Melhoria da Otimização da Produção Usando Métodos Livres de Derivadas

• Processo: 25/10629-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2029
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Marcio Augusto Sampaio Pinto
• Beneficiário: Meysam Hasan Nezhad
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM)
• Vinculado ao auxílio: 17/15736-3 - Centro de Pesquisa em Engenharia em Reservatórios e Gerenciamento de Produção de Petróleo, AP.PCPE
• Assunto(s): Métodos de otimização Engenharia de petróleo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Métodos de Otimização | Métodos Livres de Derivadas | Otimização da Produção | Engenharia de Petróleo

Resumo

A otimização da produção de um campo de petróleo pode aumentar a recuperação de petróleo, reduzir a produção de água, maximizar os lucros e melhorar o gerenciamento do campo. Um dos principais desafios ligados à otimização da produção ainda é encontrar um método de otimização eficiente. Mesmo hoje, muitas aplicações dependem das estimativas do gradiente (métodos de busca direta), como o Stochastic Simplex Approximate Gradient (StoSAG) (Fonseca et al., 2016), tornando a otimização computacionalmente cara e demorada. Isso tem um impacto significativo na indústria do petróleo, pois os modelos de reservatórios podem ser do tipo composicional e ter milhões de células, o que exige ainda mais tempo de simulação. Além disso, existe a necessidade de avaliar um conjunto de modelos e não apenas um, devido às incertezas geológicas e técnicas. Nos últimos anos, a otimização heurística e metaheurística se tornou o estado da arte nas técnicas de otimização, proporcionando soluções de melhor desempenho (Kumar e Yadav, 2022). Assim, a principal motivação é a busca por métodos de otimização mais eficientes que demandem um custo computacional mais baixo. Dessa forma, o objetivo principal desta pesquisa é avaliar e desenvolver métodos de otimização sem derivadas para melhorar o processo de otimização da produção. Para esse fim, um benchmark de otimização será criado usando o simulador de reservatório Open Porous Media Flow (OPM Flow) (Rasmussen, et al., 2021). Este benchmark permitirá comparações entre os mais diversos métodos e servirá para testar e propor melhorias. Os algoritmos serão testados sob as mesmas condições e classificados segundo vários critérios, incluindo sua capacidade de encontrar soluções próximas do ótimo global. A função objetivo será o valor presente líquido (VPL), ajustando as vazões dos poços do modelo de reservatório. Melhorias podem surgir de abordagens mistas, propondo métodos híbridos, combinando os benefícios de diferentes métodos existentes ou até criando novos métodos. (AU)