Extractor

Esse módulo é utilizado para extrair a rede de poros e ligações a partir de: uma segmentação individualizada dos poros (Label Map Volume) realizada por um algoritmo de watershed, gerando uma rede uniescalar; ou por um mapa de porosidades (Scalar Volume), que gerará um modelo multiescalar com poros resolvidos e não-resolvidos.


Figura 1: Interface do módulo de Extração.

Após a extração, ficará disponível na interface do GeoSlicer: as tabelas de poros e gargantas e também os modelos de visualização da rede. As tabelas geradas serão os dados usados na etapa seguinte de simulação.


Figura 1: A esquerda Label Map utilizado como entrada na extração e a direita rede uniescalar extraída.


Figura 2: A esquerda Scalar Volume utilizado como entrada na extração e a direita rede multiescalar extraída, onde azul representa poros resolvidos, e rosa representa os poros não-resolvidos.

Escala de Cores:

Esferas (Poros):

Azul - Poro resolvido
Magenta - Poro não resolvido

Cilindros (Gargantas):

Verde - Garganta entre poros resolvidos
Amarelo - Garganta entre um poro resolvido e um não resolvido
Vermelho - Garganta entre poros não resolvidos

Simulation

Este módulo pode realizar diferentes tipos de simulações a partir dos resultados da tabela de poros e ligações (criada no módulo de Extração). As simulações incluem: One-phase, Two-phase, Mercury injection, explicados nas seções adiante.

Todas as simulações possuem os mesmos argumentos de entrada: A tabela de poros gerada a partir da extração da rede e quando o volume for multiescalar, o modelo subescala utilizado e sua parametrização.


Figura 1: Entrada da tabela de poros gerada com o módulo Extração.

One-phase

A simulação de uma fase, é utilizada principalmente para determinar a propriedade de permeabilidade absoluta (\(K_{abs}\)) da amostra.


Figura 2: Simulação de uma fase.

Três diferentes solvers podem ser usados para esse tipo de simulação:

pypardiso (recomendado) : rende os melhores resultados, convergindo mesmo em situações de raios muito discrepantes;
pyflowsolver : inclui uma opção de seleção do critério de parada, porém com performance menor que o pypardiso;
openpnm : opção mais tradicionalmente usada;


Figura 3: Opção pyflowsolver e critério de parada. As demais opções (pypardiso e openpnm) não possuem esse critério.

Quando os valores de condutividade são muito discrepantes para a mesma amostra, e essa amostra percola mais pela subescala, podemos ter problemas na convergência para a solução, por conta disso, adicionamos uma opção para poder limitar os valores em altas condutividades.


Figura 4: Opções de limitação dos valores de condutividade.

Além disso, a simulação de uma fase pode ser realizada em uma única direção, ou em múltiplas direções, a partir do parâmetro Orientation scheme.


Figura 5: Esquema de orientação utilizado.

Two-phase

A simulação de duas fases consiste em inicialmente injetar óleo na amostra e aumentar a pressão do mesmo afim de que esse invada praticamente todos os poros, num processo que é conhecido como drenagem (drainage). Após essa primeira etapa, substitui-se o óleo por água e novamente aumenta-se a pressão, de forma a permitir que a água invada alguns dos poros que antes estavam com óleo, expulsando o último, esse segundo processo é conhecido como embebição (imbibition). Ao medirmos a permeabilidade da rocha em relação a permeabilidade absoluta, em função da saturação de água durante esse processo, obtemos a curva conhecida como curva de permeabilidade relativa (\(K_{rel}\)).

Uma vez que cada rocha pode interagir físicamente ou quimicamente com o óleo e com a água de diferentes maneiras, precisamos de uma variedade bastante grande de parametros que permitam calibrar os resultados de forma a modelar e simplificar essa interação, afim de extrairmos algum significado físico das propriedades da rocha a partir da simulação. Abaixo, elencamos alguns parâmetros que podem ser encontrados na simulação de duas fases disponibilizada no GeoSlicer.

Atualmente, temos disponível no GeoSlicer dois algoritmos para realizar a simulação de duas fases, a primeira delas é a do PNFlow que é um algoritmo padrão utilizado, implementado em C++, e a segunda é um algoritmo próprio desenvolvido pela LTrace em linguagem Python.

Salvar/Carregar tabela de seleção de parâmetros

Para facilitar a reprodução de simulações que rodam no mesmo conjunto de parâmetros, a interface possui opções para salvar/carregar os parâmetros a partir de tabelas que são salvas junto ao projeto. Dessa forma, ao calibrar o conjunto de parâmetros, o usuário pode guardar essas informações para uma outra análise posterior, ou usar esses mesmos parâmetros em outra amostra.


Figura 6: Opções para salvar/carregar tabelas de seleção de parâmetros.

Fluid properties

Nessa seção é possível alterar os parâmetros dos fluidos (água e óleo) utilizados na simulação:


Figura 7: Entrada dos parâmetros dos fluidos (água e óleo).

Contact angle options

Uma das principais propriedades que afetam a interação de um líquido com um sólido é a molhabilidade, essa pode ser determinada a partir do ângulo de contato formado pelo primeiro quando em contato com o último. Assim, se o ângulo de contato for próximo de zero há uma forte interação que "prende" o líquido ao sólido, já quando o ângulo de contato é próximo a 180º, a interação do líquido com a superfície é fraca e esse pode escoar com mais facilidade pela mesma.


Figura 8: Representação visual do conceito de molhabilidade e ângulo de contato.

Modelamos os ângulos de contato a partir de duas distribuições usadas em momentos distintos: a Initial contact angle que controla o ângulo de contato dos poros antes da invasão por óleo; e a Equilibrium contact angle que controla o ângulo de contato após a invasão por óleo. Além das distribuições base utilizadas em cada caso, há uma opção para adicionar uma segunda distribuição para cada uma delas, assim cada poro é atrelado a uma das duas distribuições, com o parâmetro "Fraction" sendo usado para determinar qual a porcentagem de poros vão seguir a segunda distribuição em relação a primeira.


Figura 9: Parâmetros das distribuições de ângulo de contato.

Cada distribuição de ângulos, seja primária ou secundária, inicial ou de equilíbrio, tem uma série de parâmetros que a descreve:

Model: permite modelar as curvas de histerese entre ângulos de avanço/recuo a partir dos ângulos intrínsicos:
- Equal angles: ângulos de avanço/recuo idênticos ao ângulo intrinsico;
- Constant difference: diferença constante dos ângulos de avanço/recuo em relação ao ângulo intrínsico;
- Morrow curve: curvas de avanço/recuo determinadas pelas curvas de Morrow;


Figura 10: Curvas para cada um dos modelos de ângulo de contato implementados no GeoSlicer. Imagem retirada de N. R. Morrow, 1975 (https://doi.org/10.2118/75-04-04).

Contact angle distribution center: Define o centro da distribuição de ângulo de contato;
Contact angle distribution range: Alcance da distribuição (center-range/2, center+range/2), com o ângulo mínimo/máximo sendo 0º/180º, respectivamente;
Delta, Gamma: Parâmetros da distribuição de Weibull truncada, se um número negativo é escolhido, usa uma distribuição uniforme; Se números positivos são escolhidos, usa a seguinte distribuição de probabilidades: \(p(\tilde\theta)=\frac{\gamma}{\delta}\frac{\tilde\theta^{\gamma-1}e^{-\tilde\theta^\gamma/\delta}}{1-e^{-1/\delta}}\) onde \(\tilde\theta\in[\theta_{min},\theta_{max}]\). Algumas ideias de parâmetros para essa distribuição são gráficados abaixo:


Figura 11: Distribuição de Weibull.

Contact angle correlation: Escolhe como o ângulo de contato será correlacionado ao raio dos poros: Positive radius define maiores ângulos de contato para raios maiores; Negative radius faz o oposto, atribuindo maiores ângulos para raios menores; Uncorrelated significa independência entre ângulos de contato com o raio do poro;
Separation: Se o modelo escolhido for constant difference, define a separação entre ângulos de avanço e recuo;

Outros parâmetros estão definidos apenas para a segunda distribuição:

Fraction: Um valor entre 0 e 1 que controla qual a fração dos poros usará a segunda distribuição ao invés da primeira;
Fraction distribution: Define se a fração será determinada pela quantidade de poros ou volume total;
Correlation diameter: Se a Fraction correlation for escolhida como Spatially correlated, define a distância mais provável de encontrar poros com mesma distribuição de ângulo de contato;
Fraction correlation: Define como a fração para a segunda distribuição será correlacionada, se correlacionada espacialmente, para maiores poros, menores poros ou aleatória;

Modo de Execução

O usuário pode escolher entre dois modos de execução para realizar a simulação bifásica:

Local: Executa a simulação diretamente na máquina do usuário. Nesse modo, o usuário pode definir a opção de simulação Max subprocesses, que controla quantos subprocessos de thread única serão executados em paralelo. O valor recomendado é cerca de dois terços do total de núcleos de CPU disponíveis para um desempenho otimizado sem sobrecarregar o sistema.
Remoto: Envia a simulação para ser executada em um cluster de computação configurado. Nesse modo, o usuário especifica o opção Number of jobs em que a simulação será dividida. Ideal para testes de sensibilidade muito grandes. A interface à direita mostrará o progresso da simulação, e o usuário também pode clicar em Open para inspeção dos resultados parciais antes da conclusão.


Figura 12a: Seleção do modo de execução para a simulação bifásica.


Figure 12b: Opções do job enviado a cluster.

Essa flexibilidade permite que o usuário aproveite o processamento local para execuções de testes menores ou utilize recursos de computação em cluster para simulações mais complexas ou de grande escala.

Simulation options

Essa seção de parâmetros é dedicada a controlar os parâmetros relacionados a própria simulação.


Figura 13: Parâmetros da simulação.

Minimum SWi: Define o valor mínimo de SWi, interrompendo o ciclo de drenagem quando o valor de Sw é atingido (SWi pode ser maior se a água ficar presa);
Final cycle Pc: Interrompe o ciclo quando essa pressão capilar é alcançada;
Sw step length: Passo de Sw utilizado antes de verificar o novo valor de permeabilidade;
Inject/Produce from: Define por quais lados o fluido será injetado/produzido ao longo do eixo z, o mesmo lado pode tanto injetar como também produzir;
Pore fill: Determina qual mecanismo domina cada evento de preenchimento de poro individual;
Lower/Upper box boundary: Poros com distância relativa no eixo Z da borda até este valor do plano são considerados poros "à esquerda"/"à direita", respectivamente;
Subresolution volume: Considera que o volume contém essa fração de espaço poroso em subresolução que está sempre preenchido com água;
Plot first injection cycle: Se selecionado, o primeiro ciclo, injeção de óleo em um meio totalmente saturado de água, será incluído no gráfico de saída. A simulação será executada, independentemente da opção estar selecionada ou não;
Create animation node: Cria um nó de animação que pode ser usado na aba "Cycles Visualization";
Keep temporary files: Mantém os arquivos .vtu na pasta de arquivos temporários do GeoSlicer, um arquivo para cada etapa da simulação;
Max subprocesses: Quantidade máxima de subprocessos single-thread que devem ser executados; O valor recomendado para uma máquina ociosa é 2/3 do total de núcleos;
Number of jobs: número de jobs em que a simulação será dividida no cluster;

Uma vez que temos uma vasta quantidade de parâmetros que podem ser modificados para modelar o experimento a partir da simulação, se torna útil variarmos tais parâmetros de forma mais sistemática para uma análise aprofundada da sua influência nos resultados obtidos.

Para isso o usuário pode selecionar o botão "Multi" disponível em grande parte dos parâmetros, ao clicar em Multi, três caixas aparecem com opções de início, fim e passo, que podem ser usadas para rodar diversas simulações em uma tabela linearmente distribuída dos valores desses parâmetros. Se mais de um parâmetro é escolhido com múltiplos valores, simulações rodam com todas as combinações de parâmetros possíveis, isso pode aumentar consideravelmente a quantidade de simulações e o tempo para executar.

Ao finalizar a execução do conjunto de simulações, o usuário pode realizar análises para entender as relações entre os resultados das simulações com os parâmetros escolhidos na aba Krel EDA.

Mercury injection

Além das simulações de uma e duas fases, também temos disponível nesse módulo uma simulação do experimento de intrusão de Mercúrio.


Figura 14: Simulação de intrusão de Mercúrio.

A intrusão de mercúrio é um experimento no qual mercúrio líquido é injetado em uma amostra de rocha reservatório sob vácuo, com pressão crescente. O volume de mercúrio invadindo a amostra é medido em função da pressão de mercúrio. Uma vez que o ângulo de contato do mercúrio líquido com o vapor de mercúrio é aproximadamente independente do substrato, é possível utilizar modelos analíticos, como o modelo do feixe de tubos, para calcular a distribuição do tamanho dos poros da amostra.

O ensaio de intrusão de mercúrio é relativamente acessível e sua principal relevância no contexto do PNM reside na capacidade de executar a simulação em uma amostra para a qual os resultados experimentais de curvas de Pressão Capilar por Intrusão de Mercúrio (MICP) estão disponíveis. Isso permite a comparação dos resultados para validar e calibrar a rede de poros extraída da amostra, que será usada nas simulações de uma e duas fases.

Para facilitar as análises da atribuição dos raios dos poros sub-resolução, o código presente no GeoSlicer produzirá como saída, além dos gráficos obtidos pela simulação no OpenPNM, os gráficos das distribuições de raios de poros e gargantas e também das distribuições de volumes, separando em poros resolvidos (que não se alteram pela atribuição da subescala) e poros não resolvidos. Dessa forma, o usuário pode conferir se o modelo de subescala foi aplicado corretamente.

Modelo Subscala

No caso da rede multiescalar, como os raios da subescala não podem ser determinados a partir da própria imagem, por estarem fora da resolução, é necessário definir um modelo para atribuição desses raios. Algumas opções disponíveis atualmente são:

Fixed radius: Todos os raios da subresolução tem o mesmo tamanho escolhido na interface;
Leverett Function - Sample Permeability: Atribui uma pressão de entrada com base na curva de J Leverett com base na permeabilidade da amostra;
Leverett Function - Permeability curve: Também utiliza a curva de J Leverett mas com uma curva definida para a permeabilidade ao invés de um valor;
Pressure Curve e Throat Radius Curve: Atribui os raios da subresolução com base na curva obtida por um experimento de injeção de mercúrio. Pode ser utilizado o dado da pressão de entrada pela fração do volume, ou então o raio equivalente em função da fração de volume;

Ambos os modelos exigem uma tabela contendo a Fração Incremental do Volume de Poros (\(\Delta S_i\)). Esse parâmetro representa a porção do espaço poroso total que é preenchida com mercúrio durante um intervalo de pressão específico (ou, equivalentemente, o volume associado a uma faixa específica de tamanhos de garganta). Ele é obtido a partir da saturação cumulativa (\(S_{Hg}\)) experimental de Pressão Capilar por Intrusão de Mercúrio (MICP), calculando a diferença entre pontos consecutivos: \(\Delta S_{i} = S_{Hg}(P_{i}) - S_{Hg}(P_{i-1})\). Esta fração é usada para ponderar as funções capilares de sub-resolução, garantindo que a injeção de mercúrio simulada corresponda à distribuição experimental da amostra.

O modelo de subescala escolhido não tem impacto nas simulações de redes uniescalares, uma vez que todos os raios já estão determinados.

Kabs REV

O módulo Pore Network Kabs REV permite executar simulações de uma única fase (permeabilidade absoluta) em múltiplos cortes do volume utilizando a rede de poros.

Ele pode ser usado para avaliar a qualidade na previsão da medida de permeabilidade absoluta, afim de descobrir qual o mínimo tamanho de volume necessário para suprimir o erro devido ao tamanho finito.

kabsrev

Input: Espera como entrada um mapa de porosidades gerado a partir do módulo Microporosity por segmentação. Caso a entrada seja um mapa de porosidade considerará o modelo multiescala. Também é permitido que o input seja um LabelMap gerado através do módulo Segment Inspector, nesse caso será considerado um modelo de escala simples, e o campo das propriedades Subscala pode ser ignorado.

Parâmetros (Parameters)

Number of lengths: número de amostras de comprimento (ou cortes) a serem consideradas na simulação;
Min. length fraction (%): fração mínima de comprimento, em porcentagem, para definição dos cortes;

Os demais parâmetros são equivalentes aos do módulo que realiza a simulação de permeabilidade absoluta. Leia mais no módulo PNM Simulation.

Cycles Visualization

Esse módulo serve para controlar e visualizar as simulações de permeabilidade relativa criadas no módulo Pore Network Simulation com a opção "Create animation node" ativada.


Figura 1: Entrada do nó de animação para visualização.

Ao selecionar o nó de animação, aparecerá na visualização 3D um modelo dos poros e ligações com setas nas regiões de inlet/outlet, indicando o sentido das invasões. Além disso os gráficos na seção "Information" mostraram as curvas do Krel e algumas informações extras.


Figura 3: Curvas de permeabilidade relativa para o ciclo.

A partir da seção parâmetros na interface, o usuário pode então controlar a animação.


Figura 3: Interface de seleção de parâmetros.

Show zero log Krel: Coloca um valor não-nulo para os pontos na escala logarítmica;
Animations step: Seleciona um passo de tempo específico na animação;
Run animation: Atualiza incrementalmente o passo da simulação de forma automática;
Loop animation: Executa a atualização em loop, voltando ao início sempre que chegar ao fim;
Animation speed: Escolhe a velocidade da atualização automática;

Krel EDA

EDA

Para facilitar a análise do conjunto de simulações e entender como os diferentes parâmetros afetam os resultados obtidos, foi criado o módulo do Krel EDA.

Após rodar diversas simulações usando o módulo Pore Network Simulation o usuário pode colocar como entrada a tabela com os resultados obtidos nesse módulo, para assim visualizar os gráficos da nuvem de curvas, e também fazer um pós-processamento dos seus resultados.


Figura 1: Entrada do módulo Krel EDA.

Diversas ferramentas foram criadas para facilitar essas análises a partir de gráficos interativos.

Krel curves dispersion

Ao selecionar o tipo de visualização como "Krel curves dispersion", será mostrado o gráfico de dispersão das curvas de krel das várias simulações, com a respectiva média dessas curvas.

É possível escolher, através das caixas seletoras localizadas logo acima do gráfico, quais tipos de curva serão mostrados: curvas de drenagem ou embibição e curvas de água e óleo separadamente.


Figura 2: Nuvem de curvas Krel.

Para entender como se dá a distribuição dessas curvas conforme algum dos parâmetros, pode ser selecionado em "Curves color scale" uma escala de cores para as curvas.

Filtragem e adição de curvas de referência

Também é possível filtrar a nuvem de curvas para mostrar apenas uma parte dos dados a partir do colapsável nomeado "Simulation filters":


Figura 3: Nuvem de curvas Krel filtradas e com curva de referência.

Ali é possível adicionar um filtro com base em algum parâmetro, e também adicionar uma curva de referência, que pode ser o dado experimental por exemplo, para comparação.

Crossed error

Esse tipo de visualização é indicado para comparar a correlação entre os erros nas medidas com algum parâmetro indicado pela escala de cores. A interface permite selecionar o erro de qual medida nos eixos x e y, e também qual parâmetro será indicado na escala de cores.


Figura 4: Parâmetros da visualização de erro cruzado.

Crossed parameters

Esse tipo de visualização serve para comparar a correlação entre os parâmetros com o erro indicado pela escala de cores. A interface permite selecionar qual parâmetro será colocado nos eixos x e y, e também qual erro será indicado na escala de cores.


Figura 5: Parâmetros da visualização de parâmetros cruzados.

Parameters and Result correlation

Nessa visualização, o usuário pode checar as correlações entre os resultados obtidos da simulação com os parâmetros colocados como entrada no algoritmo, assim pode-se saber quais dos parâmetros mais afetam os resultados.


Figura 6: Correlação entre parâmetros e resultados.

Parameters and Error correlation

Da mesma forma, pode-se querer olhar para as correlações existentes entre os parâmetros e os erros da simulação. Esse tipo de visualização demonstra essa matriz de correlação.


Figura 7: Correlação entre parâmetros e erros.

Results selfcorrelation

Para entender como os resultados se correlacionam entre si, ou seja, como a permeabilidade está sendo afetada pela saturação ou pela pressão obtidas na simulação, pode-se olhar para a matriz de autocorrelação dos resultados, apresentada nessa visualização.


Figura 8: Matriz de autocorrelação dos resultados.

Higher order interactions

Na análise estatística, podemos também querer entender como são os coeficientes de confiabilidade da correlação, que representam interações de ordens mais altas do que a correlação. Estão disponíveis 3 tipos de visualização para interpretar essas dependência de ordem mais altas: "Second order interactions", "Second order interactions list", "Third order interactions list".


Figura 9: Interações de segunda ordem.

Import

A aba Import pode ser usada para trazer resultados de uma tabela experimental (por exemplo) com curvas de krel, ao selecionar as colunas correspondentes a saturação, permeabilidade da água, permeabilidade do óleo e o ciclo, o usuário pode salvar uma tabela para ser usada no módulo EDA.


Figura 10: Aba Import.

Production Prediction

Esse módulo pode ser usado para estimar a quantidade de óleo que pode efetivamente ser extraído para uma dada amostra a partir da curva de permeabilidade relativa, usando a equação de Buckley-Leverett.

Single Krel

A primeira opção disponível usa a curva de permeabilidade relativa construída para uma única simulação de duas fases.


Figura 1: Parâmetros do módulo de produção.

Na interface, além da tabela com os resultados da simulação o usuário pode escolher os valores de viscosidade da água e do óleo que serão usados na estimativa, além de um fator de suavização da curva de krel.


Figura 2: Curva de estimativa de produção para simulação única.

Os gráficos gerados correspondem então a curva da estimativa de produção de óleo (em volume produzido) com base na quantidade de água injetada. E abaixo a curva de permeabilidade relativa com indicação da onda de choque estimada.

Teste de sensibilidade

A outra opção pode ser usada quando múltiplas curvas de permeabilidade relativa são geradas.

Nesse caso uma nuvem de curvas será gerada e o algoritmo calcula também as previsões: otimista, pessimista e neutra.


Figura 3: Curva de estimativa de produção para o teste de sensibilidade.

Remote Workflow

O módulo Pore Network Remote Workflow fornece um pipeline automatizado ponta a ponta para o processamento em lote de volumes brutos de amostras de micro-CT em um cluster de computação remota. Ele coordena o carregamento de dados brutos, recorte adaptativo da amostra, correção de artefatos de sombreamento, geração do mapa de porosidade e extração da rede de poros em multiescala, finalizando com as simulações monofásica e bifásica.

Ao utilizar o agendamento distribuído do Dask sobre um Cluster SLURM, o workflow paraleliza tarefas em várias instâncias, tornando grandes estudos de sensibilidade gerenciáveis a partir de um único painel.

Listagem e Seleção de Amostras


Figura 1: Seletor principal de dados e tabela de filtragem de amostras.

Select CSV File / Load: Selecione o arquivo de índice de dados (por exemplo, All) e clique em Load para preencher a lista de amostras.
Filter: Consulte dinamicamente as amostras carregadas por:
- name
- codigo_amostra
- tipo_amostra
- phi (porosidade absoluta medida experimentalmente, se disponível)
Seleção da Amostra: Clique duas vezes em qualquer linha da tabela filtrada para adicionar o nome da amostra à caixa de seleção abaixo. Os nomes das amostras também podem ser colados ou editados manualmente usando espaços, vírgulas ou pontos e vírgulas como separadores.

Configurações do Workflow


Figura 2: Configurações do workflow.

As seções Load parameters e Save parameters permitem que a configuração completa do Remote Workflow seja armazenada como nós de parâmetros reutilizáveis dentro da cena atual do GeoSlicer. Isso permite que configurações inteiras de workflow sejam salvas, compartilhadas e restauradas sem a necessidade de reconfigurar manualmente a interface.

Save parameters

A seção Save parameters armazena a configuração atual do workflow como um novo nó de parâmetros do Remote Workflow.

Output parameter node name: Especifica o nome do nó de parâmetros a ser criado.
Save parameters: Salva a configuração atual do workflow na cena.

O nó de parâmetros gerado aparece na cena e pode ser selecionado posteriormente na seção Load parameters.

Load parameters

A seção Load parameters restaura uma configuração do Remote Workflow salva anteriormente.

Input parameter node: Seleciona um nó de parâmetros do Remote Workflow salvo anteriormente.
Load parameters: Restaura todas as configurações salvas na interface atual.

Nota: Os nós de parâmetros do Remote Workflow armazenam referências a nós de parâmetros existentes da Extração e Simulação. Se um nó de parâmetros referenciado não estiver mais presente na cena atual, seu seletor correspondente permanecerá vazio.

Parâmetros de Processamento

Extractor params: Seleciona os parâmetros de extração usados para gerar a rede de poros.
One-phase params: Seleciona os parâmetros usados para a simulação monofásica.
Two-phase params: Seleciona os parâmetros usados para a simulação bifásica.

Nota: As simulações monofásicas e bifásicas são executadas apenas quando a opção Extractor params está selecionada.

💡 Como os Nós de Parâmetros são Gerados Os nós de parâmetros disponíveis nos seletores Extractor params, One-phase params e Two-phase params são criados a partir dos módulos Pore Network Extractor e Pore Network Simulation. Configure as definições desejadas nesses módulos, expanda a seção Save parameters e clique em Save parameters para criar nós de parâmetros reutilizáveis. Os nós de parâmetros do Remote Workflow criados por este módulo são objetos distintos. Eles armazenam a configuração do workflow juntamente com referências aos nós de parâmetros do extrator e de simulação selecionados, permitindo que toda a configuração do workflow seja restaurada com um único clique.

Output Folder Prefix: Adiciona uma string de identificação personalizada ao nome do diretório de saída do workflow.
Downsampling Factor(s): Aceita uma lista de valores separados por vírgula (por exemplo, 2, 4.5, 6). Um workflow separado é gerado para cada fator especificado.
Workers: Define o número máximo de amostras processadas simultaneamente no cluster. O botão Suggest calcula automaticamente o número recomendado de workers com base no número de amostras selecionadas e nos fatores de subamostragem.
Save workstep image: Controla se imagens intermediárias das etapas de trabalho são geradas e armazenadas para inspeção.

Opções de Recorte da Amostra

Quando as amostras não preenchem o campo visual ou exibem degradação nas bordas, a etapa Crop Sample isola o volume de rocha válido.

Métodos de Recorte

Method: Especifica o método usado para isolar o volume de rocha.
Auto: O workflow analisa os limites do volume de micro-CT para escolher automaticamente a estratégia de recorte mais adequada:
- Se a amostra preencher a imagem, mas exibir atenuação nos cantos, a opção Cylindrical crop é selecionada.
- Se a amostra terminar antes dos limites da imagem, a opção Sample segmentation é selecionada.
- Caso contrário, o recorte é ignorado.
Cylindrical Crop: Aplica uma máscara cilíndrica. As coordenadas do centro utilizam por padrão o centro detectado da amostra. O raio pode ser reduzido automaticamente usando o parâmetro Reduction (%).
Sample Segmentation: Utiliza uma segmentação Multi-Otsu de 3 fases seguida por processamento morfológico para separar a rocha do fundo e remover artefatos.
Discard bottom/top: Remove uma porcentagem configurável (0–45%) das extremidades inferior e superior da amostra ao longo do eixo Z.

Assim que a máscara de recorte é gerada, o workflow recorta a imagem para a menor caixa delimitadora (bounding box) que envolve a amostra selecionada.

Opções de Correção de Sombreamento

Corrige gradientes de iluminação e artefatos do feixe de raios-X (beam hardening).

Function: Especifica o modelo de correção:
Auto: Avalia os limites da amostra e os resultados do recorte para selecionar o modelo de correção mais adequado.
- Se for um recorte cilíndrico ou se limites parciais da amostra forem detectados, a opção Polynomial Radial é selecionada.
- Se nenhum recorte de amostra for necessário, a opção Spline Radial é selecionada.
Polynomial: Ajusta um polinômio convencional.
Polynomial Radial: Restringe o ajuste polinomial a um modelo radialmente simétrico.
Spline Radial: Aplica uma função baseada em spline radialmente simétrica.
Order: Especifica a ordem do polinômio (2, 4 ou 6) quando um modelo polinomial é selecionado.
Slice Group Size: Número de fatias consecutivas que compartilham o mesmo modelo de correção ajustado.
Fitting Points (%): Porcentagem de pixels da máscara usados para estimar a superfície de correção.
Mask Percentile Min/Max: Define o intervalo percentil de intensidade usado para estimar a máscara de correção.

Opções do Mapa de Porosidade

Esta etapa gera o mapa de porosidade necessário para a extração da rede de poros em multiescala.

Gradient Anisotropic Diffusion (GAD): Filtro opcional de suavização com preservação de bordas que reduz o ruído enquanto preserva os limites dos poros.
Métodos de Geração do Mapa de Porosidade
- Porosidade experimental disponível: Utiliza a porosidade experimental carregada do banco de dados para calibrar o mapa de porosidade.
- Porosidade experimental indisponível: Utiliza uma segmentação Multi-Otsu de três classes para estimar a porosidade de macro e sub-resolução.
Otsu Threshold Shifts: Permite o ajuste manual (±15%) dos limiares de Multi-Otsu quando não há porosidade experimental.

Interface da Aba Remote Jobs

Quando o Apply ou o Visualize é executado, o workflow é submetido ao cluster remoto como um único trabalho principal (PNM Workflow: ). O progresso pode ser monitorado na aba Remote Jobs.

Clicar com o botão direito em uma entrada do workflow fornece as seguintes ações:

Open: Baixa todas as amostras concluídas disponíveis no momento sem esperar que todo o workflow termine.
Details: Exibe informações do trabalho, identificadores do SLURM, caminhos de execução e parâmetros armazenados.
Reconnect: Reconecta ao agendador remoto após interrupções de comunicação.
Cancel/Delete: Encerra o workflow e remove os trabalhos associados no cluster.

Coleta de Dados

Quando os resultados do workflow são abertos, o GeoSlicer reconstrói automaticamente a hierarquia do projeto:

Cria o diretório do workflow: <Prefix>_<Workflow_ID>.
Cria os diretórios das amostras: <Sample_Name_Stem>.
Cria um diretório para cada fator de subamostragem (DS_<Factor>_R<Index>):
- Parêmetros do Workflow
- Dados Experimentais de Krel
- Nós de Imagem de Workstep:
  - Sample
  - Cropped_Sample
  - Cropped_Sample_Mask
  - Shading_Correction
  - Shading_Mask
  - GAD_Pre_Porosity_Map
  - Porosity_Map
- Nós de Extração da Rede
- Nós de Simulação Monofásica
- Nós de Simulação Bifásica
Cria nós de análise de resolução agregados para comparar múltiplos fatores de subamostragem.

Guia de Execução Passo a Passo

Gerar nós de parâmetros
- Configure o módulo Pore Network Extractor e salve seu nó de parâmetros.
- Configure o módulo Pore Network Simulation e salve os nós de parâmetros monofásicos e/ou bifásicos desejados.
Carregar o banco de dados
- Abra o Pore Network Remote Workflow.
- Selecione o repositório CSV desejado e clique em Load.
Selecionar amostras
- Filtre a lista de amostras.
- Clique duas vezes nas amostras desejadas ou cole os nomes das amostras na caixa de seleção.
Configurar o workflow
- Opcionalmente, carregue uma configuração do Remote Workflow salva anteriormente.
- Selecione os nós de parâmetros de Extrator, Monofásico e Bifásico.
- Configure os fatores de subamostragem, a quantidade de workers e as opções de pré-processamento.
Executar o workflow
- Clique em Apply para submeter o workflow ao cluster.
- Clique em Visualize para realizar uma execução apenas para visualização.
Monitorar a execução
- Abra a aba Remote Jobs.
- Use o Open a qualquer momento para recuperar as amostras concluídas enquanto as tarefas restantes continuam sendo processadas.

Fluxos

Simulação de Permeabilidade Absoluta (Kabs)

Simulação Kabs em escala única

Video: Fluxo para simulação de permeabilidade absoluta.

O fluxo abaixo permite simular e obter um estimado da permeabilidade absoluta, em uma amostra de escala única, considerando todos os poros como resolvidos:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Extraction para obter a rede de poros e ligações a partir do volume LabelMap gerado;
Na aba Simulation para rodar a simulação de Kabs;

Simulação de Permeabilidade Relativa (Krel)

Simulação única de Krel (animação)

Video: Fluxo para simulação de permeabilidade relativa com animação.

O fluxo abaixo permite simular e obter uma animação dos processos de Drenagem e Embibição:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Extraction para obter a rede de poros e ligações a partir do volume LabelMap gerado;
Na aba Simulation;
Marque a opção "Create animation node" na caixa "Simulation options" e clique no botão "Apply";
Ao finalizar a simulação, vá até a aba "Cycles Visualization" e selecione o nó de animação para visualizar o ciclo e a curva gerada;

Teste de Sensibilidade

Video: Fluxo para Teste de Sensibilidade (variando parâmetros para múltiplas simulações Krel).

O fluxo abaixo permite que o usuário simule e obtenha uma nuvem de curvas de Krel na qual ele pode fazer diferentes análises para determinar as propriedades que são mais sensíveis:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Extraction para obter a rede de poros e ligações a partir do volume LabelMap gerado;
Na aba Simulation, escolha a tabela de poros, no seletor Simulation selecione "Two-phase";
Selecione múltiplos valores para alguns parâmetros clicando no botão "Multi" (como fizemos para o centro das distribuições dos ângulos de contato no vídeo) - Você pode encontrar mais informações sobre os parâmetros na seção "Two-phase";
(Opcional) Salve os parâmetros selecionados usando a seção "Save parameters";
Clique no botão "Apply" para rodar as várias simulações;
Ao finalizar a execução, vá até a aba "Krel EDA" e selecione a tabela de parâmetros gerada para fazer diferentes análises usando os recursos de visualização da interface (nuvem de curvas, correlações de parâmetros e resultados, etc);

Estimativa de Produção

Video: Fluxo da estimativa de produção.

O fluxo abaixo permite que o usuário simule e obtenha uma nuvem de curvas de Krel, em uma amostra de escala única:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Extraction para obter a rede de poros e ligações a partir do volume LabelMap gerado;
Selecione múltiplos valores para alguns parâmetros clicando no botão "Multi" (como fizemos para o centro das distribuições dos ângulos de contato no vídeo) - Você pode encontrar mais informações sobre os parâmetros na seção "Two-phase";
(Opcional) Salve os parâmetros selecionados usando a seção "Save parameters";
Clique no botão "Apply" para rodar as várias simulações;
Ao finalizar a execução, vá até a aba "Production Prediction" e selecione a tabela de parâmetros gerada na simulação; Duas opções são disponíveis nessa interface:
- A primeira delas "Single Krel" é uma análise de cada simulação individual;
- A segunda "Sensitivity test" é uma estimativa da produção levando em conta todas as simulações feitas;

Simulação de Intrusão por Mercúrio

Simulação de MICP

O fluxo abaixo permite simular o experimento de Intrusão por Mercúrio na amostra:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Extraction para obter a rede de poros e ligações a partir do volume LabelMap gerado;
Na aba Simulation, escolha a tabela de poros, no seletor Simulation selecione Mercury injection;
Ao finalizar a simulação, os resultados podem ser visualizados na tabela gerada ou então nos gráficos criados;

Video: Fluxo para simulação de intrusão de mercúrio.

Geração de relatórios

Video: Execução do fluxo completo do PNM para geração de relatório.

O fluxo abaixo permite rodar um fluxo completo do PNM, realizando simulações de Kabs, Krel e MICP; Os resultados podem ser visualizados em uma interface web:

Carregue o volume no qual deseja executar a simulação;
Realize a Segmentação Manual utilizando um dos segmentos para designar a região porosa da rocha;
Separe os segmentos utilizando a aba Inspector, delimitando assim a região de cada um dos poros;
Utilize a aba Microtom e selecione "PNM Complete Workflow";
Selecione ou crie uma tabela de seleção de parâmetros do "Teste de Sensibilidade" clicando no botão "Edit";
Clique em "Apply" para rodar o fluxo;
Ao finalizar a simulação, clique no botão "Open Report Locally" para abrir o relatório.