RESUMO Neste trabalho apresentamos simulações numéricas tridimensionais do escoamento bifásico (água-óleo) em meios porosos com o objetivo de analisar a influência das heterogeneidades nos campos de porosidade e permeabilidade e, principalmente, suas relações, sobre o fenômeno conhecido na literatura como dedos viscosos (viscous fingering). Para isso, são considerados cenários típicos de reservatórios heterogêneos submetidos à injeção de água (método de recuperação secundária). Os resultados mostram que as heterogeneidades da porosidade têm uma influência marcante no comportamento do fluxo quando a permeabilidade está intimamente relacionada à porosidade, por exemplo, pela relação Kozeny-Carman (KC). Esse tipo de relação positiva leva a uma maior recuperação de óleo, pois as áreas de alta permeabilidade (velocidades de fluxo mais altas) estão associadas a áreas de alta porosidade (maior volume de poros), causando um atraso no tempo de avanço (breakthrough time). Por outro lado, quando ambos os campos (porosidade e permeabilidade) são heterogêneos, mas independentes um do outro, a influência das heterogeneidades da porosidade é menor, podendo até ser desprezada nos resultados do avanço da frente.
ABSTRACT In this work, we present three-dimensional numerical simulations of water-oil flow in porous media in order to analyze the influence of the heterogeneities in the porosity and permeability fields and, mainly, their relationships upon the phenomenon known in the literature as viscous fingering. For this, typical scenarios of heterogeneous reservoirs submitted to water injection (secondary recovery method) are considered. The results show that the porosity heterogeneities have a markable influence in the flow behavior when the permeability is closely related with porosity, for example, by the Kozeny-Carman (KC) relation. This kind of positive relation leads to a larger oil recovery, as the areas of high permeability (higher flow velocities) are associated with areas of high porosity (higher volume of pores), causing a delay in the breakthrough time. On the other hand, when both fields (porosity and permeability) are heterogeneous but independent of each other the influence of the porosity heterogeneities is smaller and may be negligible.