto é, do nó N₂4 ao nó N₃₄.

Assim, para cada partícula, um deslocamento advectivo (possivelmente nul) e um deslocamento dispersivo são calculados, e isto é feito repetidamente ao longo de um número de ciclos relativamente alto.

Uma partícula é, assim, capaz de passar da matriz até a fratura. Na direção inversa, será observado que, dados os valores de permeabilidade e diâmetro de tubo comuns, uma

13/17 partícula possui chances relativamente pequenas de passar de uma descontinuidade para a matriz. Estes cálculos de deslocamento estocásticos são realizados para cada partícula, e repetidos ciclicamente.

Por exemplo, em cada ciclo (ou passo de tempo),

10⁹ partículas são introduzidas na rede. 0 número de ciclos pode ser da ordem de um milhão. 0 número de grades da rede pode, por exemplo, ser da ordem de cem mil ou um milhão.

Os valores das descrições do primeiro e segundo 10 ambiente são modificados de acordo com os cursos tomados pelas partículas.

Em particular, pode ser feita uma provisão para atribuir a cada grade um valor de um índice de carstificação IK indicativo do potencial de dissolução da rocha. Este 15 indice pode ser de valores similares ou iguais para as grades de uma dada região.

Além disso, é possível prover a atribuição, a cada partícula, de um valor de um índice de agressividade de partícula IA. Tipicamente, este índice possui o mesmo valor 20 para todas as partículas, porém também é possível prover diferentes valores, por exemplo, para levar em consideração um período de uma chuva ácida.

Assim, a passagem de uma partícula entre dois nós do primeiro ambiente modifica os valores de permeabilidade - 25 das grades que possuam uma borda correspondente a este nó.

A passagem de uma partícula em um tubo do segundo ambiente aumenta o diâmetro deste tubo, possivelmente dentro do limite de um diâmetro máximo. Por exemplo, este diâmetro máximo pode ser igual ao tamanho de um lado de grade. Uma 30 cavidade com um tamanho maior que o tamanho de uma grade pode, assim, ser modelada por tubos de um diâmetro igual ao diâmetro máximo. Por exemplo, as grades M₄₆, M₄₇ da figura 2 podem corresponder a tal gravidade.

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Nestes dois casos, o volume de material extraído pela passagem da partícula é uma função do produto IKxIA.

A Figura 4 ilustra um método de simulação de carstificação exemplar, de acordo com uma realização da 5 invenção.

Uma grade é definida em uma etapa 400. As dimensões associadas a cada grade podem ser definidas, por exemplo, 100 x 100 x 5 metros, e certas propriedades de grade, tais como as fácies da rocha correspondentes a cada grade, a 10 porosidade, a permeabilidade, o índice de carstificação IK, ou outras, podem também ser definidas.

É possível utilizar as observações recebidas em uma etapa 401. Estas observações podem, por exemplo, compreender amostras de núcleo, ou até mesmo dados de imagens fornecendo 15 informações sobre a região cárstica real, por exemplo, posicionamentos irregulares de camadas geológicas, de linhas de falha, de fraturas, de barreiras impermeáveis, ou outras.

As dimensões correspondentes a uma grade podem ser variadas, por exemplo, em poucos milímetros cúbicos para 20 aplicações de laboratório ou poucos milhares de quilômetros cúbicos.

Uma sob-amostragem (ou redimensionamento) é realizado em uma etapa 402, para reduzir o número de grades, por exemplo, por um fator 5³ - 125 ou 10³ = 1000, de maneira a 25 limitar o tempo de simulação.

Em uma etapa 403, descontinuidades do tipo fratura são introduzidas, aleatoriamente, utilizando, por exemplo, um motor de fraturamento Booleano. Tal motor pode ser capaz de levar em consideração as fácies da rocha, e de gerar um 30 número de famílias de fratura, estas famílias sendo caracterizadas, por exemplo, por densidades de fratura, geometrias de fratura, orientações de fratura, ou outras.

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Em uma etapa 404, descontinuidades do tipo de estrato ou estratificação conjunta são introduzidas. É possível utilizar as observações recebidas na etapa 401.

As etapas que não são representadas, de introdução de outras descontinuidades, podem ser providas, se apropriado.

Um diâmetro de tubo inicial é atribuído às bordas da grade correspondentes a estas descontinuidades, em uma etapa que não é representada.

Em uma etapa 405, diferentes fases de carstificação são definidas. Por exemplo, uma fase pode corresponder a um período durante o qual a rocha permaneceu emersa com um certo gradiente hidráulico, em seguida outra fase, após outro período, caracterizada por outro gradiente hidráulico, etc. Esta fase possui um conjunto correspondente de descontinuidades, dentre as descontinuidades já definidas, em particular, nas etapas 403 e 404.

Por exemplo, as descontinuidades de orientação Norte-Sul e as descontinuidades de orientação Leste-Oeste podem ter sido definidas na etapa 403. Metade das descontinuidades da orientação Norte-Sul, e nenhuma das descontinuidades de orientação Leste-Oeste podem corresponder a uma primeira fase, enquanto que todas as descontinuidades correspondem à segunda fase.

Para cada fase, é possível definir um índice de agressividade de partícula IA, um gradiente hidráulico, um nível de região saturada com água, as regiões de infiltração e as regiões saturadas, uma orientação da rocha, um vetor de velocidade, um número de ciclos atribuídos a esta fase, os valores K_min e K_max para cada ambiente, um número de partículas introduzidas em cada ciclo, nós de introdução de partículas, ou outros.

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Em cada ciclo devidamente definido, e para cada partícula, uma simulação de deslocamentos estocásticos (etapa 408) é realizada. Em particular, as probabilidades Prob_Adv e Prob_Disp são calculadas (etapa 406) e um sorteio ponderado por estas probabilidades é realizado (etapa 407).

deslocamento simulado da partícula é uma função dos resultados do sorteio.

Em cada ciclo, a descrição é modificada em uma etapa 409, de acordo com os deslocamentos simulados na etapa 408.

As etapas 406, 407 e 411 são realizadas para cada partícula e para cada ciclo. É possível, em particular, prover laços para cobrir as partículas e os ciclos.

A etapa 409 é realizada em cada ciclo. Pode ser feita uma provisão para realizar esta etapa 409 após cada cálculo de deslocamento estocástico para uma partícula, ou, alternativamente, para calcular os deslocamentos para todas as partículas antes de realizar esta etapa 409.

As etapas de teste, representadas pelo teste 411, provêm uma saída do laço. Estas etapas de teste podem consistir em verificar que todos os ciclos definidos na etapa 405 foram realizados, e que, para cada ciclo, um deslocamento foi simulado para cada uma das partículas.

Finalmente, em uma etapa de sobreamostragem ou upscaling 410, um modelo com uma grade do mesmo tipo que a definida na etapa 400 é estimado, a partir da descrição obtida na saída do laço.

É possível, por exemplo, utilizar um solucionador de pressão para estimar valores de parâmetro, por exemplo, de permeabilidade, em regiões que incluem descentinuidades e matriz.

A Figura 5 mostra um dispositivo de simulação exemplar 502. Nesta realização, o dispositivo compreende um

17/17 computador 502, compreendendo o modelo geológico em grade, exemplo, um processador 501, modificar o modelo.

uma memória 500 para armazenar e meios de processamento, por para realizar as simulações e

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA, caracterizado por compreender:

a/ definição (400, 402, 403, 404, 405) de um modelo geológico em grade da região cárstica, para modelar uma pluralidade de ambientes, a dita pluralidade compreendendo um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica e um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós da grade, b/ simulação (408) de deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula sendo calculada ao levar em consideração valores descrevendo o ambiente no qual o deslocamento é realizado, c/ modificação (409) dos ditos valores descrevendo o primeiro e/ou o segundo ambiente de acordo com os cursos tomados pelas partículas.
2. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que na etapa b/, um gradiente hidráulico préestabelecido que é uma função da região na qual o deslocamento é realizado também é levado em consideração.
3. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que na etapa b/, para pelo menos um deslocamento no primeiro ambiente, um valor de parametro equivalente (K_eq) e estimado a partir dos valores de um parâmetro de grade geológica (Kij) das grades caracterizado por compreender uma borda correspondente ao dito deslocamento, e em que a probabilidade do dito deslocamento é calculada em função do dito valor de parâmetro equivalente estimado.

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4. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado em que o parâmetro de borda é caracterizado por compreender um diâmetro de tubo, na etapa b/, para pelo menos um deslocamento no segundo ambiente, um parâmetro equivalente (K_eq) é estimado a partir do valor de diâmetro de tubo correspondente ao dito deslocamento, e em que a probabilidade do dito deslocamento é calculada em função do dito valor de parâmetro equivalente estimado.
5. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado por compreender o oferecimento da possibilidade de levar em consideração, na etapa b/, os valores de somente um ambiente do primeiro ambiente e do segundo ambiente.
6. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado em que os deslocamentos simulados são advectivos e/ou dispersivos.
7. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado em que a etapa c/ envolve um valor de um índice de carstificação (IK) indicativo do potencial de dissolução da rocha, e um valor de um índice de agressividade das partículas (IA).
8. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado em que o dito pelo menos um parâmetro geológico de grade é caracterizado por compreender uma permeabilidade de grade (Kij) .
9. MÉTODO DE SIMULAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado em que

3/4 o dito pelo menos um parâmetro de grade geológica é caracterizado por compreender uma porosidade de grade.
10. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA, O programa de computador sendo destinado para ser armazenado em uma memória de uma unidade de processamento central e/ou armazenada em um meio de memória destinado para cooperar com uma unidade da dita unidade de processamento central e/ou descarregado através de uma rede de telecomunicação, caracterizado por compreender instruções para:

a/ definir um modelo geológico em grade da região cárstica, para modelar uma pluralidade de ambientes, a dita pluralidade compreendendo um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica e um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós da grade, b/ simular deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula sendo calculada ao levar em consideração valores descrevendo o ambiente no qual o deslocamento é realizado, e c/ modificar os ditos valores descrevendo o primeiro e/ou o segundo ambiente de acordo com os cursos tomados pelas partículas.
11. DISPOSITIVO (502) DE SIMULAÇÃO DE FENÔMENOS DE CARSTIFICAÇÃO EM UMA REGIÃO CÁRSTICA, o dito dispositivo caracterizado por compreender:

uma memória (500) para armazenar um modelo geológico em grade da região cárstica, o modelo inclui uma descrição de um primeiro ambiente descrito por valores de pelo menos um parâmetro de grade geológica e de um segundo ambiente descrito por valores de parâmetros de borda entre dois nós da grade,

4/4 meios de processamento (501) dispostos para simular deslocamentos estocásticos de partículas na grade do modelo geológico, a probabilidade de cada deslocamento de uma partícula ser calculado ao levar em 5 consideração a descrição do ambiente no qual o deslocamento é realizado, e modificar uma e/ou outras descrições de acordo com os cursos realizado pelas partículas.