Studio modellistico dei meccanismi di deformazione della matrice
rocciosa rilevabile in giacimenti a gas con la tecnica dei marker
radioattivi ed applicazione ai pozzi profondi del litorale e
dell'offshore Adriatico - Relazione Tecnica Fase I
D. Bau', M. Ferronato, G. Gambolati, P. Teatini
Dept. Mathematical Methods and Models for Scientific
Applications, University of Padova, Padova, Italy
INTRODUZIONE
Il presente rapporto tecnico descrive i risultati della Fase 1 del Progetto
di Ricerca sviluppato dall'Universita' di Padova, Dipartimento di Metodi e
Modelli Matematici per le Scienze Applicate (DMMMSA), su incarico
conferito da ENI S.p.A. - Divisione AGIP ed avente come oggetto lo studio
modellistico dei meccanismi di deformazione della matrice rocciosa rilevabile
in giacimenti a gas con la tecnica dei marker radioattivi ed applicazione
ai pozzi profondi del litorale e dell'Offshore Adriatico.
La Fase 1 e' relativa all'impostazione, sviluppo e calibrazione dei modelli
numerici accoppiati per lo studio della deformazione locale in corrispondenza
di un marker installato in una sequenza tipica dell'Offshore Adriatico in un
mezzo poroso 3-D assialsimmetrico. In particolar modo, viene considerato lo
sviluppo e la sperimentazione di solutori proiettivi non simmetrici basati
sui gradienti coniugati precondizionati per la soluzione dei modelli numerici
accoppiati.
La relazione presenta la base teorica su cui si fonda il modello accoppiato
poroelastico e l'applicazione del metodo degli Elementi Finiti utilizzato per
l'integrazione numerica delle equazioni differenziali di flusso
e deformazione (consolidazione) di un mezzo poroso.
L'approccio proposto e' basato su un modello di flusso monofase benche'
due siano i fluidi (gas e acqua) presenti nella matrice rocciosa. Lo studio
con una sola fase non costituisce una limitazione in rapporto al fenomeno
che si vuole indagare in quanto la deformazione della matrice porosa
dipende dalla variazione di pressione neutrale che si manifesta a seguito
delle estrazioni e non dal tipo di fluido che la produce. Vengono descritti
i solutori proiettivi non simmetrici messi a punto per la soluzione del
modello ed i precondizionatori adottati per migliorarne l'efficienza e la
robustezza, con una discussione delle principali problematiche numeriche
collegate. In particolare, si approfondisce l'analisi del comportamento che
il modello manifesta al variare dell'ampiezza dell'intervallo di integrazione
temporale adottato nella simulazione. I diversi solutori e precondizionatori
implementati vengono sperimentati e confrontati su alcuni problemi test per
una verifica comparata dell'accuratezza, robustezza ed efficienza.
