Tortuosidade via caminhos mínimos em armazenamento geológico de CO2: desenvolvimento em grafos, validação por
simulação multifásica e aplicação com rede neural
Nome: EDUARDO SOARES BORGES DOS SANTOS
Data de publicação: 13/03/2026
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ELIAS SILVA DE OLIVEIRA | Examinador Interno |
| GUILHERME DANIEL AVANSI | Examinador Externo |
| MATHIAS JOSÉ KREUTZ ERDTMANN | Coorientador |
| THOMAS WALTER RAUBER | Presidente |
Resumo: A transição energética intensificou a busca por soluções de mitigação de emissões de CO2 e
dentre as frentes relevantes destaca-se o armazenamento geológico. Uma etapa fundamental
neste tipo de projeto é a seleção preliminar de locais de injeção, exigindo avaliar grandes
volumes de dados petrofísicos. Simulações completas de escoamento tendem a ter um
alto custo computacional, motivando o desenvolvimento de descritores mais leves que
preservem mecanismos da migração da pluma de CO2.
A migração do dióxido de carbono em meios porosos heterogêneos é controlada de forma
importante pela conectividade hidráulica e pela arquitetura interna do reservatório, incluindo anisotropia vertical e barreiras que induzem desvios laterais e gargalos. Embora
métricas clássicas de heterogeneidade sintetizem a variabilidade petrofísica de maneira
predominantemente estatística, elas não representam de maneira explícita a organização
espacial da conectividade, o que limita sua aplicabilidade. Nesse contexto, a tortuosidade
dirigida é adotada como descritor estrutural, por condensar, de forma interpretável, efeitos
combinados de conectividade, anisotropia e barreiramento.
A metodologia proposta representa o reservatório discretizado como um grafo, em que
células são nós e conexões ortogonais por faces formam as arestas. Os pesos das conexões
traduzem resistência ao fluxo, definida a partir do inverso da permeabilidade. Com essa
construção, calcula-se o caminho de menor custo entre pontos candidatos de injeção e a
região superior do reservatório, produzindo um campo espacial que evidencia regiões de
maior e menor resistência ao fluxo. A aderência do proxy estrutural é avaliada por confronto
com simulações de escoamento multifásico completas, adotando-se como observável a maior
elevação atingida pela pluma dentro da janela temporal analisada.
Neste ponto, o proxy contém um domínio em regimes estruturais que preserva informação
relevante mesmo na ausência de dinâmica multifásica explícita. Um modelo preditivo
supervisionado é então treinado exclusivamente com os atributos estruturais extraídos das
trajetórias, demonstra capacidade de estimar o alcance vertical com desempenho notável,
evidenciando que a conectividade estrutural contém sinal informativo suficiente para apoiar
tarefas de triagem. Como implicação, estabelece-se um fluxo de trabalho em que o modelo
preditivo reduze o espaço de busca e prioriza cenários, preservando a simulação multifásica
como etapa posterior de validação e detalhamento.
